Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

(5 П 5 Н 02 М 7/539 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Красноярский сельскохозяйственный институт(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1410243, кл. Н 02 М 7/5395, 1986.Авторское свидетельство СССР В 1467722, кл. Н 02 М 7/5395, 1987.(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. Преобразователь содержит основной однофазный инвертор на ключах 1 - 4, подключенный по НЯО 1690144 А 1 выходу к первичной обмотке основного трансформатора 13, и первый и второй вспомогательные однофазные инверторы, ключи 5 - 8 и 9 - 12, подключенные соответственно к первичным обмоткам вспомогательных трансформаторов 14 и 15, Секции 16, 17 вторичной обмотки основного трансформатора 13 через вторичные обмотки 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 и ключи переменного тока 20 - 28 соединены с выходными выводами А, В, С преобразователя, При определенном алгоритме коммутации ключей 1 - 8 и ключей переменного тока 20 - 28 на выходе преобразователя форм и руется 18-ступенчатое к вазиси нусоидальное фазное напряжение, Соотношение числа витков секций 16, 17 вторичной обмотки основного трансформатора 13 и вторичных обмоток 18 и 19 вспомогательных Ы трансформаторов 14 и 15 выбрано равным ( 8:5:3:1. 3 ил., 1 табл,ЯИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системахвторичного электропитания и электропривода.Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения.На фиг, 1 показана принципиальнаясхема силовой части преобразователя; нафиг. 2 - принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг, 3 - диаграммы, поясняющие принцип работыпреобразователя,Силовая часть преобразователя содержит основной и два вспомогательных однофазных инвертора, выполненных соответственно на ключах 1 - 4, 5 - 8 и 9 - 12, Выходы инверторов подключены к первичнымобмоткам основного и вспомогательныхтрансформаторов 13-15, Секции 16 и 17 основного трансформатора 13 и вторичныеобмотки 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 соединены между собой иподключены через ключи 20 - 28 переменно- го тока к выходным выводам А, В, С преобразователя,Блок управления преобразователем содержит задающий генератор 29, выход которого подключен к входу двоичногосчетчика 30 импульсов с коэффициентом пересчета, равным 36, Выходы счетчика 30нагружены на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31. Выходы 32 - 46 последнегосоединены через триггер 47, логическиеэлементы НЕ 48 - 57, элементы 2-2 ИИЛИ58 - 62 и блок 63 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей преобразователя, причем номера выходовблока 63 соответствуют номерам ключей, ккоторым они подключены,На фиг. 3 диаграммы 64-87 представляют собой формы импульсов на выходах следующих элементов: 64 - задающегогенератора 29; 65 - 74 - на выходах элементов 58-62, 53 - 57 (импульсы управленияключами 1 - 12 основного и вспомогательных инверторов); 75 - 77 - трансформаторов13 - 15; 78 - 86 - на выходах 38 - 46 элемента31 (импульсы управления ключами 20 - 28);87 - преобразователя (форма выходногофазного напряжения),Преобразователь работает следующимобразом,Задающий генератор 29 формирует последовательность импульсов 64 (фиг. 3), которая поступает на вход двоичного счетчика30 с коэффициентом пересчета, равным 36,С выхода счетчика 30 импульсы поступаютна адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31.10 50 55 20 25 30 35 40 45 логические состояния выходов 32 - 46 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице истинности, Выходыэлемента 31 нагружены на входы блока 63буферных усилителей, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической единицы - открытое, Полупериод выходного напряжения 87 преобразователя можно разделить на 36 равных интервалов, что соответствует 36-логическим состояниям элемента 31. На первом интервале с выхода 32 элемента 31 сигнал логической единицы устанавливает триггер 47 в состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя, Выходные сигналы триггера 47 управляют работой элементов 58 - 62, через которые проходят сигналы с выходов 33-37 на управляющие входы ключей 1 - 4 и 5-12 основного и вспомогательных инверторов. С