Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное

О П И С А Н И Е)955446ИЗОВРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.з Н 02 М 7/48 ГвауАэфатааный кфмнтет СССР Опубликовано 30.08.82. Бюллетень 32Дата опубликования описания 05.09.82) Авторыизобретени Гришин и Н, Н. Милюши его техническоге мана ужский филиал Московского вы училища им. Н. Э. Б(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ .ПЕРЕМЕННОЕИзобретение относится к преобразователям постоянного напряжения в переменное и может найти применение в системах автоматического регулирования и управления.Известны преобразователи постоянного напряжения в переменное, позволяющие получить на выходе систему трехфазного напряжения 1 .Однако такие преобразователи содержат большое число трансформаторов и транзисторов, что приводит к увеличению их массы, габаритов и ограничению диапазона рабочих частот.Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальное, содержащий импульсный генератор, делитель частоты, сумматор и фильтр НЧ 2.Недостатком известного преобразователя является значительное во сравнению с уровнем основной гармоники содержание высших гармоник в частном спектре выходного колебания и однополярность выходного напряжения.Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, который устраняет указанные недостатки и содержит двоичный счетчик, дешифратор, ключевые элементы, операционные усилители н коммутатор, связанный с двоичным счетчиком 3.Однако известное устройство не позволяет получить многофазное выходное напряжение.5 Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения трехфазного напряжения и повышение рабочих частот.Поставленная цель достигается тем, чтов преобразователь, содержащий импульсный генератор, двоичный счетчик, ключевые элементы, резистивные сумматоры, операционные усилители, инверторы и фильтры НЧ, введены схемы логического сложения и Т- триггеры, а двоичный счетчик выполнен по 15 схеме счетчика Джонсона, причем входыключевых элементов первой фазы соединены с инверсными выходами триггеров счетчика, входы первых четырех ключевых элементов второй фазы - с прямыми выходами, а 20 пятого и шестого - с инверсными выходамитриггеров счетчика, входы первых двух ключевых элементов третьей фазы соединены с инверсными выходами, а входы с третьего по шестой ключевых элементов - с прямыми выходами триггеров счетчика, приэтом выходы ключевых элементов каждой фазы соединены с входами Т-триггеров своих фаз через узлы логического сложения, а выходы триггеров через свои ключевье элементы и резистивные делители соединены с5 операционными усилителями своих фаз.На фиг, 1 изображена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в переменное; на фиг. 2 в временная диаграмма работы резистивных сумматоров; на фиг. 3 - временная диаграмма работы 10 инвертора первой фазы; на фиг. 4 - 6 - схемы коммутации резисторов резистивных сумматоров.Преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит импульсный генератор 1, двоичный счетчик Джонсона, выполненный на триггерах 2 - 7, ключевые элементы 8 - 13 первой фазы, 14 - 19 второй фазы и 20 - 25 третьей фазы, резистивные сумматоры 26-32 первой фазы, 33 - 39 второй фазы и 40 - 46 третьей фазы, инверторы 20 фаз, каждый из которых содержит схему 4 - 49 логического сложения, Т-триггеры 50 - 52, ключевые элементы 53 - 58, операционные усилители 59 - 61 и резистивные делители 62 - 73.Преобразователь постоянного напряжения в переменное работает следующим образом.Импульсный генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы типа меандр (фиг. 1 и 2), которые поступают на вход счетчика Джонсона. Каждый входной импульс сдвигает уровень логической единицы на один разряд счетчика. На выходах триггеров 2 - 7 образуются последовательности импульсов 1.1 - 1.1,з, каждая из которых сдвинута во времени относительно предыдущей зБ на один период следования импульсов генератора 1, причем, временные соотношения между импульсными последовательностями сохраняются неизменными также и при изменении периода следования импульсов генератора.Последовательности импульсов с выходов триггеров 2 - 7 управляют работой ключевых элементов 8 - 25, осуществляющих коммутацию резисторов 27-32, (34 - 39), (41 - -46) резистивных сумматоров 26 - 32, 4 (ЗЗ - 39), (40 - 46) (также фиг, 4 - 6), Каждая очередная коммутация резисторов приводит к приращению суммарных напряжений 13 и, як и Цв на резисторах 26, (33), (40) (фиг. 2).Закон изменения суммарных напряжений .Ц, Ц и Ц на данных резисторах близок к синусоидальному благодаря соответствующему выбору величины сопротивления резисторов 27 - 32, (34 - 39), (41 - 46).