Регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное

Регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сов» Советски»

Социалистические

Республик

«i>917284 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)заявлено 01.09.80 (21) 2977091/24-07 (51)M. Кл. с присоеаивеннем заявки М

Н 02 И 7/537//

Н 02 И 1/12 фкударотеенный комитет

СССР

IIo делам иэобретеннй

H отнфытнй (23) Приоритет

Опубликовано 30 ° 03 ° 82 . Бюллетень М12

Дата опубликования описания 30.03.82 (53) УДК 621.

314 58 (o88.8) (72) Авторы изобретения

А.В. Иванов, В.И. Климов, Е.А. Крутяков.Всесоюзный научно-исследовательский инст электромашиностроения (7l ) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕИЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕИЕННОЕ

Изобретение относится к электро-.: технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания электропривода для преобразователя постоянного напряжения в переменное посредством инверторов.

Известны регулируемые однофазные преобразователи с многотактной широтно-импульсной модуляцией для формирования ступенчатого выходного напряжения В 1.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь с многостержневыми трансформаторами, содержащий И элементарных инверторов с широтно-импульсной модуляцией и

M-стержневых трансформаторов, имеющих по одной обмотке на каждом стержне. Начала обмоток каждого трансформатора подсоединены к выходным выводам соответствующих фаэ элементарных инверторов, а концы объединены и являются точками подсоединения соответствующих фаэ нагрузки т2 1.

Число фаз элементарного инвертора и количество И-стержневых трансформаторов равно числу фаз регулируемого преобразователя и нагрузки.

Каждый элементарный инвертор собран на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью. Управление ключами осуществляется на " несущей. частоте 5И со взаимным фазовым сдвигом для соответствующих фаз элементарных инверторов, равным

2 Ф/И.

Формирование переменного напряжения выходной частоты f (низкой по сравнению с fq) на нагрузке осуществляется регулированием по синусоидальному закону относительной длительности проводящего состояния каждого из ключей за каждый следующий друг за другом период несущей частоты. Для всех И соответствующих фаэ элементарных инверторов модулирую" щая синусоида одна и та же.

3 91728

Таким образом, на выходе каждого трансформатора имеется И-фазная сис тема несинусоидальных напряжений, в котором можно выделить гармоники, образующие симметричные и нулевые. последовательности. Очевидно, что напряжения симметричных последова.тельностей, среди которых основная — гармоника несущей частоты f„ являются составляющими фазными на- ip пряжений трансформатора и определяют режим его перемагиичивания. Они не создают токов нулевой последовательности и, следовательно,не проявляются в напряжении нагрузки. Напротив., гар- 1s моники напряжений нулевой последовательности, среди которых основная гармоника выходной частоты, являются составляющими напряжения нагрузки и не проявляются в фазных напряжениях щ трансформтора (если пренебречь сопротивлением его обмоток для токов нулевой последовательносити и активными сопротивлениями).

Протекание токов нагрузки, являю- з щихся токами нулевой последовательности, обуславливает наличие однонаправленных по стержням потоков рассеяния, которые замыкаются по воздуху.

Величина этих потоков рассеяния обу- зв славливает величину индуктивного сопротивления трансформаторов для токов нагрузки.

Наличие индуктивного сопротивления рассеяния трансформатора, вклю35 ченного последовательно с нагрузкой, делает "мягкой" внешнюю .характеристику преобразователя, снижает использование вентилей преобразователя по на40 пряжению и приводит к увеличению сечения стержней трансформатора из-за дополнительного подмагничивания их потоками нулевой последовательности (частоты).

Цель изобретения - уменьшение га 45 баритов и увеличение жесткости внешней характеристики преобразователя путем уменьшения индуктивного сопротивления трансформаторов для токов нулевой последовательности.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе на каждом из стержнеи каждого трансформатора расположена дополнительная вторая обмотка с числом витков, равным числу вит- ков nepal обмотки, все вторые обмотки каждого из трансформаторов началом подключены к выходному выводу

4 4 данной фазы преобразователя, а конец каждой первой обмотки соединен с концом каждой второй обмотки, расположенной со сдвигом на К стержней, где ,К не кратно ни одному из простых сомножителей числа элементарных инверторов.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит М элементарных И-фазных инверторов 1 (для прймера показан преобразователь, где М = 4, И = 3) и И трансформаторов 2, выполненных на сердечнике с числом стежней, равным М.

Каждый элементарный инвертор выполнен на полностью управляемых ключах 3 с двухсторонней проводимостью.

Ключи 3 управляются на несущей частоте с взаимным фазовым сдвигом для соответствующих. фаз элементарных инверторов, равным 2 /N и без сдвигана выходной частоте.

Трансформатор 2 каждой фазы преобразователя содержит М стержней, на каждом из которых размещено по две одинаковые обмотки 4 и 5. Начала обмоток 4 подключены к выводам переменного тока соответствующих фаз элементарных инверторов. Начала обмоток 5 объединены и являются точкой подсоединения соответствующей фазы нагрузки. Концы обмоток 4 соединяются с концами обмоток 5 со сдвигом на один или на К стержней так, что обмотки, расположенные на одном стержне, непосредственно не соединяются между собои. Число К при этом не должно быть кратно ни одному из простых сомножителей числа N. (Например, при М = 8 может быть К

3, 5, 7 и не может быть К =

= 2, 4, 6). .Очевидно, что для уменьшения установленной мощности трансформатора следует выбирать число К, наиболее близкое. к М/2.

Ток,Ц (частоты Ю)нагрузки преобразователя распределяется равномерно между обмотками трансформатора. При указанном выполнении трансформатора на каждом стержне оказывается две обмотки,ИДС от токов нагрузки в которых направлены встречно. Поэтому при выполнении обмоток е высокой магнитной связью (например концентрическими или чередующимися) потоки нулевых последовательностей (практически отсутствуют.

5 . 91

Тем самым индуктивное сопротивление трансформатора, обусловленное этими потоками, будет сведено к минимуму.

8 результате жесткость внешней характеристики и использование клю чей преобразователя по напряжению существенно повышается, что позволяет снизить установленную мощность ключей и габариты преобразователя.

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь no" стоянного напряжения в переменное, содержащий М элементарных M-фазных инверторов и М трансформаторов, имеющих Й стержней, на каждом из которых расположена первая обмотка, подключенная началом к выходному выводу соответствующей фазы элементарного инвертора, о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и увеличения жесткости внешней

7284 6 характеристики путем уменьшения индуктивного сопротивления трансфор" маторов для токов нулевой последовв ." тельности, на каждом из стержней каж" дого указанного трансформатора рас" положена дополнительно вторая обмотка с числом витков, равным числу витков первой обмотки, причем все вторые обмотки каждого трансформатора началом подключены к выходному выво-. ду данной фазы преобразователя, а конец каждой первой обмотки соединен с концом второй обмотки, расположенно" со сдвигом на К стержней, где К не кратно ни одному из простых сомножителей числа N.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Сб. статей. "Злектромеханические устройства систем автоматики", Томск, 1973, с. 174.

2. Авторское свидетельство СССР и 381144. кл. Н 02 И 7/537, 1971

917284

large%%

Ч уча,t.

Составитель В. Моин

Редактор А. Мотыль Техред 3, Фанта

КорректоР Н. Швыдкая

Заказ 1900/74

Тираж 719. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, M-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4