Способ формирования квазисинусоидального напряжения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоцнапистнчесннкреспублик ц 890541(б 1) Дополнительное к авт. санд-ву(22) Заявлено 1906 79 (21) 2794174/24-07с присоединением заявки Лев(5 )М, Кл. Н 02 Р 13/18 3 ввуАврствиаыв квннтвт СССР и авлан кэобрвтвнкй н вткрыткй(72) Автор изобретения Е. Н. Гейтенко Волжское отделение Института геологии и разработки горючих ископаемых(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное в устройствах летательных аппаратов, судов, наземных транспортных средств.Известен способ формирования квазисинусоидального напряжения путем сложения прямоугольных напряжений выходной и удвоенной частот, причем второе напряжение сдвинуто по фазе на сорок пять градусов относительно первого 11,Однако такой способ незначительно снижает содержание гармоник в выходном напряжении.Известен способ получения квазисинусоидального напряжения, заключающийся в суммировании прямоугольных напряжений, одно из которых имеет выходные частоту и фазу, другое - утроенную частоту, противоположную часу и амплитуде в три раза меньшую первой. В этом случае выходное напряжение не содержит гармоник, кратных трем, однако присутствие гармоник пятой, седьмой и т.д. обусловливает наличие низкочастотного фильтра 1,2 .Наиболее близким техническим решением является способ формирования ква" зисинусоидального напряжения, путем вычитания из напряжения прямоугольной формы частоты Г с амплитудой А напряжений аналогичной формы с частотами (2 п + 1)Г и с амплитудами А2 п+11 гдеп=1,2, 3 31.Здесь с увеличением числа используемых напряжений коэффициент гар" 35 моник снижается незначительно, а отдельные гармоники полностью не устраняются. Цель изобретения - улучшение ка 20чества выходного напряжения за счетснижения содержания высоких .гармоники, как следствие, -уменьшения егокоэффициента гармоник.О Поставленная цель достигается тем,что формируют две дополнительные последоват ел ь ности напряжений прямоу гоной формы с частотами В Г и С Г и самплитудами соответственно А и А5В С,напряжения с частотами В-Г вычитаютиз упомянутого квазисинусоидальногонапряжения, напряжения с частотамиС Г суммируют с ним, где В и С - 1 Окомбинационные числа, равные произведению соответственно нечетного и четного числа неодинаковых простых чисел,а из последовательной напряжений с частотами (2 п + 1)Г используют лишь те,у которых числа (2 п + 1) являютсяпростыми.На фиг, 1 приведены диаграммы, поясняющие способ формирования квазисинусоидального напряжения на примереиспользования первых семи напряженийформы меандр; на фиг. 2 - блок-схемаустройства для осуществления предлагаемого способа,Способ ФорМирования квазисинусоидального напряжения заключается в суммировании напряжений формы меандр,полуцаемых с помощью ключевых элементов. Параметры суммируемых напряжений определяются разницей между напряЗОжением формы меандр и его первой гармоникой. Частоты равны произведениямвыходной частоты на члены возрастающего ряда простых чисел и чисел, равных произведениям неодинаковых простых чисел, а именно: 1 Г 3 Г, 5 Г 7 Г,11 Г, 13 Г, 15 Г, где Г - цастотавыходного напряжения. При этом фазь 1напряжений, имеющих частоты Г, 15 Г,21 Г, 33 Г 1155 Г, , т.е.превышающие выходную в число раз, равное произведению цетного количестванеодинаковых простых чисел или равнуювыходной, совпадают с фазой выходногонапряжения и, значит, складываются.