Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Рес ублии () 936313 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 10. 10. 80 (21) 2994255/24-07 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 15 . 06 .82 . Бюллетень Рй 22

Дата опубликования описания 15.06 .82 (51)IVL. Кл.

H 02 M 7/537

Н 02 М 1/12

1Ьеударстесииый комитет

СССР до делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621. 314. . 58(088. 8) ! 3

1 (72) Автор изобретения

А. М. Азаров б Красноярский политехнический инс (7I ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ТРЕХфАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода, для преобразования постоянного напряжения в трехфазное

5 переменное.

Известен трехфазный инвертор, в . котором выходное напряжение получают путем суммирования напряжений двух инверторов, содержащий преобразовательные ячейки, каждая из которых выполнена на управляемых ключах, образующих мост, диагональ переменного тока которого связана с цепью нагрузки, а диагональность прямоугольного 15 импульса выходного фазного напряжения составляет 150 эл. град. и дополнительный преобразователь на управляемых ключах, в цепь переменного тока которого включена первичная .обмотка ю дополнительного трансформатора, вторичные обмотки которого включены пс)следовательно с каждым управляемым

2 ключом преобразовательных ячеек. Преобразовательные ячейки образуют два трехфазных моста ключей, управляемых со взаимным фазовым сдвигом в

30 эл. град. Между смежными ячейками инвертора включены первичные обмотки трех трансформаторов, напряжения на которых сдвинуты друг относительно друга на 120 эл. град. и имеют вид двуполярных импульсов длительностью по 150 эл. град с паузой на нуле в 30 эл. град. На интервалах импульсов эти напряжения суммируются по лервичным цепям трансформаторов с напряжением дополнительной ячейки, работающей с 6-кратной частотой. Результирующее линейное напряжение NH» вертора имеет трехступенчатую форму с паузой на нуле, в которой присутствуют высшие гармоники с порядковы-. ми номерами n = 11, 13, 23, 25, а коэффициент гармоник этого напряжения равен "r = 15,2Ф (11.

3 9363!

Однако основные трансформаторы работают на выходной частоте, поэтому имеют большую массу и габариты. Кроме того, значительное число управляемых ключей и обмоток трансформаторов существенно усложняют схему, Известен также преобразователь постоянного напряжения в трехфаэное переменное, содержащий однофаэный инвертор с выходным трансформатором to на повышенной частоте и ключи переменного тока, связывающие отводы вторичной обмотки выходного трансформатора с выходными выводами преобразователя 121.

Недостаток данного преобразователя состоит в большом количестse (12) ключей переменного тока и отводов вторичной обмотки, что приводит к увеличе" нию массы и габаритов, Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь введен вспомогательный инвертор с вспомогательным выходным трансформатором, при этом основной трансформатор выполнен с тремя вторичными обмотками соединенными через три первых. ключа в замкнутый треугольник, вершины которого соединены непосредственно с выходными выводами преобразователя, а вспомогательный трансформатор выполнен с тремя вторичными обмотками, каждая из которых соединена через второй ключ переменного тока между отводом от средней точки вторичной обмотки основного трансформатора и противоположной вершиной треугольника.

На фиг. 1 представлена схема пред40 лагаемого трехфазного преобразователя; на фиг. 2 - формы напряжений на обмотках основного и дополнительного трансформаторов, диаграмма импульсов управления .ключами, форма выходного напряжения.

Преобразователь содержит основной однофазный инвертор 1, выход которого соединен с первичной обмоткой основного трансформатора 2, секции 3-8 вторичных обмоток этого трансформато- ра, через ключи переменного тока 9-11 соединены в замкнутый треугольник, вершины которого образуют выходные выводы преобразователя,А, В, С, Кроме того, преобразователь содержит вспомогательный однофаэныи инвертор

12, выход которого соединен с первичной обмоткой вспомогательного транс3 ф форматора 13, вторичные обмотки 1416 которого через ключи переменного. тока 17-19 подключены между средними выводами вторичных обмоток основного трансформатора 2 и противоположными вершинами треугольника АВС.

