Преобразователь постоянного напряжения в многоступенчатое переменное напряжение

(21 (22 (46 1 АП.Нн т о вьг ение ения пу напря циент м ства вых диого коэфф 1 и 2 я с б Кпрея; й на армон уменьшени показана схем оком управлен На фиг,бразователммы напряжеци х схемы; на Ф- диаг лемен на фиг.отдельнь индополнительных 5 - диаграммь ариант прерторах; а ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ПНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ПРЯЖЕНИЯ В ИНОГОСТУПЕНЧАТОЕ ПЕРЕГ НОЕ НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения повышение качества выкодного напря- . Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного ээлектропоивода.Цель изобретения -х.еоия путем уменьшения коэффициентагармоникСекции 3. 1, 3, 2 3. 3, 4. 1,4.2, 4.3 вторичных обмоток основноготрансформатора 2 и секции 9. 1 9,2;, 10, 1,10.2 вторичных обмоток дополнительньгх трансФорматоров соединены последовательно, образуя две цепочки. Напряжения на этих обмотках, Формируемые основным инвертором 1 и дополнительными инверторами 7.1, 7,2, алгеб"раически суммируются и с помощью основных ключей переменного тока 5.3и 6.3 демодулируются и подаются навыходные выводы преобразователя. Дополнительные ключи 5. 1, 5.2, 6. 1и 6.2 переменного тока демодуляторавводят в работу то или иное числосекций 3 . 1, 3.2, 3.3, 4 . 1, 4 . 2, 4 .3вторичных обмоток основного трансформатора, .обеспечивают формирование 31ступени выкодного напряжеция в полупериоде, 1 з.п.ф-лы, 5 ил,элементах схемы для преобразователя, выполненного по фиг. 4.Преобразователь (Фиг. 1) содержит основной инвертор 1 с основным транс Форматором 2, Вторичные обмотки основного трансформатора разделены на Д секций 3.1, 3,2,3 Д и 4.1 4.2, 4 Д посредством промежуточнык отводов и соединены через основные ключи 5. 1 и 6. 1 переменного тока демодулятора с выходным выводом преобразовате ля. Промежуточные отводы через дополнительные ключи 5.2, 5.3, 6,2, 6.340 переменного тока демодулятора соединены с этим же выходным выводом преобразователя, Дополнительные инверторы 7,1, 7,2 имеют дополнительные5 трансформаторы 8.1, 8,2, содержащие по две вторичные обмотки 9.1, 9,2, 10.1, 10.2, соединенные последовательно с цепочками обмоток 3,1-3.3, 4.1-4.3.Блок 11 управления(фиг. 2) со держит задающий генератор 12, счетчик 13 импульсов, первый преобразователь 14 кодов и первые выходные усилители 15 мощности, второй преобразователь 16 кодов и вторые выходные усилители 17 мощности, На фиг3 представлены вьходное напряжение 18 преобразователя, напряжение 19 на обмотках основного трансформатора 2, напряжения 20 и 21 на обмотках дополнительного трансформатора 8.1 и 8.2. Преобразователь (фиг.4) содержит основной инвертор 22 с основным трансформатором 23, имеющим две цепочки последовательно соединенных Д секций вторичных оомоток 25 24 . 1, 24 .2, 24,Д и 25. 1, 25,2 .25.Д (Ф. Д = 3), ключи 261, 26.2,. 26.Д,27,1, 27,2,. 27.Д перемен ного тока, дополнительные инверторы28,1, 28.2, 28.3 с дополнительными трансформаторами 28.1, 29. 2, 29.3, содержащими по две вторичные обмотки 30, 1, 30.2, 31. 1, 31.2, 32. 1, 32.2, и блок 33 управления, выполненный по. схеме Фиг. 2, На Фиг. 5 пред 35 ставлено выходного напряжение 34 этого преобразователя, напряжения 35-38 соотвественно на обмотках основного 23 и дополнительных 29 трансформаторов.ПреобразоВатель (фиг. 1) работает следующим образом.Основной высокочастотный инвертор 1 формирует прямоугольное напряжение,19, а два (И = 2) дополнительных инвертора - соответственно напряжения 20 и 21. Инверторы выполнены, например, по мостовым схемам, для организации нулевой паузы в их выходном напряжении, Демодулятор, выполненный на ключах 5. 1, 5.2, 5.3, 6, 1, 6,50 6.3 переменного тока, обеспечивает дискретное изменение коэффициентаРтрансформации основного трансформатора. При этом все секции обмотки 3,1, 3,2, 3.3, 4. 1, 4.2, 4,3 имеют одина 55 ковое количество витков. Напряжения на вторичных обмотках 9.1, 9,2 одинаковы и равны 3 ), .где Н - амплитуда первой ступени выходного напряжения. Напряжения на вторичных обмотках 10,1, 10.2 также одинаковы и равны 1 а напряжения на каждой секции3,1, 3.2, 3,3, 4,1, 4.2, 4.,3 равны9 Н.В интервале первых четырех степеней выходного напряжения 18 (фиг,2,3)с тактовой частотой напряжения 19 поочередно включаются ключи 5.3, 6.3переменного тока. В интервале первойступени напряжения 18 первичные обмотки трансформаторов 2 и 8.1 закорочены через ключевые элементы инверторов 1 и 7.1, а ингертор 7.2 обеспечивает на вторичных обмотках 10.1,10.2 напряжения Н, которые поочередно подключаются к выходным выводам.