Преобразователь частоты с квазиоднополосной модуляцией

Преобразователь частоты с квазиоднополосной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С КВАЗИОДНОПОЛОСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий га-фазный генератор сигналов модулирунщей частоты, выходы которого соединены с управлянмцими входами га соответствующих модуляторов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем ситовые входы модуляторов подключены к соответствующим фазам т-фазногЬ генератора напряжений несущей частоты , отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, выходы модуляторов соединены параллельноv причем m одноименных выходных выводов модуляторов объединены между собой через обмотки введенного т-фазного реактора , выполненного на общем:магнитопроводе . :д М Эд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) Н 02 М 5/27

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

Фиг.! (21) 3667616/24-07 (22) 21.11.83 (46) 23.02.85. Бюл. № 7 (72) П.M. Фридман (71) Куйбьппевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбыпева (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 692031, кл. Н 02 М 5/04, 1977.

2. Труды МЭИ. Вып. 425. М., 1979, с. 24. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С

КВАЗИОДНОПОЛОСНОй МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий m-фазный генератор сигналов модулирующей частоты, выходы которого соединены с управлягощими входами m соответствующих модуляторов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем cHJfoвые входы модуляторов подключены к соответствующим фазам ш-фазного генератора напряжений несущей частоты, о т л и ч а ю щ и и с s, тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, выходы модуляторов соединены параллельно, причем m одноименных выходных выводов модуляторов объединены между собой через .обмотки введенного m-фазного реактора, выполненного на общем магнито. проводе.

1141536 проводе.!

О.

ЗО

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, в автономных системах электроснабжения для преобразования многофазного напряжения одной (стабильной или изменяющейся) частоты в однофазное регулируемое или стабилизированное по величине напряжение другой (регулируемой или стабилизированной) частоты, особенно в тех случаях, когда требуется повышенное качество выходного напряжения при ограничениях на массогабаритные показатели системы.

Известны преобразователи частоты с квазиоднополосной модуляцией, содержащие m модуляторов, силовые входы которых подключены к фазам ш-фазного генератора одной несущей частоты, а управляющие входы подсоединены к соответствующим фазам m-фазного генератора модулирующей частоты непосредственно и через фазосдвигающие устройства.

Выходы модуляторов соединены между собой последовательно через развязывающие трансформаторы или непосредственно Llj.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий ш-фаэный генератор сигналов модулирующей частоты, выходы которого соединены с управляющими входами ш соответствующих модуляторов непосредственно и через фаэосдвигающие устройства, причем силовые входы модуляторов подключены к соответствующим фазам ш-фазного генератора напряжений, несущей частоты, а выходы модуляторов соединены последовательно (2).

Известные преобразователи имеют недостаточно высокий КПД, особенно при сильноточном выходе.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей преобразователя частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе частоты с квазиоднополосной модуляцией, содержащем ш-фазный генератор сигналов модулирующей частоты, выходы которого соединены с управляющими входами ш соответствующих модуляторов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем силовые входы модуляторов подключ< ны к соответствующим фазам m-фазного генератора напряжений несущей частоты, выходы модуляторов соединены параллельно, причем m одноименных выходных выводов модуляторов объединены между собой через обмотки введенного m-фазного реактора, выполненного на общем магнитоНа фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя частоты с трехфазным входом и однофазным выходом; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие формирование выходного напряжения; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу выходного высокочастотного суммирующего автотрансформатора, на фиг. 4 — принципиальная схема силовой части преобразователя.

Рассмотрим один из вариантов преобразователя для случая, когда

m-- 3.

Преобразователь содержит трехфазный генератор 1 сигналов, модулирующей частоты f собранный, например, по схеме пересчетного кольца с задающим генератором, фазосдвигающие устройства 2 — 4, Mop ëÿòîðû

5 — 7, выполненные, например, по схеме однофазного мостового инвертора на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, например в виде двухполупериодных однофазных мостов с транзисторами по диагонали постоянного тока, и выходной ш-фазный реактор 8 для практической реализации параллельного соединения выходов модуляторов, выполняющий одновременно и функцию выходного фильтра.

На выходах генератора 1 получают прямоугольные двухполярные импульсы частоты f, имеющие взаимный фазовый сдвиг 2 /3. Сигналы с выходов А, В и С генератора 1 являются управляющими для модуляторов 5

7 и поступают на их основные управляющие входы и дополнительные через фазосдвигающие устройства 2 — 4, реализующие фазовый сдвиг на регулируемый угол N . Управляющие воздейст вия на модуляторы,,таким образом, имеют вид прямоугольных двухполярных импульсов с паузой регулируемой длительности вида О и К(фиг. 2), частоты f, с взаимным фазовым сдвигом 2$/3 и формируются как суммы сигналов без пауз, поступающих с вьиодов А, В и С генератора 1 непосредъ

3 11 ственно и через фазосдвигающие устройства 2 — 4.

