Преобразователь частоты и числа фаз

(50 4 Н 02 Р 13/18 ЕЛЬСТ 7тический инсарпо ельство ССС7/53,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СИИ(57) Изобретение относится к преобразвательной технике, в частности кпреобразователям частоты и числафаз, и может быть использовано в качестве источников питания исполнительных устройств различного назначения, например, в робототехнике, Цельизобретения - улучшение массогабаритных показателей преобразователя приработе его на активно-индуктивнуюнагрузку и при питании от трехфазнойсети с нулевым проводом. Преобразователь частоты и числа фаз содержит 801292160 трансформаторный узел, выполненныйв виде двух однофазных трансформаторов 1 и 2, вторичные обмотки которыхразделены средними точками 5 и 6 надве пары полуобмоток 7, 8 и 9., 10 со,ответственно. Начала полуобмоток 7и 9 подключены к входам одного трехфазного вентильного моста, выполненного на диодах 11-16, а концы полуобмоток 8 и 10 - к входам другогомоста, выполненного на диодах 17-22.Средние точки 5 и 6 вторичных обмоток образуют фаэные выходные выводы26 и 27 преобразователя соответственно, а третьи входы вентильных мостов объединены и образуют нулевойвывод 28 преобразователя. Коэффициент трансформации трансформатора 1отличается в 3 раз от коэффициентатрансформации трансформатора 2 дляполучения одинакового по амплитуденапряжения на вторичных полуобмотках7-10, Блок 25 управления обеспечивает регулирование выходного напряжения по нринцйпу двухполярной широтно-импульсной модуляции. 5 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности кпреобразователям частоты и числа Фаз,и может быть использовано в качествеисточников питания исполнительныхустройств различного назначения,например, в робототехнике.Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей преобразователя при работе его на активноиндуктивную нагрузку и при питании1от трехфазной сети с нулевым проводом.На фиг.1 изображена принципиаль 15ная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя; на фиг.З - то же, при регулировании величины его выходного напряжения; на фиг.4 - принципиальнаясхема блока управления; на фиг.5временные диаграммы, поясняющие работу блока управления,Преобразователь частоты и числаФаз (Фиг.1) содержит два однофазныхтрансформатора 1 и 2, у которых концыпервичной обмотки 3 трансформатора 1 подключены к нулевому проводуи к одной из фаз (А), а концы первичной обмотки 4 трансформатора 2 подключены к двум другим фазам сети (В,С). Вторичные обмотки трансформаторов разделены средними точками 5 и6 на две обмотки (полуобмотки) 7 и 8трансформатора 1 и две обмотки (полу 35обмотки) 9 и 10 трансформатора 2 соответственно. Преобразователь содержит также два трехфазных вентильныхмоста на диодах 11-16 и 17-22 соот 40ветственно с включенными на его выходах полностью управляемыми от блока 25 управления ключами 23 и 24.Начала полуобмоток 7 и 9 подключенык входам одного моста (к точкам соединения диодов 11, 14 и 12, 15), аконцы полуобмоток 8 и 10 - к входамдругого моста (к точкам соединениядиодов 17, 20 и 18, 21). Средние точки 5 и 6 вторичных обмоток образуютфазные выходные выводы 26, 27 преобразователя соответственно, а третьивходы вентильных мостов (точки соединения диодов 13, 16 и 19, 22) объединены и образуют нулевой вывод 28преобразователя.Для получения одинакового по амплитуде напряжения на вторичных полуобмотках 7, 8 и 9, 10 необходимо,чтобы коэффициент трансформации К,трансформатора 1 отличался в 3 разот К трансформатора 2.Блок 25 управления содержит задающий генератор 29, подключенный ктриггеру 30 со счетным входом, последовательно соединенные генератор 31пилообразного напряжения, на входкоторого подается сигнал с триггера30, а выход подключен к одному входукомпаратора 32, на второй вход которого поступает сигнал управления 11,два логических элемента 2 И-НЕ 33 и34 и логический элемент НЕ 35, выходкоторого связан после усиления игальванической развязки в блоке 36с управляющим входом ключа 24, второй триггер 37 со счетным входом,на вход которого поступает сигнал стриггера 30, а выходной сигнал поступает на второй вход логическогоэлемента 2 И-НЕ 33 и на второй входлогического элемента 2 ИЛИ-НЕ 38, первый вход которого подключен к выходукомпаратора 32, а выход. - к второмувходу логического элемента 2 И-НЕ 34.Выход логического элемента 34 подключен после усиления и гальванической развязки в блоке 39 на управляющий вход ключа 23.