Трехфазный инвертор

Трехфазный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР, сояаржаций S двухтактных преобразовательиых ячеек с выxoдны m транс , форматорами и управляемыми ключгш цепи управления которых подключен к выходам блока управления, форми taaftro импульсы, взаимно сдвинутые иа угол TI/S, а вторичные обмотки аыходмых трансформаторов соединен п5следовательно по схеме ЗИГЗАГ в кгикдой фазе, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, число преобразовательных ячеек 5 выбрано четным и большим двух трансформатор первой ячейки имеет одну обмотку, трансформаторы всех остальных ячеек, кроме ячейки с номерш т S /2+1«. имеют по три вторичные обмотки, ячейка с номером S/2-I-1 имеет одну вторичную обмотку, отвод от средней точки которой через последовательно соединенные в ЗИГЗАГ вторичные обмотки всех остальных ячеек соедаснен с первым выходным выводом инвертора , а каждый крайний вывод через последовательно соединенные в ЗИГЗАГ вторичные обмотки всех остальных ячеек, кроме первой, соединен соответственно с BTOI%IM и третьим выходными выводами инвертора . ft

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (l1), ЗШН 02 М 7 537 ф4 Ы

;,„.!

1, (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к втоескомм свидетельств

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3475167/24-07 (22) 22.07.82 (46) 30.01.84. Вюл. В 4 (72) В.А.Поляков (53) 621.314.58(088.8) (5б) 1. Моин В.С., Лаптев Н.И.

Стабилизированные транзисторные преобразователи. Энергия, 1972, с.159, рис. 5-20,в.

2. Проектирование статических преобразователей.. Под ред.П.В.Голу бава. Энергия™, 1972, с.25, рис. 1-11. (54) (57) ТРЕХФАЗЯЫЯ ИИВЕР10Р, содержащий В двухтактных преобразовательных ячеек с выходными транс,форматорами и управляеьыми ключами, цепи управления которых подключены

g выходам блока управления, формиру:ющего импульсы, взаимно сдвинутые на угол Ъ/S а вторичные обмотки выходных трансформаторов соединены последовательно по схеме ЗИГЗАГ в каждой Aase о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, число преобразовательных ячеек 5 выбрано четным и болыаим двух, трансформатор первой ячейки имеет одну обмотку, трансформаторы всех остальных ячеек, кроме ячейки с номерами 5 /2+1, имеют по три вторичные обмотки, ячейка с номером 5/2+1 имеет одну вторичную обмотку, отвод от средНей точки которой через последовательно соединенные в ЗИГЗАГ вторичные обмотки всех остальных ячеек соединен с первым выходным выводом инвертора, а каждый крайний вывод через последовательно соединенные в ЗИГЗАГ вторичные обмотки всех . остальных ячеек, кроме первой, сое .динен соответственно с вторым и третьим выходными выводами инвертора. ° е

АФ

1070676

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения посредством трехфазных инверторов. 5

Известны трехфазные инверторы, выполненные по Т-образной схеме на двух преобразовательных ячей- . ках (1) .

Форма выходного напряжения в данном инверторе имеет большой коэффициент гармоник.

Для улучшения формы кривой выходного напряжения известно включение нескольких преобразовательных ячеек, вторичные обмотки которых соединены последовательно в Зигзаг .

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный инвертор, со держащий.5 двухтактных преобразо- 20 вательных ячеек с выходными транс-. форматорами и управляемыми ключами, цепи управления которых подключены к выходам блока управления, фор мирующим импульсы взаимно сдвинутые на угол Jl/9, а вторичные обмотки выходных TpBBcAopMctTopoB соединены последовательно по схеме

ЗИГЗАГ в каждой фазе С23.

В известном инверторе число ячеек 5 должно быть. кратно,или равно трем, т.е. 3,6,9,12,18 и 24. Выходное напряжение такого инвертора имеет коэффициент гармоник К =92/S, т.е. 31; 15,5; 10; 7,5; 5; 4%, 35

Однако, когда заданный коэффициент гармоник находится между указанными значениями ряда, приходится испольэовать избыточное число преобразовательных ячеек, что увеличивает массу и габариты °

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном инверторе, содержащем 5 двухтактных преобразовательных ячеек с выходными трансформаторами и управляемыми ключами, цепи управления которых подключены к выходам блока управления, формирующего импульсы, взаимно сдвинутые на угол 3 /9 а вторичные обмотки выходных трансформаторов соедине-; ны последовательно по схеме Зиг»

sar в каждой фазе, число преобразовательных ячеек 5 выбрано четным и большим двух,. трансформатор первой ячейки имеет одну обмотку, трансформаторы всех остальных ячеек,кроме ячейки с номером,S/2+1, имеют по три вторичные обмотки, ячейка с 60 номером б/2+1 имеет одну вторичную обмотку, отвод от средней точки которой через последовательно соединеннйе в Зигзаг вторичные обмотки всех остальных ячеек сое- 65 динен с первым выходным выводом инвертора, а каждый, крайний вывод через последовательно соединенные в Зигзаг вторичные обмотки всех остальных ячеек, кроме первой, соединен соответственно с вторым и третьим выходными выводами инвертора °

На фиг.1 показана электрическая схема силовой части предлагаемого инвертора, построенного на четырех однофазных ячейках; на фиг.2 — временные диаграммы выходных напряжений однофаэных ячеек; на фиг.З вЂ” форма кривых выходных линейных напряжений инвертора.

