Способ плавного регулирования величины и изменения фазы напряжения переменного тока

Изобретение относится к области электроники и автоматики и может быть использовано в силовой преобразовательной технике электропитания. Техническим результатом является уменьшение габаритов и обеспечение изменения фазы выходного напряжения. Способ плавного регулирования величины и изменения фазы направления переменного тока состоит в преобразовании синусоидального напряжения с помощью инвертора в последовательность биполярных импульсов значительно более высокой частоты, модулированных по амплитуде и длительности, с последующим их выпрямлением, что позволяет получить на выходе сглаживающего фильтра синусоидальное напряжение исходной частоты. Его амплитуда пропорциональна относительной длительности импульсов, а фаза меняется на противоположную при изменении фазы работы ключей синхронного выпрямителя. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электроники и автоматики. Известен способ регулирования переменного напряжения, основанный на преобразовании его с помощью ключа, работающего со значительно более высокой частотой, в последовательность импульсов, и регулирования величины напряжения исходной частоты, получаемого на выходе сглаживающего фильтра, путем изменения их относительной длительности (а.с. СССР №472339).

Недостатком известного способа является использование входного вольтдобавочного трансформатора, расширяющего пределы регулирования и имеющего при промышленной частоте весьма значительные габариты. Кроме того, этот способ не позволяет изменять фазу выходного напряжения. Цель изобретения - устранение указанных недостатков.

Сущность изобретения состоит в преобразовании напряжения переменного тока u₁ частотой f с помощью инвертора 1 (см. фиг.1) в последовательность биполярных импульсов u₂ (см. фиг.2), длительность которых τ регулируется ключами К1-К4 инвертора 1, а частота F значительно выше f.

Это позволяет для расширения пределов регулирования или согласования использовать высокочастотный трансформатор 2, имеющий значительно меньшие габариты. Трансформированные импульсы поступают на вход синхронного выпрямителя 3, ключи которого К5, К6 переключаются в противофазе с частотой F. Выпрямленные импульсы u₃, поступающие на вход фильтра 4 (см. фиг.1 и 2), оказываются модулированными по амплитуде синусоидой частоты f (фаза которой меняется на противоположную при изменении фазы работы ключей К5, К6 (u'₃ на фиг.2). В результате на выходе сглаживающего фильтра 4 получается напряжение исходной частоты f, амплитуда которого пропорциональна относительной длительности импульсов u₂, а фазу можно менять на противоположную, изменяя фазу работы ключей К5, К6 (u₄ и u'₄ на фиг.2).

На фиг.1 представлена схема реализации способа плавного регулирования величины и изменения фазы напряжения переменного тока.

На фиг.2 представлены временные диаграммы напряжений на выходе инвертора, синхронного выпрямителя и сглаживающего фильтра.

Возможность реализации предлагаемого способа подтверждена моделированием.

Способ плавного регулирования и изменения фазы напряжения переменного тока, основанный на преобразовании его с помощью инвертора в последовательность биполярных импульсов значительно более высокой частоты, относительная длительность которых определяет величину регулируемого напряжения, подаче их через высокочастотный трансформатор, устанавливающий пределы регулирования, на синхронный выпрямитель, перемена фазы работы ключей которого изменяет фазу регулируемого напряжения исходной частоты, получаемого на выходе сглаживающего фильтра, на противоположную.