Способ формирования двухступенчатого напряжения в статическом преобразователе напряжения

Способ формирования двухступенчатого напряжения в статическом преобразователе напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

{u>997203

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(Н1М. Кп.з (22) Заявлено 10. 11. 80 (21) 3224818/24-07 с присоединением заявки М

Н 02 М 7/48

Н 02 М 7/537

Государственный комитет

СССР,по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150283 Бюллетень М! б (ЗИ УДК 621, 314. .58(088.8) Дата опубликования описания 150283 (72) Автор изобретения

A E Сурминский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В СТАТИЧЕСКОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым преобразователям энергии, и может найти применение в статических преобразователях постоянного напряжения в-переменное приближенно синусоидальной формы.

Известен способ формирования двухступенчатого напряжения в статическом преобразователе напряжения, содержащем основную преобразовательную ячейку и дополнительную преобразовательную ячейку, выходное напряжение которой имеет частоту, в три раза превьваающую частоту выходного напряжения основной преобразовательной ячейки, а выходные напряжения обеих ячеек складываются на нагрузке f1).

Недостатком этого способа является низкое качество форьы выходно го напряжения, нз которого исключается только третья и кратные ей гармонические составляющие.

Известен также способ формирования двухступенчатого напряжения, реализованный в устройстве на двух преобразовательных ячейках с выходаыиы трансформатораьы, напряжения на которых суммируются друг с другом(.2 .

Однако известное техническое реаенне ведет к перераэмернванию выходных трансформаторов преобразовательных ячеек.

Наиболее близким к предлагаемому является способ фориирования двухступенчатого напряжения в статическом преобразователе, содержащем основную ячейку, выполненную на управляемых ключах, соединенных по мостовой схеме, одна диагональ которой подсоединена к входным выводам, а другая - к выходным, на которых формируют переменное выходное напряжение основной частож, и дополнительную ячейку, на нескольких гапьванически развязанных выходах которой формируют переьввнное напря20 жение прямоугольной формы, заключающийся в том, что измеряют величину и определяют полярность напряжения на выходах дополнительной ячейки и на силовых электродах управляемых ключей основной ячейки, подключенных к одним и тем же ныходным выводам, затем сувеыруют измеренные ндпряжения в одинаковой по отновению друг к другу фазе $3).

Недостаток укаэанного способа состоит в невысоком качестве формы

997203 двухступенчатого выходного -напряжения, так как порядок исключаеьых низших наиболее трудно фильтруемях гармонических составляющих близок к частоте выходного напряжения дополнительной ячейки (при шестикратной частоте напряжения дополнительной ячейки исключаются пятая и седьмая гармонические составляющие) . цель изобретения — улучшение форьы выходного напряжения.

Поставленная цель, постигается тем,, что измеряют и определяют полярность напряжения на управляемых ключах основной ячейки, подключенных к одним и тем же входным выводам, а указанное суммирование этих напряжений с выход- 15 ными напряжениями дополнительной ячейки производят так, чтобы эти напряжения и напряжения на дополнительной ячейке были направлены противоположно друг „цругу кроме того, форми- 20 руют дополнительный уровень выходного напряжения, для,чего коммутируют ключи основной ячейки, соединенные с одними и теми же входными выводами одновременно с ключами дополнитель- д ной ячейки, в фазе друг с другом, а для изменения знака дополнительного уровня выходного напряжения меняют на противойоложную взаимную фазу коммутации ключей основной ячейки от- З носительио коммутации ключей дополнительной ячейки.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема преобразователя, в котором реализуется данный способ; на фиг. 2 - диаграмьы, поясняющие этот способ.

Преобразователь содержит транзисторы 1-4 основной преобразовательной ячейки, зашунтированные возвратными 40 диодами 5-8. Нагрузка 9 подсоединена к диагонали моста, а дополнительная преобразовательная ячейка 10 - к трансформатору 11, первичная обмотка которого включена на ее выход.

На фиг. 2 показаны диаграммы Ц, коммутации транзисторов, диаграмма

Ц.и напряжения на обмотках трансформатора 11, диаграмма 09 выходного напряжения и аналогичные диаг- ® раммы U » и 0 для кратного соотношения ч4астот йапряжений О,и и U9.При одновременно открытых ключах

1,4 или 2,3, входящих в цепи, соединенные с Разными выходными выводами основной ячейки, уровень выходного напряжения и9равен напряжению питания U q, так как в соответствии с данным способом выходные напряжения дополнительной ячейки сум- мируются с напряжениями на ключах 40

1,4 и 2,3 в противофазе относительно друг друга, компенсируя друг друга.

