Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

.",:с 4 Я с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я ГОСУДАРСТВЕН ЫЙ КОВЭПГЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 994027, кл, Н 02 М 7/48, 1982.Авторское свидетельство СССРЬ 1552320, кл. Н 02 М 7(48, 1988.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной, вспомогательный и дополнительный однофазные инверторы на ключах 1-4, 5-8 и 9-12 соответственно. Основной, вспомогательный и дополнитель1676048 10 15 20 Г 5 30 35 50 ный трансформаторы обознзченнце соответственно 13, 14 и 15 имеют по две Вторичные обмотки, подключенные через первый, второй, третий и четвертый ключи переменного тока, обозначеннце соответственно 24, 27, 25 и 26 к выходным выводам А, В, С преобразователя, При Изобретение относится к электротехнике и мОжет быть испОльзОВзно В системах вторичного электропитания и злектроприВода.Цель изобоетения - ЛОнышение качества выходного напряжения путем умень"оения коэффициента гармоник.На фиг. 1 прецставлена принципиальная схема силовой части преобразователя на фиг. 2 - принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.Силовая часть преобразователя фиг. 1) содержит Основной, вспомогательный и дополнительный однофазнь 1 З инверторы, выполнен ые соответственно на ключах 1-4, 5 - 8, 9-12. Выходы инверторов соединены с первичнь 1 ми обмотками основного 13 и вспомогзтельно 1 о и дополнительного трансформаторов 14 и 15, Секции 16-".9 основнсго трансформатора 13, вторичные об.мотки 20. 21 и 22, 23 трансформаторов 14 и 15 соединены через ключи 24-27 переменного така В две фазы по схеме открытого треугольника, вершины которого образуют Выходные выводы А, В, С преобразователя,Блок ,правлени преобразователем 1 фиг, 2) содержит задзюший генератор 28, ВЫХОД КОГОРОГО ПОДЮ 1 ОЧЕН К ВХОДУ ДВОИЧНОГО; четчикз 29 импулф сов с коэффициентом пересчета, рзвньм 27, Выходы счетчика 29 нагружены на адреснь 1 е входы программируемого постОянноГО запоминзющеГО устройства 30, Выходы 31 - 40 последнего соединены через тоиггер 41, Логические элементы ЯЕ 42-51, элементы 2-2 И - 2 ИЛИ 52 - 56 и .лок 57 буферныик усилителей с управляющими Входами силовцх ключей преобразователя, причем номера выходов блока 57 соотве 1 с 1 вуот номерам ключей, к которым Они подклО,ены.ГЗ фиг, 3 диаграммы 58-76 представляют формы импульсов на выходах следующих элементов; 58- задак 1 щего генератора 28; 59-68 - на выходах элементов 52-56 и 47-5". (импульсы упраеле 1 ия ключами 1-12 основного и вспомогательных инверторов); определенном алгоритме коммутации ключей инверторов 1 - 12 и ключей переменного тока 24-27 между выходными вцводами преобразователя формируется 13-ступенчатое квазисинусоидальное линейное напряжение. 1 з.п,ф-лц, 3 ил1 табл. 69-71 - .трансформаторов 13 - 15; 72-75 - на выходах 37-40 элемента 30 импульсы управления ключами 24-27); 76 - преобразо- ВЭТЕЛЯ фОРМЭ ВЫХОДНОГО фаэНОГО напряжения),Устройство работает следующим образом.Задающий генератор 28 формирует последовательность импульсов 58 фиг, 3), которая поступает на вход двоичного счетчика 29 с коэффициентом пересчета, равным 27. С выхода счетчика 29 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запОминающего устройства ЗО, логические состояния выходов 31 - 40 которого В зависимости от кода адреса представлены в таблице. Выходц элемента 30 нагружены нз входы блока буферных усилителей 57, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое сосгояние силового ключа преобразователя, з уровень логической единицы - открытое, Полупериод выходного напряжения 76 преобразователя можно разделить на 27 равных интервалов, что соответствует 27-ми логическим состояниям элемента 30.На первом интервале с выхода 31 элемента 30 сигнал "1" (табл.) устанавливает триггер 41 В логическое состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя, Выходные сигналы триггера 41 управляют работой элементов 52 - 56, через которые проходят сигналы с выходов 32 - 36 на управляющие входы ключей 1-4 и 5-12, С выходов 32-34 элемента 30 сигналы "1" проходят через открытые сигналом триггера 41 элементы 52 - 54, усиливаются блоком 57 и отпирают ключи 1,4 и 5,7 основного и вспомогательных инверторов, Сигналы "1" с выходов элементов 52-54 инвертируются элементами 47 - 49 и запирают ключи 2, 3, б и 8 инверторов.