Преобразователь постоянного напряжения в перменное с однополярной широтно-импульсной модуляцией

Преобразователь постоянного напряжения в перменное с однополярной широтно-импульсной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИС

ИЗОБРЕ

Союз Советскмх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВ (б1) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 19,11.71 (21) с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.79.

Дата опубликования г. Кл.

03 К 7/08

02 М 7/515

Государственный ноннтет

lCCCP па делам нэабретеннй и аткрытнй

УДК 621 376

54 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. С, Мыцык и А. И. Щеголев

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ с однополяРной широтно-импульсной модуляцией

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение при построении втори шых источников электропитания, предназначенных,; для питания частотно управляемых электроприводов, особенно в тех случаях, где требуется согласование уровней напряжения питания и потребителя, повышенное качество тока нагрузки, изменение выходной частоты от значений, близких к пулевым до заданных, а также бесконтактное автоматическое изменение порядка чередования фаз для реверса двигателей.

Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий генератор сигналов модулируюшей частоты и генератор сигналов несущей частоты, выход которого соединен с силовым входом модулятора на ключевых элементах, управляющие входы последних соединены с выходом генератора сигналов модулируюшей частоты (1).

Однако известный преобразователь имеет достаточно большие искажения выходного напряжения.

Цель изобретения — уменыпение искажений выходного напряжения.

Для достижения цели в преобразователь чостоянного напряжения в переменное с однЯ олярной широтно-импульсной моцуляцией, содержащей генератор сигналов модулируюшей частоты и генератор сигналов несущей частоты, модулятор на ключевых элементах, управляющие входы которых соединены с выходом генератора сигналов модулируюшей - астоты, введен второй модулятор на ключевых элементах, при этом вторые выходы генераторов сигналов модулируюшей и несушей частот, выполненные двухфазными, соединены соответственно с управляющими входами ключевых элементов и с силовым входом второго модулятора, а выходы обоих модуляторов соединены последовательно, образуя выход преобразователя.

На фиг. 1 представлен магнитно-полупроводниковый вариант предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммьi, поясняюгцие его работу.

Преобразователь содержит двухфазные генераторы сигналов модулируюшей и несушей час.-от

657603 и „соответственно> собранных по схе> е

М пересчетного кольца на трансформаторах 1-3 и

4-6 соответственно. Задающие генераторы пересчетных колец, выполненные на трансформаторах 3 и 6, синхронизируют LC -контурами или от друтнх более высокостабильных генераторов.

Для обеспечении достаточно мощного выхода устройства при сохранении надежной и четкой работы генератора несущей частоты используют два промежуточных модулятора с трансформаторами 7 и 8. Модуляторы выполняются по одной из схем однофазного инвертора на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, например, в виде двухполупериодных однофазных мостов с транзисторами по диагонали постоянного тока. В данном случае модуляторы выполнены по схеме однофазного инвертора с нулевым выводом.

Питающие обмотки первого модулятора относятся к трансформатору 7, а питающие обмотки второго модулятора — к трансформатору 8 с напряжением U<< и 0„ (фиг. 2, а, Д ) на этих обмотках соответственйо, Ключи первого модулятора управляются в противофазе сигналам . Р (фиг. 2,6 ) от одной фазы генератора модулирующей частоты, а ключи второго модулятора аналогично управляются сигналами Ч (фиг. 2,8) от другой фазы этого генератора. Благодаря импульсному режиму работы ключей на выходе

1 каждого модулятора получают сигналы 4 . и я

U. „с двухполярной широтно-импульсной модуляцией (фиг. 2, д, 6) . Результирующий сигнал с однополярной широтно-импульсной модуляцией (т,е. выходное напряжение U>< ) получают путем последовательного суммирования в контуре этих сигналов (фиг. 2, Ж) цл ()21 21 24 ..

Полученный сигнал 0 имеет такую же частоту 2 1 1 К I

> что и сигнал 0 <, íî значительно лучший по

r сравнению с сигналом U y гармонический состав. При сравнении коэффициента гармоник тока К< для этих сигналов при коэффициенте мощ ности нагрузки по первой гармонике, равном с. и 1=0,866, и различных соотйошениях несущей и модулирующей частот 1,, /Х„„

К„ / 0,7 0,8 0,9 1,1 1,2 1,3

К (U „) 0,428 0>267 0,130 1,125 0,220 0,311

Г(Ц 2„) 0,125 0>095 0>075 0>070 0,082 0,100 при СОУР„=1, Кг(0 „)=1,422, а Кг(О „)= 0,715. 25

Построение преобразователей с многофазным выходом Ф обеспечивается введением (p — 1)— пар модуляторов, соединенных аналогичным образом по выходу, а также введением (h — 1) двухфазных генераторов несущей или модулирующей частот, соответствующие выходные напряжения которых последовательно сдвинуты. один относительно другого на угол 2 Ф t it>.

В качестве примера (фиг. 2,u.) показан сигнал UZ3, основная гармоника которого сдвинута по отношению к основной гармонике сигнала 0 1 на угол 2Ж I 3 (в сторону опережения) . Это обеспечено фаэовым сдвигом на такой же угол

2 5 / о, в сторону запаздывания сигналов несущей частоты О < и U (фиг. 2, ф, 1с) относительно сигналов U и 01 (фиг. 2,0,6).

К достоинствам описанйого преобразователя следует отнести также возможность введения трансформаторной токовой обратной связи для стабилизации коэффициента насыщения транзисторов модуляторов и промежуточных усилите, лей мощности при любой, в том числе, и низкой выходной частоте преобразователя; возможность построения транзисторных преобразователей повышенной мощности без применения параллельного соединения полупроводниковых приборов, так как каждый модулятор и промежуточный усилитель мощности рассчитывается на половину выходной мощности преобразователя; преобразователь имеет хорошие массогабаритные показатели даже при инфранизких выходных частотах, поскольку его трансформаторы в силу принципа работы имеют рабочую частоту значительно выше выходной частоты.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное с однополярной широтно-импульсной модуляцией, содержащей генератор сигналов модулирующей частоты и генератор сигналов несущей частоты, выход которого соединен с силовым входом модулятора на ключевых элементах, управляющие входы которых соединены с выходом генератора сигналов модулирующей частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения, в него введен второй модулятор на ключевых элементах, при этом вторые выходы генераторов сигналов модулирующей и несущей частот, выполненные двухфазными, .соединены соответственно с управляющими входами ключевых элементов и с силовым входом второго модулятора, а выходы обоих модуляторов соединены последовательно, образуя выход преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 194940, кл„Н 02 М 1/04, 1966.

657603

Составителв П, Лягни

Редактор Т. Янова Техред З.Чужик Корректор И.Муска

Заказ 1822/57 "а" Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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