Получение трехфазной системы выходных напряжений преобразователя достигаетсятем, что входы ключевых элементов 8 - 13 первой фазы соединены с инверсными выходами триггеров 2 - 7 счетчика, входы ключевых элементов 14 - 17 второй фазы соединены с прямыми выходами триггеров 2 - 5 счетчика, а входы ключевых элементов 18 и 19 - ,с инверсными выходами триггеров 6 и 7 счетчика. Входы ключевых элементов 20 и 21 третьей фазы соединены с инверсными выходами триггеров 2 и 3 счетчика, а входы ключевых элементов 22 - 25 - с прямыми выходами триггеров 4 - 7 счетчика.С целью получения двухполярных напряжений преобразователя, напряжения Бц Цэ и Ц с резисторов 26, 33 и 40 поступают на инверторы своей фазы, каждый из которых содержит схему логического сложения 47, (48), (49), Т триггеры 50; (51), (52), ключевые элементы 53 - 54, (55 - 56), (57 - 58), операционные усилители 59, (60) (61) и резистивные делители 62-63, 64 - 65, (66 - 67, 68 - 69), (70 - 71, 72 - 73). Напряжения Ц, Ц и Ць с резисторов 26, 33 и 40 поступают на прямые или инверсные входы операционных усилителей 59, 50 и 61. Коммутация входов операционных усилителей осуществляется через делители 62-63, 64 - 65, (66 - 67, 68 - 69), 70 - 71, 72 - 73) ключевыми элементами 53 - 54, (55 - 56), (57 - 58), которые управляются Т-триггерами, переключаемыми выходными импульсами схем логического сложения 47, (48), (49) . Схемы логического сложения вырабатывают импульсы, период следования которых равен половине периода выходного напряжения преобразователя.На фиг. 3 для пояснения изображена временная диаграмма работы инвертора первой фазы.Импульсы с выхода схем логического сложения 4, (48), (49) управляют работой Т-триггеров 50 (51), (52), выходные сигналы которого противофазно переключают ключевые элементы 53 - 54, (55 - 56), 57 - 58) . Ключевые элементы через резистивные делители 62-63, 64 - 65, (66 - 67, 68 - 69); (70 - 71, 72 - 73) осуществляют поочередное шунтирование прямых и инверсных входов операционных усилителей 59 (60), (61), чем и достигается получение двухполярного выходного напряжения. Для примера показано на фиг. 3 формирование выходного напряжения первой фазы Б (формирование напряжения других фаз йа чертеже не показаны).Таким образом на Вых. А первой фазы, Вых. В второй фазы и Вых. С третьей фазы будет присутствовать переменное напряжение, близкое к синусоидальному и сдвинутое на 120 относительно друг друга, которое поступает на фильтр НЧ (не показано).Частота выходного напряжения преобразователя при данном количестве триггеров счетчика Джонсона будет в 24 раза меньше частоты импульсного генератора.Применение предлагаемого преобразователя позволяет получить систему трехфазного напряжения в широком диапазоне частот,955446 Формула изобретения Риг / верхний предел которого ограничен частотными свойствами применяемых микросхем.Коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения не превышает 8 О/о, а содержание наименьшего номера высшей гармоники менее 4,5 О/о.5 Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное, содержащий импульсный генератор, двоичный счетчик, ключевые элементы, резистивные сумматоры, операционные усилители, инверторы и фильтры НЧ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей пу- Б тем получения трехфазного синусоидального напряжения и повышения рабочих частот, в него введены схемы логического сложения и Т-триггеры, а двоичный счетчик выполнен по схеме счетчика Джонсона, причем входы ключевых элементов первой фазы соединены с инверсными выходами триггеров счетчика, входы первых четырех ключевых элементов второй фазы - с прямыми выходами, а пятого и шестого - с инверсными выходами триггеров счетчика, входы первых двух ключевых элементов третьей фазы соединены с инверсными выходами, а входы с третьего по шестой ключевых элементов - с прямыми выходами триггеров счетчика, при этом выходы ключевых элементов каждой фазы соединены с входами Т-триггеров своих фаз через узлы логического сложения, а выходы . триггеров через свои ключевые элементы и резистивные делители соединены с операционными усилителями. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Проектирование статических преобразователей. М., Энергия, 1974, с. 408.2. Преобразователь прямоугольного напряжения в синусоидальное. - Радио, 1977,7, с. 60.3. ЯцпУп 1 п 1 се Ногз 1. Еп 1 юцг 1 спез Ро 1 епзепдезз 1 йг 1 гедцсчттодц 1 ег 1 е з 1 дпа 1 е. Кайо 1 егпзЬеп Еес 1 гопс, 19776, з. 203 - 205.И. Никитин икас Коррек Поди ис о комитета ССС й и открытий аушская наб д город, ул. Проектная, 4 С оста вител ь Техред А. Бо Тираж 721 ПИ Государственног делам изобретени Москва, Ж - 35, Р П Патент, г. Уж