Инвертор представляет собой систему однофазных преобразовательных ячеек 1-4 с выходными трансформаторами 5-8, выполненных на транзисторах, которые..управляются импульсами напряжения, имеющие соответственно сдвиг по фазе в 45® и формируемые блоком 9 управления.

;Транзисторы инверторов работают в ключевом режиме с длительностью открытого состояния, равной половине периода переключения. Первичные обмотки трансформаторов имеют одинако« все количество витков.

Трансформаторы 5 и 7 имеют по одной вторичной обмотке с числами витков соответственно W< и W причем вторичная обмотка трансформатора 7 имеет отвод от средней точки 0 .

Трансформаторы 6 и 8 имеют по три вторичные обмотки с числами вит2-(2-2 2 3 4-1 -2

И4 3.

Порядок обозначения чисел витков вторичных обмоток трансформаторов следующий: первая цифра - номер ячейки, вторая цифра — номер обмотки трансформатора, когда число обмоток больше единицы-.

Такое же обозначение принято и для напряжений, снимаемых с вторичных обмоток трансформаторов.

Инвертор работает следующим образом.

Блок 9 управления управляет транзисторами однофазных ячеек 1-4, формируя прямоугольные напряжения на их вторнчных обмотках.

Временные диаграммы напряжений на вторичных обмотках трансформаторов

U< U U3 П4 CQBHHÓ IIO ф относительно друг друга на угол

180/4 (фиг.2) .

Напряжения, сдвинутые на 180 обозначены через б„ф U2r U3i U4..

4 Ф Ф

Исходная пятифаэная система переменных..напряжений прямоугольной формы Ug Ug Пз, 04, П» посредством соответствующего соединения вторичных обмоток трансформаторов (фиг.1) преобразуется в трехфазную

1070б76

4 45 б 300

22, 50

10 18 систему напряжений ступенчатой фор-, МН

Линейное выходное напряжение

U<+ образуется. суммированием напряжений U3 "г-g., .-Uã-З "4-г ° "4,-р °

Напряжение U, образуется суммированием напряжений О., U> .(, g4 -n

Линейние выходные напряжения U и Uyg получаются как разность напряжений,(1со и 0,50мвВыходное линейное напряжение U, имеет форму кривой, отличную от формы кривой двух других выходных линейных напряжений Цвс и U A (фиг.3).

Равенство действующих значений выходных линейных напряжений ПАВ, U U©p и их коэффициентов гармоник выполняется при определенных соотношениях чисел витков вторичных. обмоток трансформаторов инверторов. 20

Количественные характеристики предлагаемого преобразователя приведены в табл.1.

Предлагаемый инвертор позволяет получать многоступенчатое перемеЪ ное напряжение с минимально возможным увеличением массы и габаритов.

Результаты сравнения сведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что при получении трехфазного напряжения. с коэффициентом.гармоник К =(31-23)%, Кг=(15, 5-11 5) %, К =(11 5-9) Ъ для построения предлагаемого преобразователя требуется меньше однофазных ячеек соответственно на 2,1 и 2.

Уменьшение количества ячеек позволяет уменьшить массу и габариты, а также повысить надежность работы инвертора. ,Табли ца 1

1070676,Продолвение табл. 1

»

4»

Соотношения чисел витков вторичных обмоток (при формировании

"ле

Число однофазных ячеек

$ й-Я 2-3 Л-У 4.-3

=0,353И

Я2 g =Wkly 0,707

W 0,866М 235

Wg=g g =

3-2 З-9

0>433W+

Wg».g 4Ффа

2-3

= OÄ25W»

15,5%. »В 2-.4 9 Ь 25

W W>„ 0,707M< 11,54

W . =W „0,383W

И, 0,866М, б-2 6-4. Л4-2 = 4-Э

= 0,462, -f 7 3 а-я ЛЯ-3, 3%43Г%

Wy,2 У =

О, 191М .

W2< =И. а,„ 0<95W<

93 „ % 0,872%.

4 1 W8 0 523%1 9%

М1 = 0,866% Л ч-з= 5-2 5 Э

0,475В6 Ь-2 6 Э Л-2 4-а а 0,43606

Wy g =нг .а =

3"а ! ! ю+2 м- а

=%2У *462„3

=О, 154%

Таблйца 2

° Й»»

Требуемое количество однофазных ячеек, ют предлагаемого известного

12

1031-23

23-15, 5

15,5-11, 5

11,5-9

Значение коэффициента гармоник К(. Ъ

Соотношение чисел, витков вторичных обмоток (при формировании U6 ) W ) =% 4 0 866%„

W<= 6,866

Еозффициент гармоник Ег напрввений

ЛЬ

Ас °

0Ñà

1070676

Ug

Cfg

Tl дя иа.

Составитель В.Моин

Редактор Н.Ковалева Техред С. Мигунова Корректор М.демчик

Заказ 11700/52 тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4