С Выходов 35 и Зб элемента 30 сигналы "О" запирают элементы 55 и 56, а следовательно, и силовые клюи 9 и 11, Сигналы "О" на Выходах элементов 55 и 56 инвертируются элементами 50 и 51 и Отпирают силовыеключи 10 и 12. Сигналы "1" с выходов 38 и 40 элемента ЗО отпирают ключи 25 и 27 переменного тока. Остальные ключи 24 и 26 переменного тока заперты сигналами "О" с выходов 37 и 39 элемента 30. формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 58 - 76 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 30. В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 13 - 15 формируются напряжения 69-71 (фиг, 3), а на фазе нагрузки. соединенной звездой, - ступенчатое напряжение 76, Для . получения формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 76, напряжения на каждой иэ секций 16-19 основного трансформатора 13 должны быть равны 50, а напряжения на каждой из вторичных обмоток 20, 21 и 22, 23 трансформаторов 14 и 15 соответственно ЗО и О, где О - напряжение на вторичных обмотках 22 и 23 второго вспомогательного трансформатора 15, Таким образом, числа витков каждой секции вторичной обмотки основного трансформатора 13 и числа витков вторичных обмоток трансформаторов 14 и 15 должны относиться между собой как 5:3:1.Силовая схема преобразователя работает следующим образом.На первом интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 7, 10, 12, 25 и 27 (диаграммы 59, 61, 63, 66, 68, 73, 75, фиг, 3). При этом напряжение на обмотках трансформаторов 14 и 15 равно нулю. Через замкнутый ключ 25 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается напряжение секции 18 основного трансформатора 3, равное 50, к выводам В и С через ключи 27 сумма напряжений секций 18 и 19, равная (-100), а к выводам С и А через ключи 27 и 25 напряжение секции 19, равное 50, При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны: 3 3Одв - Осд 50 - 50Ов -О вс - Одв -1 00 - 503 3--- 50;Ос = - (Од + Ов) =50т,е. формируются нулевая, девятая отрицательная и девятая положительная ступени фазнцх напряжений.На втором интервале вместо ключа 10 замыкают ключ 9, появляется напряжение на обмотках 22 и 23 вспомогательного трансформатора 15. Через ключ 25 к выводам А и В прикладывается сумма напряжений секции 18 и обмотки 23, равная 60, к40 45 50 вый выходной вывод преобразователя, обеполовины этой обмотки имеют отвод от промежуточной точки и свободным выводом через соответственно первый и второй ключи переменного тока соединены соответственно с вторым и третьим выходными выводами преобразователя, первая и вторая вторичные обмотки вспомогательного трансформатора первым выводом через соответственно третий и четвертый ключи переменного тока соединены соответственно с вторым и третьим выходными выводами преобразователя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путемуменьшения коэффициента гармоник, введен дополнительный однофазный ин вертор, на выходе которого включена первичная обмотка введенного дополнительного трансформатора, первая вторичная обмотка которого включена между вторым выводом первой вторичной обмотки вспомогательвыводам В и С через ключ 27 вновь прикладывается сумма напряжений секций 18 и19, равная (-100), к выводам С и А через ключи 27 и 25 алгебраическая сумма напряжений обмотки 23 и секции 19, равная40. Фазные напряжения становятся равны 20, - 160,140ми, т.е. формируются10 первая положительная, десятая отрицательная и восьмая положительная ступенифазнцх напряжений.На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично опи 15 санному в соответствии с диаграммами58-76 на фиг, 3 и таблицей истинности элемента 30,Подключение любой ветви схемц спомощью управляемых ключей с двухсто 20 ронней проводимостью обеспечиваетвозможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потекциалов фаэ в течение каждого интервала,Это обуславливает работоспособность пре 25 образователя при любом коэффициентемощности нагрузки с неизменной формойкривой выходного напряжения. На выходеформируется 13-ти ступенчатая форма напряжения.30 Формула изобретения1,Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальноенапряжение, содержащий основной и вспомогательный однофазные инверторы, навыходе которых включена первичная обмотка соответственно основного и вспомогательного трансформатора, вторичнаяобмотка основного трансформатора имеет отвод от средней точки, образующий пер1676048 1 О Выходной Выво ы 36 О 1 О 1 1 1 О О 1 О О 1 1 О О О О ного трансформатора и отводом от промежуточной точкй второй половины вторичной обмотки основного трансформатора, а вторая вторичная обмотка включена между вторым выводом второй вторичной об мотки вспомогательного трансформатора и отводом от промежуточной точки первой половины вторичной обмотки основного трансформатора,2. Преобрэзователь по п, 1. о т л и ч а ющ и й с я тем, что число витков каждой из четырех секций вторичной обмотки основного трансформатора, число витков каждой вторичной обмотки вспомогательного трансформатора и число витков каждой вторичной обмотки дополнительного трансформатора относятся между собой как 5;3:1, 1676048.шЪЪЪЧуЪ Н,Коро Редактор М.Липови о Подписноеитета по изобретениям и открытиямва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ СССР ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагари роиэводственно 011 ТиражИПИ Государственного ко113035, Мо ительМ.Мо ои тал Ф с