Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

(19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ юл. Р 26й сельскохозяйст тво ССС 8, 1984 во СССР 8, 1985(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НА ПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к технике, в частности к преобр тельной технике. Цель - повыш чества выходного напряжения п уменьшения коэффициента гормо Преобразователь содержит осно вспомогательный однофазные ин выполненные на ключах 1-4 и нагруженные на основной 9 и ся междувторичныхмогательно- абраическиеременного 10 транссуммируютсяго тока 14 ся в определ торов алез ключ рм Че подключаютательности и обмотки й последо ам преобр трехфазно 2 э енн одным выводормируетсятое напряжесинусоидаль оват многосту е по фор ние, близному,. 4 ил н 5 8,вспомо м(56) Авторское свидетельУ 1112510, кл. Н 02 М 7/Авторское свидетельсУ 1275717, кл. Н 02 М 7/ электроазоваение каутемник,вной иверторы,4 Н 02 М 7/48, 7/53 тельный 10 трансформаторы, Концы вторичной обмотки основного 9 трансформатора соединены через ключи переменного тока 14-19, а ее промежуточныйотвод через вторичную обмотку 13вспомогательного 10 трансформатора иключи переменного тока 20-22 - с выходными выводами преобразователя.Указанный промежуточный отвод делитвторичную обмотку основного трансформатора 9 по числу витков в отношении 2:3, а коэффициенты трансформации основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов относя собой как 5:1, Напряжения обмоток основного 9 и всп1410243 10 20 50 55 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитанияэлектропривода для преобразованияостоянного напряжения в трехфазное еременное напряжение с формой криой, близкой к синусоидальной,Цель изобретения - повышение каесФва выходного напряжения путем меньщения коэффициента гармоник.1На фиг, 1.представлена принципиьная схема силовой части преобраователя; на фиг. 2 - принципиальая схема системы управления преобазователем; на фиг, 3 - диаграммы, оясняющие принцип формирования имульсов управления силовыми ключами реобразователя; на фиг, 4 - таблица стинности программируемого постояного запоминающего устройства.Преобразователь содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, выполненные соответственно на ключах 1-4 и 5-8, Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки, основного 9 и вспомогательного 10 трансорматоров. Секции 11, 12 вторичной обмотки основного трансформатора 9вторичная обмотка 13 вспомогатель 30 ного трансформатора. 10 соединены между собой и через ключи 14-22 переменного тока с выходными выводами А, В, С преобразователя, В качестве ключей 1-8 инверторов могут быть использованы транзисторы или тиристоры с обратными диодами, а в качестве ключей 14-22 переменного тока - семисто" ры, встречно-параллельно включенные тиристоры или транзисторы с последовательно включенными диодами, транзиаО сторы, включенные в диагонали постоянного тока диодных мостов. Блок управления преобразователем содержит задающий генератор 23, выход,45которого соединен через триггер 24и блок 25 буферных усилителей с управляющими входами ключей 1-4 инвертора, Кроме того, выход задающегогенератора 23 подключен к входу двоичного счетчика 26 импульсов, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 27 выполненного, например,на микросхеме 155 РЕЗ. Выходы 28-38 последнего соединены через логические элементы 39-40 НЕ и блок 25 с управляющими входами ключей 5-8 и 14-22 преобразователя. При этом номера выходов блока 25 соответствуютномерам ключей, к которым они подключены.На фиг. 3 диаграммы 41-59 представляют формы импульсов на выходах.следующих элементов: 41 - задающегогенератора 23, 42-43 - прямого и инверсного выходов триггера 24 (импульсы управления ключами 1-4 инвертора), 44-47 - на выходах 28-29 устройства 27 и выходах элементов 39,40 (импульсы управления ключами 5-8инвертора), 48-49 - трансформаторов9, 10, 50-58 - на выходах 30-38 устройства 27 (импульсы управления ключами 14-22), 59 - преобразователяформа выходного фазного напряженияПд)Устройство работает следующим образом,Задающий генератор 23 (фиг. 2)формирует последовательность импульсов 41 (фиг. 3), которая поступаетна вход триггера 24 и вход двоичногосчетчика 26 с коэффициентом пересчета равным "15". Сигналы 42, 43 прямого и инверсного выходов триггера 24усиливаются блоком 25 буферных усилителей и поступает на управляющие входы ключей 1-4 инвертора, С выходовсчетчика 26 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 27,логические состояния выходов 28-38которого в зависимости от кода адреса представлены на фиг. 4, Причем,уровень логического нуля на