Способ формирования квазисинусоидального напряжения из постоянного напряжения

, ЬОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И) М. Кл. 07 М 748 присоединением заявки хе осударстееиныи иоиит СССР по делам иэооретений и открытийвано 05.09.7 ЗЗ Бюч чете та опубликова ния описания 15.09.79(2) Авторы изобретен С. Руденко, В. И. Сенько и Л. В. Буденный 1) Заявит иевский ордена Ленина политехнический институт имени -летия Великой Октябрьской социалистической революци) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КВЛЗИСИНУСОИДАЛЪНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗ ПОСТОЯННОГО НА Г 1 РЯЖ ЕНИ Я Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания, в электроприводе для полуцения низкочастотного переменного напряжения квазисинусоидальной формы при питающей сети постоянного тока.При использовании известных способов получения квазисинусоидального напряжения с промежутоцным повышением частоты выходное напряжение в основном имеет вид либо ступенчатой функции 1, 2, либо импульсного напряжения, широтно-модулированного по закону выходного 3 напряжения. В первом случае необходимость получения выходного напряжения высокого качества на низких и инфранизких частотах приводит к увеличению числа ступеней и, как следствие, числа силовых переключающих элемептов,так как фильтруюшее действие нагрузки и сглаживаюших фильтров на указанных частотах снижается. Кроме того, затруднено регулирование выходного напряжения. Во втором случае наличие на всем периоде выходного напряжения провалов до нуля приводит к существенному акосту гармонических составляющих, осооенно в области высоких частот. Улучшение гармонического состава напряжения в данном случае посредством установки фильтров иногда недопустимо по причине возможного возникновения конденсаторного самовозбуждения при двигательной нагрузке.Известен также способ, согласно которому несколько полученных из постоянного напряжения высокочастотных напряжений с относительным фазовь 1 м сдвигом, изменяемым по заданному закону, суммируют, и затем результирующее напряжение демодулируют. Высокочастотные напряжения при этом получают с помошью резонансных инверторов 4. 15Выходное напряжение в этом слуцае,имея провалы до нуля на всем своем периоде,обладает теми же недостатками, что и в счх чае формирования выходного напряжения широтно-импульсным способом. Кро ме того, при аппаратурной реализации указанного способа налицие в инверторах резонансных контуров, рассчитанных на половину мощности в нагрузке, приводит кячейки с напряжением 112,4. Следует отметить, что система управления обеспечивает однозначную связь между текущим значением опорного напряжения 11,и значениями сдвига фаз высокочастотных напряжений 112,3, 112,4. В связи с этим при уменьшении амплитуды опорного напряжения Ь и вначале будет уменьшаться диапазон регулирования фазы напряжения 112,4 (а также временной интервал 1 - 1, изменения фазы) и при лостижении 1,оп половины своего первоначального значения, фаза напряжения 1 2,4 булет оставаться равной 180 на всем периоде опорного напряжения. При дальнейшем уменьшении амплитуды опорного напряжения булет уменьшаться диапазон регулирования фазы напряжения Е 2,3. Таким ооразом, изменением амплитуды 1 оп возможно регулирование выходного напряжения преобразователя от своего максимального значения ло нуля.Синфазцые высокочастотные напряжения Ь 2,1, Е 2,2 могут быть заменены одним высокочастотным напряжением с той же фазой, но с амплитудой, равной сумме амплитулцых значений напряжений 1.; 2,3, 1 2,4. Однако это приведет к неравномерной загрузке инверторцых ячеек.Число высокочастотных напряжений,управляемых по фазе, возможно увеличивать, что приведет к увеличению числа ступеней в выходном низкочастотном напряжении, и, как следствие, к уменыцению доли широтно-импульсного напряжения.Таким образом, низкочастотное выходное напряжение преобразователя представляет собой стуггенчатую функцию с широтно-импульсной модуляцией на ступенях по закону изменения опорного напряжения. Такая форма выходного напряжения преобразователя обладает меньшим коэффициентом гармоник по сравнению с прототипом, так как амплитуда широтно-импульсного напряжения составляет только часть выходного напряжения. Кроме того, широтно-импульсная модуляция осуществляется по закону изменения опорного напряжения, что приводит к сглаживанию ступенчатого напряжения.Работа преобразователя была рассмотрена при опорном напряжении 1.,"ап пилообразной формы. Однако все вышеизложенные выводы и принцип работы сохраняются и для других форм опорного напряжения, например синусоидальной.При этом для получения низкочастотного переменного напряжения квазисцнусоидальной формы достаточно заменить только опорное напряжение пилообразной формы на синусоидальцое.Способ получения низкочастотного переменного напряжения позволяет улучшить форму выходного напряжения за счет устра 6пения провалов ло нуля ца большей части его периода. Изменение параметров опор-. ного эталонного напряжения, т. е. его частоты и амплитуды, позволяет осугггествить соответствующее регулирование параметров выходного напряжения, причем предлагаемый способ позволяет аппроксимировать напряжение любой формы в зависимости от формы эталонного напряжения. Кроме того, данный способ лает возможность повысить массогабаритные показатели прц его аппаратурной реализации вследствие отсутствия резонансны.; контуров в амплитулггых модуляторах, которые могут быть выполцснц ца основе известных инверторцых схем, например мостовой, полумостовой, со средней точкой. Способ формирования квазисицх соцлального напряжения цз постоянного напряжения путем суммирования нескольких полученных из постоянного напряжения высокочастотных цапряжешй с относительным фазовым сдвигом, цзмсчяемым по заданному закону и последуюгцей лемолуляццц результирующего напряжения, от,гичпнт(ш 1 ся тем, что, с целью повцшешя качества выходного напряжения и улучшения массогабарцтцых показателей прц его апцаратурцой реализации, одну часть высокочастотных напряжений формирук)т сццфазно по отцоцеццо Лрмг к другу, а каждое цз высокочастотццх напряжений другой части сдвигают последовательно друг за другом по закону огорцого сигнала заланной формы с частотой, равной частоте квазисинусоцлального напряжения, причем в начале каждого полупериола опорного сигнала высокочастотные гапряжения одной части формируют в противофазе по отношенио к высокочастотным гаг 1)яжениям другой части, а сдвиг фазы очередного высокочастотного напряжения производят после достижения фазы предыдущего высокочастотного напряжения прелельного значения, равного полуперцоду этого высокочастотного напряжения. Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе 1. Миловзоров В. П., ЛЬ солнц Л. К морозов Л. С. Стабилизированный преобразователь .постоянного напряжения в переменное ступенчато-синусоилальцое, книга Современные залачи преобразовательной техники, ч. 4, ИЭД АН УССР, Киев. 1975. 2. 11 арников С. 11., Гаврилов Л. Н., Чайоров К. Н. Дискретный ццвсртор ступенчато-сицусоилального напряжения с промежуточным звеном повышенной частоты, труды684697 21 Рязанского радиотехнического института,вып. 44, 1973,3. Тонкаль В. Е., Липковский К. А., Мельничук Л. П. Способы улучшения ка. чества выходного напряжения автономных инвероров, Препринт, ИЭД АН УССР, Киев,972. 4. Тонкаль В. Е., Мельничук Л, П., Новосельцев А. В., Дыхненко Ю. И, Метод биений и построение на его основе тиристорных преобразователей частоты с регулируемыми параметрами синоусидального напряжения, книга Современные задачи преобразовательной техники, ч. 3. Киев, 1975.Госуделак исква,Патен Редактор Ю. ЧелюкановЗаказ 577057ЦНИИПИпо д113035, МоФилиал ПП П СостТехред Тираж рственного обретений- 35, Рву в, г. Ужго