Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСН 43103 СПУБЛИН(511 4 Н 02 М 7/53 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУД ПО ДЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 57) Изобре лектротехн системах эл вода, Цель ий ни- вский ходного напряжения путем уменьшеего коэф.гармоник. В данном устрве в дополнение к двум основнымпряжениям несущих частот Г и1мируют аналогичные по форме и сдлтые по фазе на угол 2 и/ш дополниные напряжения. Дополнительные нжения несущих частот с одинаковымзовым сдвигом так же, как и осно стину- ельря- фанапряжения этих суммируют между частот, по ои Суммар арно ые на- димпульспряжной вую ения л(71) Куйбышевский политехническ ститут им. В.В. Куйбьппева и Моско энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССР692039, кл. Н 02 М 7/537, 1979.Авторское свидетельство СССР У 736308, кл. Н 02 М 7/537, 980.Тонкаль В.Е, и др. Полупроводниковые преобразователи модуляционного типа с промежуточным звеном повышенной частоты. - Киев: Наукова думка,. 981, с. 20-21.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ие относится к области ики и м.б. использован тропитания и электроп повьппение качества в я подвергают амплитудноуляции 2-го рода соотв фазе управляющими напоты Г. Полученные прое напряжения суммируют2 з.п. ф-лы, 6 ил.1443103 Выходные напряжения демодуляторов 3-5 (Фиг. 4 а,б,в) поступают на обмотки трехстержневого фильтра-трансформатора 14 (Фиг. ) через нагрузку преобразователя, По первой гармони,ке Г напряжения (фиг, 4 а,б,в) синфазны, и фильтр-трансформатор работает в режиме короткого замыкания (его обмотки оказываются включенными Фактически параллельно, что эквивалентно короткому замыканию трехфазного трансформатора), и первая гармоника без искажений поступает на Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах электропитания и электропривода для преобразования постоянногонапряжения в переменное.Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путемуменьшения его коэффициента гармоник.На фиг. 1 представлена структурная 10схема преобразователя; на фиг. 2схема блока управления; на Фиг. 3-6 - диаграммы, поясняющие, процесс формирования выходного напряжения, соответственно для случаев, когда напря жение несущих частот прямоугольнойи синусоидальной Формы.Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное напряжение (фиг. 1) для случая 20 ш = 3 содержит трехфазные инверторныеблокии 2, выполненные в виде треходнофазных инверторных ячеек с выходами, согласующими трансформаторами, демодуляторы 3-5, выполненные, 25например, по схеме однофазного мостового иквертора на полностью управ -ляемых ключах с двусторонней проводимостью, блок 6 суммирования, задатчики 7-9 частоты Г, и несущих 30 частот Г и Ез(фиг. 2), выполненные,например по схеме пересчетного кольца, делители 10-12 частоты и задающий генератор 13.Блок суммирования может быть выполнен в виде трехстержневого фильтра-трансформатора 14 (фиг. 1 б)Преобразователь работает следующим образом.На выходах каждого из трехфазных 40(ш3) задатчиков 8, 9, 7 частот (фиг. 5 а) получают прямоугольные двухполяркые импульсы высокой частоты соответственно ЙГ, Г, имеющие взаимный фазовый сдвиг 2 н/3. Рабочую час 15 тоту задатчики получают от задающего генератора 13 через делители 10- 12 частоты. Если задатчики частоты выполнены по схеме пересчетного кольца, то величины коэффициентов деления уменьшены в 3 раза (в общем случае в ш раз). Сигналы с выходов задатчиков 8 и 9 поступают на управляющие входы инверторных ячеек 1 и 2 через фазосдвигающие устройства, реализующие фазовый сдвиг на регулируемые углы соответственно Ы - Ы, и 1, - ю(. В результате на выходах ячеек 1 и 2 получают прямоугольные импульсы напряжений равной амплитуды с паузой регулируемой длительности 21, и 2 1 соответственно частот Гр и Гсо взаимным фазовым вдвигом 27(/3 (Фиг. За-е) . Одноименные выходы инверторных ячеек соединены последовательно, Выходные напряжения ячеек суммируются, и полученные таким образом промодулированные напряжения (фиг, Зж,з,и) поступают ка силовые входы демодуляторов 3-5 соответственно. На управляющие входы демодуляторов подают сигналы с одноименных выходов задатчкка 7 частоты Г (фиг. Зк,л,м) На выходе демодуляторов 3-5 получают напряжения (Фиг. 4 а,б,в) с амплитудно-широтно-импульсной модуляцией к частотой первой гармоники Е, причем сикфазные по первой гармонике. Выходные напряжения демодуляторов представляют собой Фактически результат перемножения сигналов, поступающих на силовые и управляющие входы. Выходы демодуляторов соединяют последовательно, их выходные напряжения при этом сум - мируются (суммирование в общем контуре) и, таким образом, получают выходное напряжение преобразователя (Фиг. 4 ж) частоты Й с уменьшенным коэффициентом гармоник за счет того, что ка выход преобразователя не попадают высочастотные гармоники, образующие трехфазные системы (в общем случае (ш-Фазные). Ломаная линия (фиг. 4 ж) образована низкочастотными гармониками, кратными Г, и представляет собой выходное напряжение преобразователя без учета субгармокических составляющих, легко устраняемых небольшим Фильтром.