входеблока 25 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя,а уровень логической единицы - открытое. В результате формируются необходимые последовательности 43-47, 5058 импульсов управления силовыми ключами преобразователя. Полупериод выходного напряжения: 59 преобразователя можно разделить на пятнадцатьравных интерваловНа первом интервале сигналом сзадающего генератора 23 счетчик 26устанавливается в исходное состояние00000, которому соответствует код10001001100 на выходе устройства 27(фиг. 4). Следовательно, кроме ключей 1, 4, управляемых сигналами сзадающего генератора 23, отпираютсясиловые ключи 5, 16, 19, 20 с выходов 28, 32, 35, 36 сигналами логических единиц. Кроме того, с выхода434тельная ступени фазных напряжений 114 ю Пь ПсНа втором интервале замыкают ключи 2, 3, 5, 8, 17, 18, 20, меняется полярность напряжений на обмотках трансформатора 9. К выводам А, В через ключи 20, 17 прикладывается сумма напряжений секции 12 и обмотки 13, равная 4 У, к. выводам С, В через ключи 18, 17 - сумма напряжений секций 11, 12, равная 5 П, к выводам С, А через ключи 18, 20 - разность напряжений секций 11 и обмотки 13, равная Б, Фазные напряжения становятся равными П-ЗП, 2 Б, т.е. формируются вторая положительная, седьмая отрицательная и четвертая положительная ступени фаэных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 41-58, фиг. 3 и таблицей истинности устройства 27 (фиг, 4).Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух напряжениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя прилюбом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.Описанный преобразователь позволяет формирователь восьмиступенчатуюформу кривой выходного напряжениябез усложнения схемы преобразователявместо шестиступенчатой кривой в про- тотипе 314102 29 устройства 27 сигнал логического нуля инвертируется элементом 40 и отпирает силовой клоч 8.На втором интервале с выходов 28, 33, 34, 36 сигналами логических единиц отпираются ключи 5, 17, 18, 20. Инвертированным сигналом с выхода 29 остается, открытым ключ 8, формирование импульсов управления на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 41-58 фиг. 3 и таблицей истинности устройства 27 (фиг. 4). В результате работы инверторов на обмотках трансформатора 9, 10 формируются напряжения 48, 49 (фиг, 3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой восьмиступенчатое напряжение 59. Амплитуда ступеней с первой по восьмую напряжения25 П 5 Ц 7 У 8 Цпоследнего равны в , П, -3, 2 П,100ЗБ, , где П - амплитуда на обмотке 13 вспомогательного трансформатора 10. При этом напряжение на секциях 11, 12 основного трансформатора 9 соответственно равны 20 и ЗБ, т.е. промежуточный отвод вторичной обмотки основного трансформатора 9 делит ее по числу витков в отношении 2:3, а коэффициенты трансформации основного и вспомогательного трансформаторов относятся между собой как 35 5: 1. Полупериод выходного напряжения 59 можно разделить на 15 равных интервалов.На первом интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 8, 16, 19, 20 (диаграммы 40 42, 44, 47, 52, 55, 56), При этом через замкнутые ключи 20, 16 к выходным выводам А, В прикладывается сумма напряжений секции 11 и обмотки 13, равная ЗБ. К выводам В, С через ключи 45 16, 19 прикладывается сумма напряжений секций 11, 12 равная 50, а к выводам С, А через ключи 19, 20 - разность напряжений секций 12 и обмотки 13, равная 2 У. При этом фазные напря" 50 жения нагрузки, соединенной звездой соответственно равны: Ць -Бгь 311-2 Б Б Бвс БАьюа,3 3 3355-5 У-ЗБ -8 Б (3т. е. формируются первая положительная,шестая отрицательная, пятая положиФормула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и вспомогательный однофазные инверторы, нагруженные соответственно на основной и вспомогательный трансформаторы, концы вторичной обмотки первого из которых подключены через ключи переменного тока к каждому из выходных выводов преобразователя, а ее промежуточный отвод соединен с указанными выводами через вторичную обмотку вспомогательного трансформато" ра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выхо5 14102436 диого напряжения путем уменьшения ков в отношении 2:3 а коэффициенты к эффициента гармоник, промежуточный трансформации основного и вспомогао вод вторичной обмотки основного тельного трансформаторов относятся т ансформатора делит ее по числу вит- между собой, как 5:1.1410243 дымоуЬрй юрд 7 О 0 О О Составитель В, Моин Техред Л.Сердюкова Решетник Г,Корректор Редактор М. Товтин Заказ 3494/56 ул. Проектная, 4 Ужгород,Производственно-полиграфическое предприятие, г,Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5