Способ формирования квазисинусоидального переменного напряжения

союз сожтснихСОЦИДЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 2 М 7/53 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ с5, 1: РЕТЕНИЯ ПИС ЕТЕЛЬСТ У Н АТОР ческии ине объедине Ивановнтов ство СССР 48, 1979, нко В. М. и их преобраз с. 19, 20. р е(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей преобразователя, реализующего способ. При использовании инверторных ячеек с нулевой точкой питания с траысформаторньв выходом формируют несколько одинаковых по амплитуде переменных с частотой Р напряжений, имеющих форму меандр, последовательно сдвигают эти напряжения относительно друг друга на1522368 угол , трансформируют их с гальванической развязкой и суммируют в общем контуре. Число суммируемых напряжений задают четным, в положительных и отри 5 .цательных полуволнах каждого из на" пряжений выделяют временные интервалы, на которых частоту напряжений повь 22 пают до значений Р22 Рп/, где а " целое число. Преобразователь, реИзобретение относится к электротехике и может быть использовано В системах Вторичного электропитания и электропривода.Цель изобретения - улучшение массо- габаритных показателей аппаратуры, реализующей способ и минимизация искажений квазисинусоидального напряжения при одновременном упрощении реализации.На фиг, 1 представлены временные диаграммы, поясня 2 ощие способ для слу чая, когда 1. = 6, угол= 22 /9, а число п = 2; на фиг. 2 - силовая часть преобразователя постоянного напряжения в кваэисинусоидальное, реализующе го предложенный способ; на фиг. 3 - блок-схема блока управления преобразо" вателем на фиг. 2; на фиг. 4 а,б - вре- менные диаграммы, поясняющие алгоритм функционирования преобразователя.Существо предложенного способа поясняется на примере при числе суммиру-емых напряжений Ь = 6 (фиг. 1).В соответствии с. предлагаемым способом на определенных интервалах: 40, частоту каждого из напрвкений Ц,увенличивают с Р до Г =. - ,Ри, где и - целое число (на фиг. 1 б и 2), номер напряжения данной группы. Приэтом высокочастотные напряжения во второй половине (групп 2 а) составляющих50 74 - 176 устанавливают противофазными относительно высокочастотных составляМщих в соответствующих напряжениях 17 2 17 Б перВой пОлОВины ( груп пы/. Например, в первых напряженияхи 174 (при 3 = 1) первой и второй групп (в пределах периода) на высокую частоту Е18 Р (при и .= 2 и= 22/9) ализующий предлагаем 22 й способ, содержит шесть объединенных по входу инверторных ячеек 1-6, выполненных посхеме с нулевой точкой питания с трансформаторным выходом, причем вторичныеобмотки 7-12 трансформаторов 13-18соединены последовательно. 1 з.п,ф-лы, 4 ил,переходят на интервалах 0 - Т/3 и Т -4/ЗТ 22, причем в напряжении 11 высокочастотную составляющую задают противофазной высокочастотной составляющей 7 2 первой груПпы, Аналогичноформируют две другие пары напряженийУ, ПБ и ЦБ, 12 б с соответствующими фазовыми сдвигами. Суммарное напряжение 7 в известном и в предлагаемом способах при одинаковых условиях по Ь ипо величине и по формеоказывается одинаковым. Рассмотрим конкретный пример предлагаемого преобразователя постоянногонапряжения в квазисинусоидальное переменное напряжение, реализующего способ. На фиг, 2 показана силоваячасть преобразователя, выполненная ввиде шести объединенных по входу инверторньгх ячеек 1-6 по схеме с нулевой точкой питания с трансформаторными вь 2 ходами, причем вторичные обмотки 7-12 трансформаторов 13"18 соединены последовательно,Ключи инверторных ячеек 1-6 управляют сигналами (12 , 2,1,за Ь(122274 ючЙЙ 7 УБ 9 Б(2 ф 2 б 2 п Гб 1)которые реализуются, системой управления (фиг. 3). Последняя содержит пос"ледовательно связанные между собойзадающий генератор 19 с прямым 20.иинверсным 21 выходами и регистр 22сдвига с информационным 23 и тактовым 24 водами, выходами связанныйс управляющими входами пары ключей .-й инверторной ячейки, где 1 = 1,6 номер инверторной ячейки, Кроме того система управления содержит делитель 25 частоты на девять, включенный между прямым выхоцом 20 задающего генератора 19 и информационнымвходом 23 регистра 22 сдвига с вь 2 ходами р- р , который тактовым входом 24 подключен к инверсному. выходу .21 задающего генератора, а также рас 1522368пределитель импульсов 26, выполненный из четырех последовательно соединенных 1 К-триггерах 27-30 с прямыми и инверсными выходами 0; и 0ъ5 где= 1,4 - номер триггера, причем счетный вход 31 первого триггера 27 соединен с выходом делителя 25 частоты, а логический узел 32, выходами связанный с управляющими входами соответствующих ключей инверторных ячеек, реализует логические выражения: УЯ(= 4 МИ) = (Р + Рг) 0 г + (Р 1 ++ Р,) Ч,;25Чщ= % = (-4 э); 6 (Р 3 Р ) Ф (Р э Р ) Я 4 )ЧЬ(2) (1 ь 1 30 1(а,)1 11(О) - сигналы на прямом и .