Преобразователь постоянного напря-жения b квазисинусоидальноепеременное

О П И С А Н И Е (и 824387ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоциалистическихРеспублммОпубликовано 23,04.81 Бюллетень15 по делам нзебретеннй н етнрмтнйДата опубликования описания 28.04.81 В. И. Сенько, В. М. Скобченко и Ю. П. Бол172) Авторы изобретения Киевский ордена Ленина политехнический инс им. 50-летия Великой Октябрьской социалистиреволюции(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ ПЕРЕМЕННОЕИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в частотнорегулируемом электроприводе и системах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.Известны преобразователи с квазисинусоидальным выходным напряжением, выполненные в виде инверторных ячеек, нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых подключены ко входу демодулятора.Наиболее близкий предлагаемому преобразователь содержит И инверторных ячеек выполненных по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек силовых ключей и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых подключены ко входу демодулятора, выход которого образует общий выход преобразователя, а также блок управления, вы- ходы которого соединены с управляющими входами оконечных усилителей мощности, 2 Х из которых связаны со стойками силовых ключей инверторных ячеек, а один - с силовыми ключами демодулятора. Источник постоянного напряжения подключен к инверторным ячейкам 1. В известном преобразователе с квазисинусоидальным выходным напряжением формирование выходного напряжения осуществляется на основе метода биений 2, Два высокочастотных канала блока управления обеспечивают формирование двух напряжений частот 1 и 14. Алгебраическое суммирование этих напряжений с помощью последовательно соединенных выходных обмоток трансформаторов дает напряжение, которое демодулируется демодулятором. Выходное напряжение демодулятора представляет собой выходное напряжение преобразователя. Недостатком такого преобразователя является сложность блока управления, связанная с необходимостью формирования сигнала управления демодуляторОм, представляющего собой напряжение типа меандр с частотой 1 с = Ц 2(11+1)ф2 о где 1, и 1 - частоты управления силовымиключами инверторных ячЕек, причем фаза этого сигнала должна совпадать с фазой несущей частоты входного напряжения демодулятора, что приводит к значительнымтрудностям при схемотехнической реализации.Цель изобретения - упрошение схемы блока управления преобразователя.Указанная цель достигается тем, что в преобразЬвателе с квазисинусоидальным выходным напряжением, содержащем М инверторных ячеек, выполненных по схеме однофазного инвертора на силовых ключах и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых подключены ко входу демодулятора, 1 О выход которого образует обший выход преобразователя, блок управления выполнен в виде последовательно соединенных между собой задающего генератора, делителя частоты, 2 М-канального распределителя импульсов, 2 М-интеграторов, 2 М-канальной схемы15 сравнения и 2 Х-канального модулятора, а также дополнительно снабжен генератором напряжения несущей частоты, который связан с управляемым генератором пилообраз 20 25 ного напряжения, выходом подключенного к обшему входу 2 М-канальной схемы сравнения, и с триггером, выход которого соединен с общим входом 2 Н-канального модулятора, причем выходы 2 М-канального модулятора и выход триггера образуют общий выход блока управления. При этом в качестве генератора напряжения несущей частоты может использоваться один из выходов делителя частоты. На фиг. 1 и 2 представлены соответственно структурная схема и диаграммы; на фиг. 3 и 4 - соответственно пример конкретной реализации и диаграммы, поясняющие принцип работы модулятора,Преобразователь на фиг. 1 содержит 111 инверторных ячеек 1, выполнаиных по схеме однофазного инвертора в виде первой 2 и второй 3 стоек силовых ключей 4 и нагруженных на трансформаторы 5, последовательно соединенные выходные обмотки которых подключены в точках 6 и 7 ко входу демодулятора 8, выход которого в точках 9 и 10 образует общий выход преобразователя, а также блок управления 11, выполненный в виде последовательно соединенных между собой задающего генератора 12, делителя частоты 13, 2 М-канального распределителя импульсов 14, 2 Х-интеграторов 15, 2 Х-канальной схемы сравнения 16 и 2 М-канального модулятора 17. Генератор напряжения несущей частоты 18 связан с управляемым генератором пилообразного напряжения 19, выход которого подключен к общему входу 20 2 И-канальной схемы сравнения 16, и с триггером 21, выход которого соединен с общим входом 22 2 М-канального модулятора 17 и с управляющим входом оконечного усилителя мощности 23. Выходы 2 Х-канального модулятора 17 связаны с управляющими входами 2 М оконечных усилителей мощности 24, подключенных к первой 2 и второй 3 стойкам силовых ключей 4, а выход 30 35 40 4 0 55 оконечного усилителя мощности 23 связан с силовыми ключами модулятора 8, Источник постоянного напряжения 25 соединен с инверторными ячейками 1 в точках 26 и 27.