На силовые входы модуляторов 5 — 7 поступают фаэные напряжения (9 — 11) синусоидальной формы частоты Й,1 основной трехфазной системы вида

2, и е (фиг. 2), являющиеся входным напряжением преобразователя.

На выходе модуляторов 5 — 7 получают напряжения 12 — 14. (фиг.22,, и 6 и фиг. ÇÎ,á и б) с амплитудноимпульсной модуляцией и с частотой первой гармоники, причем синфазные по первой гармонике. Выходные напряжения модуляторов представляют собой фактически результат перемножения соответствующих фазных напряжений частоты f< (напряжения 9 — 11) с соответствующими фазными сигналами частоты f, (фиг, 2а Б и 6 ) согласно блок-схеме на фиг. 1. Первые гармоники высокочастотных заполнений напряжений 12

14 с частотой f„ + f2 образуют трехфазную систему (трехфазные системы . образуют и другие высокочастотные гармоники, кратные первой высокочастотной, кроме гармоник, кратных трем).

Напряжения с выходов модуляторов

5 — 7 подают на соответствующие обмотки трехфазного реактора 8 (через нагрузку преобразователя). По первой гармонике напряжений 12 — 14 реактор

8 работает в режиме короткого замы.кания (его обмотки оказываются вклю.ченными фактически параллельно,что эквивалентно короткому замыканию трехфазного трансформатора), и первая гармоника без искажений попадает на выход преобразователя (вместе с другими синфазными гармониками).

По отношению к первым гармоникам высокочастотных заполнений обмотки реактора включены по обычной схеме звезда и реактор, задерживая на себе все высокочастотные гармоники, образующие трехфазные системы, не пропускает их на выход преобразователя °

41536 4

5 — 7 и отличающееся от послелнс го лишь уменьшенной в 3 раза амплитудой (при суммировании синфазные гармоники будут иметь утроенную амплитуду, а гармоники, образующие трехфазные системы, — нулевую) °

- К обмоткам реактора 8 оказываются приложенными напряжения соответственно вида 8 g и е (фиг. 3) с частотой первой гармоники

1О

Силовая часть рассматриваемого

15 варианта преобразователя частоты включает модуляторы 5 — 7 и выходной высокочастотный реактор 8. Модуляторы 5 — 7 выполнены по схеме однофазного мостового инвертора на ключах 15 — 26 с двухсторонней проводимостью (фиг. 4). содержащих диодные мосты.с транзисторами в диагоналях постоянного тока.

Выходные обмотки источника ос25 новной трехфазной. системы синусоидальных напряжений частоты f подключены к диагоналям модуляторов 5 †. 7.

При этом на базы транзисторов ключей каждой стойки модуляторов 5 †. 7 подают управляющие сигналы частоты

f прямоугольной формы без пауз с относительнь м сдвигом с4 между стойками каждого модулятора и фазами, соответствующими фазам синусоидальных напряжений частоты f<, Тем самым

35 реализуют модулирующее воздействие сформированной таким образом вспомо

1 гательной трехфазной системы напряжений (фиг. 2о, 5 и Ь) . Выводы с дру

4> гих диагоналей модуляторов с напряжениями 12 — 14 фиг. 2 (фиг.39,5 и б) являются выходными и подключены одними выводами к выходу преобразователя, а другими к обмоткам реактора 8, 45 соединенным в звезду (фиг.4). Реактор 8 задерживает на себе напряжения формы 2,, g и е на фиг. 3 (на обмотке А задерживает напряжение формы 2,, на обмотке  — формы и на обмотке С— формы е ) и пРопускает на выход преобразователя квазисинусоидальное напряжение формы ж (фиг. 2 и 3) с уменьшенным коэффициентом гармоник.

На выходе преобразователя формируется напряжение вида )k (фиг.2 и 3) 55 с уменьшенным коэффициентом гармоник, идентичное по форме суммарному выходному напряжению модуляторов

Для формирования т-фазной системы выходных квазисинусоидальных напряжений необходимо амплитудно-импульсную модуляцию каждого из фазных нап.ряжений синусоидальной формы осуf 11 ществлять каждым из фазных напряжений прямоугольной формы и промодулированные таким образом импульсы каждой нз полученных ш-фаз (по первой гармонике} суммировать по току с помощью реактора. Преобразователь с

m-фазиым выходом в соответствии с этим будет содержать ш силовых каналов (фиг. 4).

При введении параллельного соединения выходов модуляторов с помощью

41536

m"ôàçHîão реактора улучшаются энергетические показатели предлагаемого преобразователя по сравнению с известным за счет существенного умень5 шения (в 3 раза) потерь в ключах модуляторов. Масса и габариты выходного высокочастотного реактора практически не зависят от значения выходной частоты, которая может изменяться от нулевых значений до заданных.

1141536 гК

1141536

Составитель Г. Иыцык

Техред С.Легеза Корректор О. Тигор

Редактор В. Петраш

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 511/43

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4