Преобразователь с фильтром-трансформатором работает следующим образом.1443103 выход преобрлэователя. По отношениюк высокочастотным гармоникам, образующим трехфаэные системы, обмоткифильтра-трансформатора включены пообычной схеме звезда и он, задер к5живая эти гармоники, не пропускаетих на выход преобразователя. На выходе преобразователя формируется напряжение, идентичное по форме суммарному выходному напряжению демодуляторов 3-5 (фиг. 4 ж) и отличающееся от последнего лишь уменьшеннойв три раза (в общем случае в ш раз)амплитудой (при суммировании синфазные гармоники имеют утроенную амплитуду, а гармоники, образующие трехфазные системы, нулевую) К обмоткамфильтра-трансформатора оказываютсяприложенными напряжения (фиг. 4 г,д, 20е), напряжения высокочастотные, поэтому масса и габариты фильтра-трансформатора небольшие,Пример фазных напряжений синусоидальной формы несущих частот 1, и 25Еу показан на фиг. 5 а - е, нафиг, 5 ж,з,и - результаты суммирования напряжений соответственно фаз(фиг. 5 в,е). В результате перемножения соответственно сигналов (фиг.5 ж,з,и и 5 к,л,м) получают промодулированные напряжения (фиг. ба,б,в) . Врезультате их суммирования получаютвыходное напряжение (фиг. 6 ж);Использование предлагаемого преобразователя обеспечивает существенноеповышение качества выходного напряжения путем снижения его коэффициентагармоник, а именно за счет того, что 40в выходном напряжении отсутствуетряд гармоник, образующих в процес -се его формирования ш-фазные системы, и, кроме того, наличие пауз регулируемой длительности 2 1 2, 452 Ыз в фазных напряжениях частот Г,Й , 2 позволяет осуществлять регулирование в широких пределах илистабилизацию амплитуды первой гармоники выходного напряжения при сохранении коэффициента гармоник наминимальном уровне. 2. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что в блоке суммирования выходы ш демодуляторов соединены последовательно.3. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок суммирования выполнен в виде ш-фаэного фильтра-трансформатора с расположенными на ш стержнях ш обмотками, причем одни одноименные по полярности выходные выводы ш демодуляторов объединены, образуя один выходной вывод преобразователя, а другие объедикекы между собой через указанные обмотки фильтр-трансформатора, образуя второй выходной вывод преобразователя,Формула изобретения 1, Преобразователь постоянного на пряжения в переменное квазисинусоидальное напряжение, содержащий две инверторные ячейки, управляющие входы каждой иэ которых связаны с одним из задатчиков несущих частот Ги Г, выходы этих ячеек соединеныпоследовательно и через демодулятор,выполненный на ключах переменноготока, связаны с выходными выводамиустройства, причем управляющие входыдемодулятора связаны с выходом задатчика частоты Г э = в (Г +Г ) и блок1 2управления с задающим генератором частоты, о тл ич ающийс я тем, что, сцелью улучшения качества. выходногонапряжения при одновременном расширении области возможного использованияпо мощностному диапазону, в него введены 2(ш) инверторных ячеек и(щ)демодуляторов, а задатчики час"тоты 1 Г Г выполнены ш-фазнымипричем каждый из них своим входом связан через один из трех введенных вблок управления делителей частотысоответственно с коэффициентами целеЬ 2 Г,ния К 1 Кг К - и Кз =,гдеК, - целое число с выходом задающегогенератора частоты Г = шК, Г выходы ш-фазных задатчиков частот Г Г.,Г соединены соответственно с управ 3ляющими входами 2 ш инверторных ячеек и ш демодуляторов, силовые входыпоследних подключены к попарно-последовательно соединенным выходам инверторных ячеек, управляемых от эадатчиков частот Г, и Г, имеющих одинаковый фазовый сдвиг по управляющемувходу, а их выходы подключены черезблок суммирования к выходным выводампреобразователя.1443103 Юг. Ю Редактор О. Гол аказ 6392/ Тираж ббб лисно 4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, 11 роектная,ВНИИ п 3035оставитель Т. Ершова Техред А.Кравчук Корректор С. Шекм Государственного комитетаелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб.,