Остальные напряжения имеют противоположную выходной Фазу или, иначе говоря, эти напряжения вычитаются. Амплитуды напряжений обратно пропорциональны тем же членам ряда соответственно,так например, напряжение с частотой 5 О13 Г и имеет амплитуду А/13 и противоположную выходной фазе, а напряжениес частотой 15 Г имеет амплитуду А/15 исовпадающую с выходной фазой. ЗдесьА - амплитуда прямоугольного напряжения выходной частоты. На практикедля Формирования квазисинусоидальногонапряжения используется конечное коли 1 4чество прямоугольных напряжений. Приэтом в выходном напряжении присутствуют гармоники только более высоких частот и меньших амплитуд. На фиг. 1 спомощью диаграммы 1.1. демонстрируется квазисинусоида, полуценная в результате суммирования первых семипрямоугольных напряжений с частотами1 Г, 3 Г, 5 Г, 7 Г, 11 Г, 13 Г, 15 Г, показанных на диаграммах 1.2, 1.3, 1.4,1,5, 1.6, 1.7, 1,8 соответственно.КоэФфициент гармоник выходного напряжения при этом равен 0,153 против0,262 в известном. С увеличением числасуммируемых напряжений содержаниевысокочастотных гармоник в выходномнапряжении снижается и стремится кнулю, При этом действующее значениеквазисинусоидального напряжения приближается к действующему значению егопервой гармоники,Устройство формирования квазисинусоидального напряжения (фиг. 2) содержит задающий генератор 1, блок 2 делителя частоты, усилители 3 - 6 мощностии реактивный фильтр 7. Количество используемых усилителей мощности определяется параметрами выходного напряжения. Входы усилителей мощности соединены с выходами блока 2 делителейчастоты, На другие входы усилителеймощности, соединенные параллельно,подается постоянное напряжение. Вовсех усилителях мощности, кроме одного, например усилителя 3, работающегона выходной частоте, осуществляетсягальваническая развязка выходных напряжений и напряжения питания. Выходы усилителей мощности соединены последовательно и подклюцены к входамфильтра 7. Частоты переключения усилителей мощности равны Г, 3 Г, 5 Г, 7 Г,11 Г, 13 Г, 15 Г и т,д. амплитуды выходных напряжений соответственно равныА, А/3, А/5, А/7, А/11, А/13, А/15.Частота задающего генератора 1, равная наименьшему общему кратному номеров используемых напряжений и выходнойцастоты, делится с помощью блока 2делителей до необходимых частот управляющих сигналов, Управляющие сигналыподаются на входы усилителей мощноститак, цтобы Фазы выходных напряженийусилителей с цастотами переключенияГ, 15 Г, 21 Г и т.д. были противоположны фазам выходных напряжений остальных усилителей.Формирование данным способом квазисинусоидального напряжения позволяют5 89снизить коэффициент гармоник до сколько у годно малой вели чи ны и тем самымумен ьшит ь или и сключит ь выходныефильтры. При десяти суммируемых напряжениях (1 Г, 3 Г, 5 Г, 7 Г, 11 Г, 13 Г,15 Г, 17 Г, 19 Г, 21 Г) коэффициент гармоник почти вдвое меньше, чем в известном (0,125 против 0,246),Формула изобретенияСпособ формирования квазисинусоидального напряжения путем вычитания из напряжения прямоугольной Формы частоты Г с амплитудой А напряжений аналогичной формы с частотами(2 п + 1)Г и с амплитудами А2 и+1где и = 1,2,3 любое целое число, .отли чающей ся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения за счет снижения его коэффициента гармоник, формируют две до 0541полнительные последовательности напряжений прямбугольной формы с часто-,тами ВГ и С, Г и с амплитудами соответственно А и Анапряжения с3 Сячастотами ВГ вычитают из упомянутогоквазисийусоидального напряжения, напряжения с частотами СГ суммируют сним, где В и С,1 - комбинационные1 в числа, равные произведению соответственного нечетного и четного числанеодинаковых простых чисел, а из последовательностей напряжений с частотами (2 п + 1)Г используют лишь те, у15 которых числа (2 п+ 1) являются простыми.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР20 Ь" 1)9722, кп. Н 02 И 5/22, 1961.2. Патент США, кл. 321-9, Ь" 3.002.142, 1961.3. Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной техники. И "Высшаягь школа", 1974, с. 303890541 оставитель Г. Мыцыкехред 3, Фанта Корректс илак Минк дакто аказ и о иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. тная,11023/86 Тираж 733 НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, ЖРаущ Подписна СССРцтийнаб., д. 4/