Преобразователь работает следующим образом.Трансформаторный узел преобразовывает исходное трехфазное напряжение частоты Й в двухфазное Б , У(Фиг.2 и 3) той же частоты Г. Приотсутствии необходимости регулирования напряжения с выхода блока 25 управления на ключи 23 и 24 поступают асигналы управления 11 11 (фиг,2)с частотой Г определяемой задающимгенератором 29 блока 25 управления,При этом на выходе преобразователяимеет место двухфазное напряжениеП (фиг.2) с частотой основнойгармоники К:= /й -й/,Регулирование выходной частотыпреобразователя Й осуществляетсяизменением частоты Г1 Регулирование величины выходного напряжения преобразователя осуществляется за счет широтно-импульсного регулирования сигналов управления 11 и 11 (фи,З) При этом на выхо де преобразователя имеет место двух-, Фазное напряжение 11 и О (фиг.З) с меньшей амплитудой основной гармо 1292160ники, чем 11, , Б (фиг,2), величина которой является функцией углаВоэможность непрерывного протекания тока нагрузки при активно-индуктивном ее характере обеспечивается 5 непрерывностью преобразующего тракта в процессе преобразования.Работа блока 25 управления иллюстрируется диаграммами на фиг.5,10При помощи последовательно соединенных задающего генератора 29 и первого триггера 30 со счетным входом генератор 31 пилообразных импульсов вырабатывает сигнал 11которыи эа 15 тем подают в компаратор 32. В нем его сравнивают с сигналом управления Б, и формируют сигнал Б, , поступающий затем на одни входы первого 33 и второго 38 логических элементов 2 И 20 НЕ и 2 ИЛИ-НЕ соответственно. На другие входы этих логических элементов подают сигнал Б с выхода второгоЪттриггера 37 со счетным входом, входкоторого соединен с выходом триггера 30. Сигналы У, и Б с выходов логических элементов 33 и 38 подают на входы второго логического элемента 2 И-НЕ 34. Выходной сигнал30 Б, этого логического элемента является управляющим для одного ключа 23, а управляющий сигчал У - для второго ключа 24 и поступает с выхода логического элемента НЕ 35, на вход которого подают сигнал Ц , Пос ле усиления и гальванической развязки в блоках 39 и 36 сигналы управления Б, и У, (фиг.З) подают на входы ключей 23 и 24 соответственно.40Формула изобретения Преобразователь частоты и числа фаз, содержащий трансформаторный узел, одни разноименные по полярности концы вторичных обмоток которого подключены соответственно к первому и второму входам двух трехфазныхвентильных мостов, между выводамипостоянного тока которых включеныполностью управляемые ключи, причемсредние точки вторичных обмоток образуют фазные выходные выводы преобразователя, и блок управления ключами, включающий задающий генератор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения массогабаритныхпоказателей преобразователя при работе его на активно-индуктивную нагрузку и при питании от трехфазной сетис нулевым проводом, трансформаторныйузел выполнен в виде двух однофазныхтранспорматоров, концы первичных обмоток которого образуют нулевой ифазные силовые входные выводы преобразователя, а коэффициенты трансформации этих трансформаторов различаются между собой в ГЗ раза, общая точка третьих. входов трехфазных вентильных мостов образует третий выходнойвывод преобразователя, блок управления снабжен последовательно соединенными генератором пилообразного напряжения и компаратором, а также цепочкой из последовательно соединенныхмежду собой двух триггеров со счетным входом, двух логических элементов 2 И-НЕ и логического элемента НЕ,выход которого связан с управляющимвходом ключа одного вентильного моста, причем вход первого триггера подключен к выходу задающего генератора,а его выход - к тактовому входу генератора пилообразного напряжения, выходы второго триггера и компаратораподключены соответственно к первомуи второму входам первого логическогоэлемента 2 И-НЕ и к первому и второмувходам первого логического элемента2 ИЛИ, выход которого подсоединен кодному иэ входов второго логическогоэлемента 2 И-НЕ, связанного своим вы.ходом с управляющим входом ключа другого вентильного моста.1292160 Рог. Составитель В.Белоновски Техред В.Кадар ектор А.Тяс ктор С.Пек аказ 284/57 е одп д. 4 13 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ул. Проектная юг Цзз Тираж бб 1ПИ Государственного комитетаделам изобретений и открыти 5, Москва, Ж, Раушская н