Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ф)5 Н 02 М 7/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ У йственный ТОЯН НОГО ОЕ КВАЗИ- ЕНИЕ ектротехнив системах электроприГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Авторское свидетельство СМ 983945, кл, Н 02 М 7/537, 19. ке и может быть использованвторичного электропитания и вода. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной инвертор на управляемых ключах 1 - 4 и вспомогательный инвертор на управляемых ключах 5 - 8. Числа витков секций вторичной обмотки 11 (13, 15) и 12 (14,16) основного трансформатора 9 и вторичных обмоток 17 (19, 21) и 18(20,22) вспомогательного трансформатора 10 выбраны в соотношении 2:3;1:1, При определенном алгоритме коммутации управляемых ключей 1 - 8 и ключей 23 - 28 переменного тока выходное фазное напряжение преобразователя имеет девятиступенчатую квазисинусоидальную форму, 4 ил.510 15 20 моткиосновного трансформатора 9 ивторичные обмотки 17 - 22 вспомогательного трансформатора 10 соединены между со-. 25 30 35 40 45 ключами 1 - 4 основного инвертора); 54 - 57 - на выходахэлементов 43,48,44, 50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода,Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.На фиг,1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг,2 - принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг,З - диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя; на фиг.4 - таблица истинности программируемого постоянного запоминающего устройства Преобразователь (фиг.1) содержит основной и вспомогательный однЬфазные инверторы, выполненные соответственно на управляемых ключах.1-4 и 5 - 8, Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов. Секции 11 - 16 вторичной оббай и через ключи 23 - 28 переменного тока подключены к выходным выводам А, В, С . преобразователя.Блок управления (фиг,2) преобразователем содержит задающий генератор 29, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 30, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31. Выходы 32 - 41 последнего соединены через триггер 42, логические элементы 2 - 2 И - 2 ИЛИ 43, 44 и элементы 45 - 49 и блок 50 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей1-8 и 23 - 28 преобразователя, причем номера выходов блока 50 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены. На фиг.З диаграммы 51 - 66 представляют формы импульсов на выходах следующих элЕментов:51 - задающего генератора 29;52, 53 - на выходе 32 элемента 31 и выходе элемента 47 (импульсы управления 49 (импульсы управления ключами 5 - .8 вспомогательного инвертора);58, 59 - трансформаторов 9, 10; 60 - 65 - на выходах 36 - 41 элемента 31(импульсы управления ключами 23-28 преобразователя);66 - преобразователя(форма выходного фазного напряжения).Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 29 формирует последовательность импульсов 51 (фиг.З), которая поступает на вход двоичного счетчика 30 с коэффициентом пересчета, равным 18, С выхода счетчика 30 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31, логические состояния выходов 32-41 которого в зависимости от кода адреса показаны в таблице на фиг.4, Выходы элемента 31 нагружены на входы блока 50 буферных усилителей, причем уровень "0" на входе блока 50 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень "1" - открытое.Полупериод выходного напряжения 66 преобразователя можно разделить на 18 равных интервалов, что соответствует 18 логическим. состояниям элемента 31.На первом интервале сигналы "1" с выходов 32, 36, 39 усиливаются блоком 50 и отпирают силовые ключи 1,4 основного инвертора и ключи переменного тока 23, 26. С выхода 33 элемента 31 сигнал "1" устанавливает триггер 42 в состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя.Выходные сигналы триггера 42 управляют работой элементов 43 и 44, через которые проходят сигналы с выходов 34 и 35 на управляющие входы ключей 5 - 8 вспомогательного инвертора. С выхода 34 сигнал "1" проходит через открытый элемент 43, усиливается блоком 50 и отпирает ключ 5 вспомогательнго инвертора, Сигналы "1" с выхода 32 элемента 31 и выхода элемента 43 инвер. тируются элементами 47 и 48 и запираютключи 2, 3,6 вспомогательного инвертора, Сигналы "О" с инверсного выхода триггера 42 и эыхода 35 элемента 31 запирают элемент 44, а следовательно, и силовой ключ 7. С выхода элемента 44 сигнал "0" инвертируется элементом 49, усиливается блоком 50 и отпирает ключ 8. Остальные ключи переменного тока заперты сигналами "0" с соответствующего выхода элемента 31.Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 51 - 65 (фиг.З) и таблицей истинности элемента 31 (фиг.4), В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 9 и 10 формируются напряжения 58, 59 (фиг.З), а на фазе нагрузки, 5 соединенной звездой, девятиступенчатоенапряжение 66. Амплитуды ступеней с первой по девятую последнего равны0 350 . 80 3 100 110 4 13033333где О - напряжение на вторичных обмотках .17-22 вспомогательного трансформатора 10.При этом напряжения на секциях 11, 13, 15основного трансформатора 9 равны 20, насекциях 12, 14, 16 - 30, т.е. числа витков 5секций вторичной обмотки основноготрансформатора и вторичных обмоток вспомогательного трансформатора каждой фазыотносятся между собой как 2:3:1:1,Силовая схема преобразователя рабатает следующим образом.На первом интервале замыкают ключи1, 4, 5, 8, 23, 26 (диаграммы 52, 54,57, 60, 63,фиг.З), При этом через замкнутый ключ 23 квыходным выводам А, В преобразователя 15прикладывается алгебраическая разностьнапряжений секций 11 и 12, основного инвертора 9 и обмотки 17 вспомогательноготрансформатора 10, равная 40. К выводам В, С через ключи 23 и 26 прикладывается алгебраическая сумма напряженийсекций 11, 12, 15 иобмоток 17, 22, равная(-70), а к выводам С, А через ключ 26- сумманапряжений обмотки 22 и секции 15,равнаяЗО. При этом фазные напряжения нагрузки, 25соединенной звездой соответственно равны;Од -Одв - Осд 40 - ЗО 03 . 3 3ОВОвс - Одв - 70 - 40 303 3- 1103Ос = - (Од + Ов)100335 т,е, формируются первая положительная, седьмая отрицательная и шестая положительная ступени фазных напРяжений Од, 08 Ос.На втором интервале замыкают ключи 40 1, 4, 6, 8, 23, 26, исчезает напряжение на обмотках 17 - 22 трансформатора 10, Через ключ 23 к выводам А, В прикладывается сумма напряжений секций 11, 12 равная 50, к выводам В, С через ключи 23 и 26 приложена сумма. напряжений секций 11, 12, 15, равная (-70), к выводам С,А через ключ 26 - напряжение секций 15, равное 20, Фазные напряжения становятся равными О, -40, 30, т.е. формируются вторая положительная, восьмая отрицательная и пятая положительная ступени фаэных напряжений.На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 51 - 66 (фиг.З) и таблицей истинности элемента 31 (фиг.4),Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения,Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение по авт,св. М 983945, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, числа витков секций вторичной обмотки основного трансформатора и числа витков вторичных обмоток вспомогательного трансформатора каждой фазы относятся между собой как 2:3:1:1, а блок управления выполнен обеспечивающим формирование сигналов управления ключами переменного тока в соответствии с таблицей истинности по фиг.4.1624640 Составитель В,Моин Техреду,Моргентал ектор Н.Ревская зоренк Реда роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,аказ 200 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5