Другой, дополнительный, уровень напряжения U9 формируется при одновременно открытых„ключах 1, 3 или 2 Я

4, входящих в цепи, соединенные с одним и тем же входным выводом основной ячейки, и равен сумме напряжений двух обмоток трансформатора О„, включенных последовательно с ключами 1, 3 и 2, 4. Очевидно, что в выходном напряжении может быть получена пауза на нулевом уровне, если она имеется в напряжении U< Данный способ может быть реализован при любых перестановках между собой ключа основной ячейки и обмотки трансформатора 11 в пределах одной цепи, соединяющей какой-либо входной вывод основной ячейки с ее выходным выводом, так как результат суммирова-.. ния не меняется от перестановки между собой слагаемых напряжений.

На фиг. 1 показан вариант реализации способа при включении обмоток трансформатора 11 между ключами и входными выводами основной ячейки.

Изменение знака дополнительного уровня напряжения Uq происходит при одновременно открытых ключах 1, 3 или 2, 4 двумя путями: либо при перемене знака напряжения 0 и неизменном состоянии ключей основной ячейки (диаграмма U > на фиг. 2, точки 0 и К), либо при неизменном знаке напряжения 0„q и одновременной коммутации всех ключей основной ячейки, так как при такой коммутации меняется фаза напряжения Uqq на выходных выводах основной ячейки (диаграмма Ц9.на фиг. 2, точки 0 и и).

При одновременной коммутации в фазе между собой ключей 1 и 3, входящих в цепи, соединенные с одним входным выводом основной ячейки, и в противофазе по отношению в ним ключей 2 и 4, входящих в цепи, соединенные с другим входным выводом основной ячейки, и при совладении этих коммутаций с переменной знака напряжения 0„1, т. е. с коммутацией ключей дополнительной ячейки, знак: дополнительного уровня выходного напряжения не меняется, так как одновременно с переменой знака на.пряжений О.м меняется фаза их подключения к выходным выводам основной ячейки. Поэтому длительность дополнительного уровня напряжения 09 может быть равна не одному полупериоду напряжения дополнительной ячейки, как в способе, принятом эа прототип, а любому числу таких полупериодов выходных напряжений основной и дополнительной ячеек.

Предлагаемый способ позволяет полу ить болЬшую длительность дополнительных уровней, а значит исключить из напряжения Uq u О9 наиболее низкие и трудно фильтруеьые гармонические соотношения, т. е. существенно улучшить качество выход997203

dn ного напряжения основной ячейки, чем и достигается цель изобретения.

Дополнительным преимуществом данного способа является возможность формирования с помощью одной дополнительной ячейки дополнительных уровней разной величины и длительности в выходных напряжениях нескольких преобразовательных ячеек, и тем самим улучшение качества их суммарного выходного напрчжения при их работе на общую нагрузку.

Формула изобретения

Способ формирования двухступенчатого напряжения в статическом преобразователе напряжения, содержащем основную ячейку, выполненную на управляемых ключах, соединенных по мостовой схеме, одна диагональ кото- 20 рой подсоединена к входным выводам, а другая - к выходным, на которых формируют переменное выходное напряжение основной частоты, и дополнительную ячейку, на.нескольких 25 гальванически развязанных выходах которой формируют переменное напряжение прямоугольной форьы, заключающийся в том, что измеряют и определяют полярность напряжения на выходах дополнительной ячейки и на силовых электродах управляемых ключей основной ячейки, подключенных к одним и тем же выходным выводам, затем суммируют измеренные напряжения в одинаковой по отнсмению друг к другуфазе, отличающийся тем, что, с целью улучшения форвы жаходного напряжения, измеряют и определяют полярность напряжения на управляемых ключах основной ячейки, подключенных к одним и тем же входным выводам, а указанное суммирование этих напряжений с выходными напряжениями дополнительной ячейки производят так, чтобы эти напряжения и напряжения на дополнительной ячейке были направлены противоположно друг другу, кроме того, формируют дополнительный уровень выходного напряжения, для чего коммутируют ключи основной ячейки, соединенные с одними и теми же входными выводами одновременно с ключами дополнительной ячейки, в фазе друг с другом, а для изменения знака дополнительного уровня выходного напряжения меняют на противоположную взаимную фазу коммутации ключей основной ячейки относительно коммутации ключей дополнительной ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Патент ChlA Р 3002141, кл. 321-9, 1976.

2. Оптимизация преобразователей электромагнитной энергии. Киев, ".Наукова думка", 1976, с. 129-131.

3. Авторское свидетельство СССР

В 647818, кл. Н 02 М 7/537, 1975.

997203

Редактор Л. Алексеенко

Подписное

Заказ 955/75 Тираж б85

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 г

4

Л и/

gl

// у/ р/

Составитель 1, Ершова

Техред А.Бабинец Корректор Г. Решетник