Устройство работает следующим образом.

Однофазные инверторы 1 и 12 синхронизированы и работают на частотах, превышающих частоту преобразователя в 3 и 6 рвэ соответственно. При этом фаза выходного напряжения инвертора

12 меняется на 180 эл . rphg. через каждые полпериода выходного напряжения преобразователя (фиг. 2а). Управление ключами осуществляется импульсами напряжения, диаграмма которых представлена на фиг. 26, причем импульсы соответствующие графику 9 подаются на ключ 9, графику 10 - на ключ 10 и т.д. Для получения выходного напряжения преобразователя, близкого по форме к синусоидальномуамплитуды его ступеней выбирают из условия исключения гармоник, близких к основной. При этом величины первой, второй, третьей ступеней линейного напряжения соответственно равны 0<, u = (1 + +3)u„; u = (2 + 3)0 (фиг. 2в). Для получения напряжения с такими амплитудами ступеней вели-. чины напряжений на секциях 3-8 должны быть равны U = — а на обмотках

03

С 2

14-16 - U

0.- 04 Г3

2 2 — — Полупериод выходного напряжения преобразователя можно разбить на 6 равных интервалов (ступеней). На первом интервале замыкают ключи 9 и 17 (фиг 26) °

При этом к выводам А, В прикладывается разность напряжений секций 4 и обмотки 14, к выводам В, С - сумма напряжений секций 3 и 4, к выводам

С, А — сумма напряжений секции 3 и обмотки 14, В результате формируется первая положительная, третья отрицательная и вторая положительная ступени линейных напряжений 0, 0, 0 „ соответственна. „

ВС СА

На втором интервале меняется полярность напряжений на обмотках 14-16 трансформатора 13, а включенными остаются те we ключи, поэтому напряжение

UA возрастает до 0, U! остается равным (-,Uy ), а 0 А умейьшается до 04

5 9363

На третьем интервале меняется полярность напряжений на обмотках трансформаторов 2 и 13 и замыкаются ключи 10 и 18. К выводам А, В прикладывается сумма напряжений секций 5 и 6 к выводам В, С - сумма напряжений секций 5 и обмотки 15, С, А - разность напряжений секции 6 и обмотки 15, На выходе преобразователя формируется третья положительная, вторая и пер- 10 вая отрицательная ступени напряжений .

АВ, вс А

На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаг- 15 раммой. импульсов управления ключами и формами напряжений на обмотках. трансформаторов 2 и 13.

Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обес-2о печивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает

: работоспособность преобразователя 25 при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.

Предлагаемый преобразователь по сравнению с известными ймеет меньшую зо нассу % габариты при формировании трехфазного напряжения, так как содержит всего 6 ключей переменного тона.

6 формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфаэное переменное, содержащий основной однофазный генератор с основным выходным трансформатором, вторичная обмотка которого имеет отвод и связана через ключи переменного тока с выходными выводами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в него введен вспомогательный

4 инвертор с всромогательным выходным трансформатором, при этом основной трансформатор выполнен с тремя вторичными обмотками, имеющими. отвод от. средней точки и соединенными через три первых ключа переменного тока в замкнутый треугольник, вершины которого соединены непосредственно с выходными выводами преобразователя, а вспомогательный трансформатор выполнен .с тремя вторичными обмотками, каждая из которых включена через второй ключ переменного тока между укаэанным отводом и противоположной вершиной треугольника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 647818, кл. Н 02 И 7/537, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2450693/24-07, кл. Н 02 М 7/48, 1978.

936313

Уто2

Й Р 1З

Uy

1М

f7

f8

19

Vsc

Uc

Составитель В. Моин

Редактор И. Митровка Техред М.Рейвес Корректор В. Синицкая

Заказ 4245/70 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ 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