Принцип работы преобразователя поясняют диаграммы на фиг, 2.В результате деления выходного напряжения 28 задающего генератора 12 делителем 13,и последующего распределения 2 И- канальным распределителем импульсов 14 формируются последовательности напряжений 29 - 32, поступаюшие с выходов 2 И- канального распределителя импупьсов на входы 2 М интеграторов 15. С выхода генератора напряжения несущей частоты 18 импульсное напряжение 33 поступает на вход управляемого генератора пилообразного напряжения 19 и на вход триггера 21. Выходное напряжение 34 управляемого генератора пилообразного напряжения 19 поступает на общий вход 2 Х-канальной схемы сравнения 16, где сравнивается с выходными напряжениями 35 - 38 2 И интеграторов 15. В результате на выходах 2 И-канальной схемы сравнения 16 формируются соответственно напряжения 39 - 42, которые.в 2 Х-канальном модуляторе 17 модулируются напряжением 43, поступающим на его общий вход 22 с выхода триггера 21. С выходов 2 ЯГ-канального модулятора 1 промодулированные напряжения 44 - 47 поступают на управляющие входы 2 М оконечных усилителей мощности 24, подключенных к первым 2 и вторым 3 стойкам силовых ключей 4 инверторных ячеек 1, В результате на выходных обмотках трансформаторов 5 инверторных ячеек 1 формируются напряжения 48 и 49, алгебраическое суммирование которых с помощью последовательно соединенных выходных обмоток трансформаторов 5 приводит к формированию напряжения 50, поступающего в точках 6 и 7 на вход демодулятора 8. Работой ключей демодулятора 8 управляет оконечный усилитель мощности 23, на управляющий вход которого с выхода триггера 21 поступает напряжение 43.На выходе демодулятора 8 в точках 9 и 1 О формируется выходное квазисинусоидальное напряжение 51 преобразователя.Пример реализации модулятора на логических элементах И - НЕ приведен на фиг. 3, а на фиг. 4 показаны диаграммы, поясняющие принцип его работы. Точкам 52 - 56 соответствуют диаграммы 57 - 61,Выполнение блока управления преобразователя с квазисинусоидальным выходным напряжением по предложенной схеме позволяет значительно упростить систему управления преобразователя, так как отпадает необходимость формирования управляющего напряжения демодулятора 1 к из двух напряжений разных частот 1:1/2(11+1 а) и последующей синхронизации его с несущей частотой входного напряжения демодулятора. Управляюшее напряжение демодулятора формируется непосредственно генератором напряжения несущей частоты, в качестве которого может быть использован один из выходов делителя частоты. При этом форма выходного амплитудно-широтно-импульсно модулированного напряжения полностью соответствует выходному напряжению, формируемому в известном преобразователе.формула изобретения1, Преобразователь постоянного напряже иия в квазисинусоидальное переменное,содержащий И инверторных ячеек, выполненных по схеме однофазного инвертора на силовых 15 ключах и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные об-мотки которых подключены ко входу демодуля-, тора, выход которого образует общий выход преобразователя, а также блок управления, выходами соединенный с управляющими входами оконечных усилителей мощности, 21 Ч из которых связаны с силовыми ключами инверторных ячеек, а один - с силовыми ключами демодулятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, блок управления 25 выполнен в виде последовательно соединенных между собой задающего генератора, делителя частоты, 2 Х-канального расяределителя импульсов, 21 Ч интеграторов, 21 Ч-канальной схемы сравнения и 2 Х-канального модулятора, а также дополнительно снабжен генератором напряжения несущей частоты, который связан с управляемым генератором пилообразного напряжения, выходом подключенного к общему входу 2 Х-канальной схемы сравнения, и с триггером, выход которогосоединен с общим входом 2 Х-канального модулятора, причем выходы 2 М-канального модулятора и выход триггера образуют общий выход блока управления.2. Преобразователь по п, 1, отличающийся тем, что в качестве генератора напряжения несущей частоты используется один из выходов делителя частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Фридман П. М Саркисов Г. А. Преобразователи постоянного напряжения в синусоидальное с двумя высокочастотными каналами. - Электронная техника в автоматике, вып. 9, М., Советское радио, 1977.2. Тонкаль В. Е., Мельничук Л. П., Новосельцев А. В., Дихиенко Ю. И. Метод биений и построение на его основе тиристорных преобразователей частоты с регулируемыми параметрами синусоидального напряжения. - Современные задачи преобразовательной техники, вып. 3, Киев, Институт электродинамики АН Украинской ССР, 1975.ель Г. йкас овская коми и от шская Редактор Л.М Заказ 2142/80 ВНИИПИ по д 113035, Мо илиал ППП