инв ерсном выходах 1 К-тр игг ера 27;Ча, 7(,) - сигналы, подаваемые науправляющие входы силовыхключей первой инверторнойячейки 1;Б 2, - Уь - напряжения, Формируемыена вторичных обмотках 7-12трансформаторов 3-18. Алгоритм Функционирования преобразователя обеспечивающий улучшение его массогабаритных показателей, поясняется временными диаграммами на Фиг. 4, Используемые при напряжениях 35 11(ш) индексы (ш) отражают принадлежность их соответствующему узлу или точкам схемы;О - сигнал (,напряжение) на пряйг)мом выходе 20 задающего генератора 19;11( ) - выходной сигнал делителя25 частоты;11(р,) -У(рз) - выходные сигналы регистра 22 сдвига; 45Б "Б(1 - сигналы в соответству - .ющих точках логического узла 32; Б, - напряжение на выходепреобразователя.Рассмотрим работу преобразователяна примере формирования напряжения Пс числом ступеней Е = 3 (Фиг, 4 о)Задающий генератор 19 Формирует папрямом и инверсном выходах парофаэныеимпульсы тактовой частоты. С выхода20 задающего генератора импульсы У.(,)поступают на вход делителя 25 частоты, с выхода которого импульсы Ь(А)с частотой, в 9 раэ меньшей тактовойчастоты, поступают на информационныйвход 23 регистра 22 сдвига и тактовыйвход 31 первого триггера 2 распре"делителя 26 импульсов. На выходахр - р регистра сдвига Формируют по 9следовательность прямоугольных импульсов (1(Р,1 - И(з) (Фиг. 4 а), причемФазовый сдвиг между импульсами составляетСигналы с выхода регистра 22 сдвига и распределителя 26 импульсов после соответствующей логической обработки в логическом узле 32 поступают(после предварительного усиления игальванической развязки) на управляющие входы транзисторов ячеек 1 - 6(фиг. 2).Переключение ключей в соответствиис поступающими на их управляющие входы сигналами управления обеспечиваютФормирование на выходах инверторныхячеек 1-6, а также на первичных ивторичных 7-12 обмотках трансформаторов 13-18 напряжений Ьг(Фиг, 4 Г), Напряжение Ь 2 на выходепреобразователя получают суммированием в выходной цепи иэ последовательно соединенных вторичных обмоток 7-12трансформаторов 13-18 напряжений 02, -Б . Форма напряжения Бг показана наФиг. 45,В соответствии с предлагаемым способом, например, на интервалах 0 -7/3 и- 4/3 и, определяемых выражением (1) для напряжения У,2, (при )1), переходят на высокую частотуВЕ = -Ри, где и = 1 (Фиг. 4 б)Положительный эффект достигаетсяэа счет того, что взаимокомпенсациюсуммируемых напряжений осуществляютна более высокой частоте Е (в сравнении с низкой выходной частотой Г).Формула изобретения1. Способ формирования кваэисинусоидального переменного напряжения, 15223 б 8при котором формируют Е одинаковых по амплитуде переменных с частотой Р прямоугольных напряжений, последовательно сдвигают по фазе эти напряжения относительно друг друга и сумми 5 руют, о тличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей реализующей его аппаратуры, число 1. задают четным, а последовательный фазовый сдвигдля всех напряжений задают одинаковым по величине и по знаку в положительных и отрицательных полуволнах каждого из 1./2 напряжений, образующих первую группу, и в отрицательных и положи" тельных полуволнах каждого из Е/2 остальных напряжений, образующих вторую группу, при отсчете от начала положительной волуволны первого напряжения с= О выделяют временные интер-, валы соответственно 1 З 1) (З 1) +3Ф4иИ -1) 5(З -1)+ -3 на этих временных интервалах частоту напряжений повышают до значения Г = 7 Рп/, причем в отрицательных полуволнах 1-го напряжения одной группы высокочастотное напряжение (частоты Г ) устанавливают противофазным высокочастотному напряжению, находящемуся в положительной полуволне 1-го напряжения другой группы, где 11, 1./2 - порядковый номер напряжения каждой группы, а п - целое число.2, Способ по п. 1, о т л и ч. а - ю щ и й с я тем, что, с целью минимизации искажений квазисинусоидального напряжения при одновременном упрощении реализации, уголзадают равным= 2 Т/311522368 Составитель В. МоинРедактор М. Келемеш Техред Й,Дицык Корректор О.Ципле изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 6977/54 ВНИИПИ Государс Тираж 648енного комитета по13035 Москвау ЖПодписноебретениям и откр аушская наб д иям при ГКНТ СсИ