Таким образом, на выходе Формирователя - первая ступень выходного напряжения. В интервале второй ступени выходного напряжения начинает работать инвертор 7,1, который обеспечивает на вторичных обмотках 9. 1, 9,2напряжение 3 Н . На рассматриваемоминтервале времени полярности напряжений обмоток 9.1, 9.2, 10,1, 10,2встречные и поэтому на выходе формируется напряжение 3 ) - О= 2 Н,.В интервале третьей ступени напряжения 18 работает только инвертор 7.1(фиг, 2, ") и к выходу подключаютсятолько вторичные обмотки трансформатора 8,1 с напряжением 3 Н,. На интервале четвертой ступени напряжения18 работают оба инвертора 7.1, 7.2,формирующих на вторичных обмоткахнапряжения 3 Уи Н, находящиеся вфазе, Поэтому на выходе Формируетсянапряжение У, + 3 У = 4 У. На интервале от пятой по тринадцатуюступени выходного напряжения 18 поочередно включаются эти же ключи 5.3,6.3 переменного тока, на всех вторичных обмотках 3.1, 4,1, 9,1, 9,2 Формируются напряжения,На интеравле с 14 до 22 ступени. напряжения 18 начинают поочереднопереключаться ключи 5,2 и 6.2 переменного тока и в Формировании выходного напряжения участвуют напряженияна обмотках 3,1, 3.2, 4.1, 4.2, 9.1,9.2, 10.1, 10.2. На интервале с 23 по 31 ступени напряжения 18 начинают поочередно подключаться ключи 5.1 и 6.1 переменного тока и т.д. Форма напряжений в16035 25 45 последующие интервалы времени наглядно иллюстрируют лиаграммы фиг. 3.Задающий генератор 12 блока управления (фиг. 2) формирует высокочастотные импульсы напряжения с частотой как минимум 2 Г (частота напряа,ижения основного инвертора поступает на счетчик 13 импульсов, на выходе которого формируется параллельный двоичный код, который поступает на два преобразователя 14 и 16 кодов. Каждому . начению кода, поступающему на вход преобразователя 14 кодов, на его выходе соответствует код, кото рый обеспечивает определенную последовательность переключения ключевых элементов демодулятора на ключах 5. 1,6.1, переменного тока. Каждому значению кода, поступающему на 20 вход преобразователя 16 кодов, на его выходе соответствует код, который обеспечивает необходимую последовательность переключения ключевых элементов инвертора 1, 7.1, 7.2,Второй вариант статическогопреобразователя (фиг, 4) целесообразно применять, когда существует технологическая необходимость использования одинаковых трансформаторов. Вэтом случае на секциях вторичных обмоток 24. 1, 24 .2, 24.3, 25. 1, 25,2,25,3 напряжения выбраны равными 7 Б ,а общее число ступеней выходного на-.пряжения равно ( 2 М + 1) Д + И,Форма напряжений на вторичных обмотках основного трансформатора 35 (фиг. 5) и дополнительных трансформа торов 36 - 38 наглядно иллюстрирует принцип работы предлагаемого преобразователя. Блок управления выполнен по схеме аналогичной схеме по фиг. 2,Формула из обретения 1. Преобразователь постоянного напряжения в многоступенчатое перемен 12бное напряжение, содержащий основной инвертор, на выходе которого включен основной трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками, и М дополнительных иннерторов, на гыходе каждогоиз которых включен дополнительный трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками, одни вторичные обмотки основного и всех дополнительных трансформаторов соединены последовательно, образуя первую цепочку, другие вторичные обмотки основного и всех дополнительных трансформаторов соединены последовательно, образуя вторую цепочку, одни крайние выводы первой и второй цепочек соединены с первым выходным выводом преобразователя, другие крайние выводы каждой цепочки через основной ключ переменного тока демодулятора соединены с вторым выходным выводом преобразователя, и блок управления, основные выходы которого соединены с цепями управления ключей основного и дополнительного инверторов и основных ключей переменного тока демодулятора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, каждая вторич" ная обмотка основного трансформатора :разделена на Д одинаковых секций с помощью. отводов, соединенных через 2 ( Д - 1) введенных дополнительных ключей переменного тока демодулятора с вторым выходным выводом преобразователя2, Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что коэффициенты трансформации дополнительных трансформаторов выбраны равными 3" Б,/Е, а каждой секции вторичной обм отки основного трансформатора - 3 И 1/Е, где и = 1,М - номер дойполни ельного трансформатора; Бамплитуда ступени выходного напряжения; Е - напряжение питания преобразователя.1 б 03512 И. И, 6.2,Я нп клююейе эюеюнлв иидертараа г1603512 Составитель В. Мая Техред М,Дидык А. Мако Корректор М, Максимишин Тир Подписно КНТ ССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 101 Заказ 3392ВНИИПИ Государс енного комитет 13035, Москва,по изобретениям и открытия -35, Раушская наб., д, 4/5