Способ регулирования выходного напряжения однофазного инвертора

Способ регулирования выходного напряжения однофазного инвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ИНВЕРТОРА , состоящий в формировании на выходе инвертора четырех изменяемых по длительности однополярных импульсов в каждом полупериоде, отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД и качества выходного напряжения путем уменьшения относительного содержания высших гармоник и увеличения максимального значения амплиту ды первой гармоники, укзанные импульсы формируют так, чтобы их центры отстояли от начала периода соответствемjf 117Г 19Л но на расстояниях и 30 30 30 293i , при ЭТОМ В процессе регулирования амплитуды первой гармоники от нуля до 25% максимального зиачения . длительности всех импульсов изменяют Л одинаково от нуля до , а при 15 регулировании амплитуды первой гармоники от 25% до максимального значения длительности второго и третьего, JflS 4Л импульсов изменяют от до -Тс- 1 - ма длительности первого и четвертого импульсов -оставляют неизменными и л равными , причем их центры пере15 мещают от начала и конца полупериода основной частоты на половину длительности второго или третьего импульса. 00 О) о 00 ttt UJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU.„11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙЫми) %Ив, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3586021/24-07 (22) 27.04.83 (46) 15.08.84. Бюл. It 30 (72) Г.N ° Малышков, И.Н. Соловьев, В.К. Баранов и В.В. Крючков (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орждоникидзе (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Электронная техника в автоматике. Сб. статей пол ред. Ю.И.Конева.

1974, вып. 6, с. 89, рис. 1.

2. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспрессинформация. 1980, вып. 32, с. 3. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ИНВЕРТОРА, состоящий в формировании на выходе инвертора четырех изменяемых по длительности однополярных импульсов в каждом полупериоде, о т л и ч а юшийся тем, что, с цслью повышения КПД и качества выходного напряжения путем уменьшения относительного зав Н 02 Р 13/18, Н 02 М 7/537 содержания высших гармоник и увеличения максимального значения амплиту-. ды первой гармоники, укзанные импульсы формируют так, чтобы их центры отстояли от начала периода соответствен11 ji 19#

" " """""""" 3О 3О 3О

29Ti при этом в процессе регулирования амплитуды первой гармоники от нуля до 257 максимального значения длительности всех импульсов изменяют я одинаково от нуля до 5, а при регулировании амплитуды первой гармоники от 25Х до максимального зна- I чения длительности второго и третьего i flS 4» импульсов изменяют от 15 до а длительности первого и четвертого импульсов .оставляют неизменными и

Jl

15, причем х центры пере мещают от начала и конца полупериода основной частоты на половину длительности второго или третьего импульса.

Ф 11086

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения однофазных инверторов с синусоидальным выходным напряжением, работающих как

5 на постоянную, так и на переменную нагрузку, где требуется стабильность выходного напряжения.

Известен способ регулирования выходного напряжения однофазного инвертора методом широтно-импульсного регулирования (1 1. . Недостатком такого способа регулирования является наличие в спектре выходного напряжения низкочастотных гармонических составляющих. Для полу1 чения синусоидального напряжения требуемого качества необходимо использовать силовые фильтры, которые увеличивают установленную мощность, снижают энергетические показатели и ухудшают динамические характеристики инвертора. Уменьшение установленной мощности фильтра при заданном качестве напряжения на его выходе достигается улучшением гармонического состава напряжения, поступающего на его вход, т.е. подавлением наиболее низкочастотных гармонических составляющих или их существенным ослаблением.

ЭО

Наиболее близким по техничесокй сущности к предлагаемому является способ регулирования выходного напряжения, при котором формируют на выходе инвертора четыре изменяемых по длительности импульса в каждом полу- З периоде выходного напряжения, что позволяет осуществить регулирование напряжения основной гармоники с одновременным исключением третьей, пятой и кратных им гармоник во всем дианазоне регулирования h2 3.

Недостатками данного способа регулирования являются малая величина максимального значения амплитуды основной гармоники и сравнительно большая величина амплитуды седьмой гармоники.

Цель изобретения — повышение КПД и качества выходного напряжения путем увеличения максимального значения амплитуды первой гармоники, уменьшения относительного содержания высших гармоник.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования выходного напряжения однофазного инвертора, состоящему в формировании на выходе инвертора четырех изменяемых

08 3 по длительности однополярных импульсов в каждом полупериоде, укаэанные импульсы формируют так, чтобы их центры отстояли от начала периода соответственно на расстояниях

jl

11» 19 i 29ТI

30 30 30 процессе регулирования амплитуды первой гармоники от О до 257 длительности всех импульсов изменяют одинаково

Л в пределах от О до 5, а при регулировании амплитуды первой гармоники от 253 до 100Х длительности второго и третьего импульсов изменяют от

4Г до 15 длительности первого и четвертого импульсов оставляют неиэTi менными и равными, причем их центры перемещают от начала и конца полупериода основной частоты на половину длительности второго или третьего импульса.

