Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 Ы 7/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1545311, кл. Н 02 Ы 7/539, 1988,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системахвторичного электропитания, электропривода и автоматики. Цель изобретения - .повышение качества выходного напряженияпутем уменьшения коэффициента гармоник, Преобразователь содержит основной ивспомогательный однофазные инверторына ключах 1-4 и 5-8 соответственно. Три вторичные обмотки 11, 12, 13 .основного трансформатора 9 соединены согласно-последовательно, Крайние выводы первой 11 и третьей 13 из этих обмоток соединены с каждым из выходных. выводов преобразователя через ключи 16 - 27 переменного тока, два общих вывода смежных обмоток 11 и 12, 13 и 14 - через вторичные обмотки 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 и ключи 22-27 переменного тока, Числа витков вторичных обмоток 11, 12, 13, 14, 15 основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов относятся между собой как 3:2:4:2:2. Основной ивспомогательный инверторы работают на повышенной частоте, кратной. выходной частоте преобразователя. Напряжение вторичных обмоток 1-15 алгебраически суммируются и с помощью ключей 16-27 переменного тока демодулируются в трехфазное, низкочастотное 14- ступенчатое, близкое по форме к синусоидальному напряжение. 1 табл., 3 ил.юкоэффициента гармоник, Преобразователь постоянного напря ми соединенные с перчичными обмоткамисоответственно основного и вспомогатель 67-78 - на выходах 35-46 элемента 30 (импульсы управления ключами 16 - 27); 79 - преобразователя (форма выходного фазного напряжения).5 Преобразователь работает следующимобразом.Задающий генератор 28 формирует последовательность импульсов 58 (фиг.З), которая поступает на вход двоичного счетчика 29, С выхода последнего импульсы поступаИзобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода и является усовершенствованием изобретения пп авт,св, М 1545311. Известен .преобразователь постоянного напряжения в трехфаэное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и вспомогательный однофазные инверторы, нагруженные на основной и вспомогатель-ный трансформаторы, Основной трансформатор содержит три вторичные обмотки, соединенные последовательно, Крайние выводы этих обмоток соединены через ключи переменного тока, а общие промежуточные выводы обмоток - через вторичные обмотки вспомогательного трансформатора и ключи переменного тока с выходными выводами преобразоцателя. Числа витков вторичных обмоток основного и вспомогательного трансформаторов относятся между собой как 2:3:2:1:1, Оба инвертора работают на разных повышенных частотах. Напряжения вторичных обмоток трансформаторов апгебраически суммируются и с помощью ключей переменного тока демрдулируются в трехфазное 11-ступенчатое напряжение,Недостатком известного преобразователя является несинусоидальная форма кривой выходного напряжения. Цель изобретения - улучшение качествавыходного напряжения путем уменьшения женил в трехфазное квазисинусоидапьное напряжение содержит основной и вспомогательный однофазные инверт ры, выходаного трансформаторовпервый из которых содержит три вторичные обмотки, а второй две, а также четыре группы ключей перемен- НОГО тока - по три ключа В каждой, Одни сИЛОвыв ВЫВОДЫ ОторЫх одпюЕНы К СО- ответствующим выходным выводам преобразователя, а другие силовые выводы ключей каждой группы объединены и образуют четыре общие точки, иэ которых первая и четвертая соединены с началом первой и концом третьей вторичных обмоток.основного трансформатора, объединенные начало второй и конец первой, а также начало третьей и конец второй вторичных обмоток основного трансформатора соединевы порознь через вторичную обмотку вспомогательного трансформатора с общими точками второй и третьей групп ключейпеременного тока соответственно, причем числа витков первой, второй и третьей вто 10 15 20 25 30 ричных обмоток основного трансформатора и вторичных обмоток вспомогательного трансформатора относятся между собой как 3:2:4:2:2,Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что числа витков первой второй и третьей вторичных обмоток основного трансформатора и вторичныхобмоток вспомогательного трансформатораотносятся между собой как 3:2:4:2;2. На фиг.1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг,2 - принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг,З - диаграммы, поясняющие принцип работыпреобразователя.Силовая часть преобразователя (фиг,1)содержит основной и вспомогатеЛьный однофазные инверторы, выполненные соответственно на ключах 1 - 4 и 5-8. Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки основного и вспомогательного трансформаторов 9 и 10. Вторичные обмотки 11 - 13 основного трансформатора 9 и вторичные обмотки 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 соединены между собой и подключены через ключи 16 - 27 переменного тока к выходным выводам А, В, С преобразователя,Блок управления преобразователем (фиг.2) содержит задающий генератор 28,выход которого подключен к входу двоичного счетчика 29 импульсов с коэффициентом пересчета, равным 27. Выходы счетчика 29 нагружены на адресные входы программи-. руемого постоянного запоминающего устройства 30, выходы 31 - 46 которого соединены через триггер 47, логические элементы НЕ 48 - 53 элементы 2-2 ИИЛИ 54- 56 и блок 57 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей преобразователя, причем номера выходов блока 57 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.На фиг,З диаграммы 58 - 79 представляют формы импульсов на выходах следующих элементов: 58 - задающего генератора 28;59-64- на выходах элементов 54 - 56 и 51-53 (импульсы управления ключами 1 - 8 инверторов); 65, 66 - трансформаторов 9 и 10;.ют на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 30 логические состояния выходов 31 - 46 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице. Выходы элемента 30 нагружены на входы блока 57 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, э уровень логической единицы - открытое, Полупериод выходного напряжения 79 преобразователя можно разделить на 27 равных интервалов, что соответствует 27 логическим состояниям элемента 30.На первом интервале с выхода 31 элемента 30 сигнал логической единицы (см. таблицу) устанавливает триггер 47 в логическое состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя Выходные сигналы триггера 47 управляют работой элементов 54 - 56, через которые проходят сигналы с выходов 32-34 на управляющие входы ключей 1 - 8 инверторов. С выхо зв 32 - 34 элемента 30 сигналы логических единиц проходят через открытые сигналом триггера 47 элементы 54 - 56, усиливаются блоком 57 и отпирают ключи 1, 4, 5 и 7 основного и вспомогательного инверторов, Выходные сигналы элементов 54 - 56 инвертируются элементами 51 - 53 и запирают силовые ключи 2, 3, 6 и 8. Сигналы логических единиц с выходов 37, 40 и 42 элемента 30 отпирают ключи 18, 21 и 23. Остальные ключи 16, 17, 19, 20, 22 и 24-27 переменного тока заперты сигналами логических нулей с выходов 35, 36, 38, 39, 41 и 43 - 46 элемента 30. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 58 - 78 фиг.З и таблицей истинности элемента 30.В результате работы инверторов но обмотках трансформаторов 0 и 10 формируются напряжения 65 и 66 (фиг.З), а на фазе нагрузки, соединенной звездой 14-ступенчатое напряжение 79. Дпя получения формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 79, числа витков вторичных обмоток вспомогательного трансформатора должны относится между собой как 3:2:4:2:2.Силоваясхема преобразователя работает следующим образом,На первом интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 7, 18, 21 и 23(диаграммы 59, 61, 63, 69, 72 и 74). При этом напряжение на обмотках 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 становится равным нулю, Через замкнутые ключи 23 и 18 к выходным выво 5 10 20 полярность напряжений на обмотках транс 25 . формэтора 9. Через ключи 22 и 19 к выводам 30 35 40 58 - 78 (фиг.З) и таблицей истинности эпе 45 50 55%дэм А, В преобразователя прикладываются сумма напряжений обмоток 11 и 12 основного трансформатора 9, равная 50, К выводам Б, С через ключи 18 и 21 сумма напряжений обмоток 11-13 равная (-90), а к выводам С, А через ключи 21 и 23 напряжение обмоток 13 равное 40, При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны;.3 дв - Осд 50 - 40,0 33 3 0 вс - 0 дв - 90 - 50 - 140Ов -3 3 3 Ос =: - (Од+Ов) =1303т.е. формируются первая положи епьная,десятая отрицательная и девятая положительная ступени фазных напряжений Нэ втором интервале, когда замыкаютключи 2, 3, 5, 7, 19, 20 и 22 изменяется А, В прикладывается сумма напряжений обмоток 12 и 13 эвная 60. К выводам В, С через клячи 19 и 20 вновь прикладывается сумма напряжений обмоток 11 - 13, равная ( - 90), к выводам С, А через ключи 20 и 22 сумма напряжений обмоток 11 и 12, равная ЗО. Фазные напряжения становятся равны- ми О; 50; 40, т.е. формируются вторая положительная, одиннадцатая отрицательная и восьмая положительная ступени фэзных напряжений Од, Ов, Ос.Нэ следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами мента 30.Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух на.- правлениях и постоянство разности потенциалов фэз в течение каждого Интервала, Это обуславливает работоспособность преобразователя нэ любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения,Предлагаемый преобразователь обеспечивает лучшую форму кривой выходного напряжения (27 ступеней в попупериоде вместо 24).Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидапьное напряжение по авт.св. М 1545311, о т п и -ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, числа витков первой, второй и третьей вторичных обмоток основного трансформатора и числа витков вторичных, обмоток вспомогательного трансформатора отнесены между собой как 3;2;4:2:2,5Составитель В. Мои Техред М.Моргентал рректор Т. Пали Редакто цола Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 348 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5