выходов 33 - 35, 37 элемента 31 сигналы логических единиц проходят через открытые сигналом триггера 47 элементы 58-60, 62, усиливаются блоком 63 и отпирают ключи 1, 4, 5, 7 и 11 основного и вспомогательного инверторов. С выхода 36 сигнал логического нуля запирает элемент 61, а следовательно, и силовой ключ 9. Выходные сигналы элементов 58 - 62 инвертируются элементами 53 - 57, отпирают силовой ключ 10 и запирают ключи 2, 3, 6, 8 и 12, Сигналы логических единиц с выходов 40, 41 и 45 элемента 31 отпирают ключи 22, 23 и 27, Остальные ключи 20, 21, 24-26 и 28 переменного тока заперты сигналами логических нулей с выходов 38, 39, 42-44 и 46 элемента 31. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 64-86 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 31,В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 13 - 15 формируются напряжения 75 - 77 (фиг.З), а на фазенагрузки, соединенной звездой 18, - ступенчатое напряжение 87, Для получения формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 87, напряжения на каждой из секций 16 и 17 основного трансформатора 13 должны быть равны 8 О и 5 О, а напряжения на каждой из вторичных обмоток 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 соответственно ЗО и О,Силовая схема преобразователя работает следующим образом,На первом интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 7, 10, 11, 22, 23 и 27 (диаграммы 65, 169014467, 69, 72, 73, 80, 81 и 85). При этом напряжение на обмотке 18 вспомогательного трансформатора 14 равно нулю. Через замкнутые ключи 22 и 23 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается алгебраическая сумма напряжений секции 16 основного трайсформатора 13 и обмотки 19 вспомогательного трансформатора 15, равная 70. К выводам В и С через ключи 23 и 27 прикладывается сумма напряжений секций 16 и 17, равная - 130, а к выводам Си Ачерез ключи 27 и 22 - сумма напряжений секции 17 и обмотки 19, равная 60. При этом фаэные напряжения нагрузки, соединенной звездой, равныОдв - Осд 70 - 60 О,Од - 3 3 3 Овс - Одв - 13 О - 7 О - 20Ов -3 3 3(Од+Ов) 3 19 т.е. формируются первая положительная, тринадцатая отрицательная и двенадцатая положительная ступени фаэных напряжений Од, Ов, Ос.На втором интервале вместе ключа 10 замыкают ключ 9, исчезает также напряжение на обмотке 19 второго вспомогательного трансформатора 15, Через ключи 22 и 23 к выводам А и В прикладывается напряжение секции 16, равное 80, к выводам В и С через ключи 23 и 27 вновь прикладывается сумма напряжений секций 16 и 17, равная -130, к выводам С и А через ключи 27 и 22 - напряжение секции 17, равное 50. Фазные напряжения становятся равными О, -70, 60, т.е. формируются вторая положительная, четырнадцатая отрицательная, одиннадцатая положительная ступени фазных напряжений Од, Ов, Ос.На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично опи санному в соответствии с диаграммами64-87 (фиг, 3) и таблицей истинности элемента 31.Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсто ронней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаэ в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобра зователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения,Формула изобретения 20Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и два вспомогательных однофаэных инвертора, 25 выходы которых подключены соответственно к первичным обмоткам основного и двух вспомогательных трансформаторов, концы вторичной обмотки первого из которых подключены через ключи переменного тока к 30 каждому иэ выходных выводов преобразователя, а ее промежуточный отвод соединен с выходными выводами через последовательно соединенные вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов и ключи 35 переменноготока,отличающийся тем,что, с целью повышения качества выходного напряжения, коэффициенты трансформации основного и вспомогательных трансформаторов относятся между собой как 40 13;3:1, а промежуточный отвод вторичнойобмотки основного трансформатора делит ее по числу витков в отношении 8:5.1590144 Зюга Ачало ЗьоРы 010 РГ Р О О1690144 Бб Составитель В.Моин Техред М.Моргента Редактор Н,Химчукл Корректор А,Осауленк каз 3824 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5