На фиг. 1 показана форма выходного напряжения; на фиг. 2 — блок-схема инвертора, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу инвертора.

Форма напряжения на входе силового фильтра инвертора состоит из четырех однополярных импульсов за каждую половину периода основной частоты

1-4. При этом импульсы 1 и 2 попарно симметричны импульсам 3 и 4 относительно четверти периода основной частоты. Середины импульсов 2 и 3 расположены в точках с угловыми коор11Л 113 динатами е(= и о = Р-—

30 30

При регулировании амплитуды основной гармоники длительности этих импульсов изменяют одинаково, определяя равенст4л вом dx = К, где К вЂ” коэффициент регулирования (0(K>40,25) . Длительность импульсов 1(4) равномерно изменяют относительно координаты

- (Jt — †) от О до в диапазо3 Й )I

30 30 15 не регулирования 0<Кр40,25. В диапазоне значений коэффициента регулирования О, 25<К О,D длительность импуль сов 1(4) сохраняют постоянной и равной 15, а координату его центра

2/I изменяют по закону eL„= K<(d я

1108608

2J

К р) ° "мплитудa q-ой гармоники при .таком способе регулирования определяется по формуле

16Е д JI

А = cos q — sin q—

Ч 6 5 к sin

2К К

E „— напряжение питания °

Из формулы следует, что гармоники равные и кратные 3 и 5 во всем диапазоне регулирования основной гармоники равны О. Максимальное значение

t5 амплитуды основной гармоники составляет А = 1,054 Е„, что в 1,2 раза больше, чем в прототипе. При этом седьмая гармоника равна 0 124 напряУ 20 жения питания, что составляет 11,7Х от амплитуды основной гармоники (в прототипе относительное содержание составляет 42,27).

Инвертор, реализующий предлагаемый способ, состоит из следующих ос25 новых блоков — генератора 1 импуЛьсов, пересчетной схемы 2, дешифратора 3, формирователя 4 сигналов, трех интеграторов 5-7, трех сравнивающих устройств 8-10, логического устройства 11, мостового коммутатора 12.

Генератор 1 импульсов формирует прямоугольные импульсы длительностью

Т/60 (фиг. 3). На выходах 4-1, 4-2, 4-3 формирователя сигналов вырабатываются прямоугольные двуполярные импульсы длительностью Т/15 каждый.

При этом на выходах 4-1 в каждую по- ловину периода формируются четыре прямоугольных импульса, отстоящих от начала полупериода на вермя 7Т/60.

На выходах 4-2, 4-3 формируются двуполярные импульсы, смещенные относительно начала каждого полупериода на время соответственно равное +Т/60 и

-Т/60. Импульсы с выхода формирователя 4 сигналов поступают на три интегратора, которые вырабатывают на своих выходах 5-4, 6-1, 7-1 напряжения треугольной формы в моменты времени, соответствующие импульсам на выходах 4-1, 4-2, 4-3 формирователя.

Напряжения треугольной формы с выхода интеграторов подаются на один иэ .входов сравнивающих устройств 8-10 а на другой вход сравнивающих устройств подается управляющее напряжение, В результате сравнения в.моменты равенства управляющего и треуголь ного напряжений на выходах В, С, 9 формируются прямоугольные импульсы.

На фиг. 3 показаны импульсы на выходах В, С, 0 для двух значений управляющего напряжения П 1 U > . к р1 ч Рх

На выходе логического устройства фор" мируются четыре сигнала F, F, N и N, управляющие ключами коммутатора. Сиг нал на выходе F формируется в соот ветствии с логическим уравнением

F = AE, а сигнал на выходе И соответственно И А-Е, где сигнал А формируется на выходе пересчетной схемы 2 и равен длительности полупе" риода основной частоты Т/2. Сигнал Е формируется в соответствии с логическим уравнением E = В + CD + CD. Такий образом, на выходе коммутатора 12 формируется напряжение с улучшенным :. спектральным составом (Фиг. 1).

По сравнению с известным способом регулирования предлагаемый способ имеет большее значение амплитуды основной гармоники и более высокий

КПЦ, а также меньшее значение наиболее низкочастотной составляющей, подавляемой фильтром седьмой гармоники. Это позволяет уменьшить дополнительную нагрузку на инвертор, исполь эовать силовой фильтр с меньшей установленной мощностью, что улучшает массогабаритные энергетические и динамические характеристики инвертора.

1108608

Uynp

6-1

ЗНИИПИ Зжаз 5883/43 Т ах 667 go лиенце

Филнал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектым, 4 и П