Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное

 

Союз Советских

Социалистических

Респу6лик

ОПИСАНИЕ щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 131277 (21) 2552811/24-07 ®)М

2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 02 М 7/48

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Опубликовано 3006.80. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 3006.80 (53) УДК621. 314.. 27,(088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Г.A. Саркисов и П.М. Фридман

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (11 ) За яв ител ь (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, в автономных подвижных объектах в качестве централизованных или специальных вторич" ных источников электропитания.

Известны устройства для формирования многофазного напряжения синусоидальной формы из постоянного напряжения, выполненные с промежуточ.«ым звеном повышенной частоты.

Наиболее близким по существу технического решения является преобразователь, содержащий два высокочастотных инвертора, управляющие входы ключей которых подключены к выходам задающего генератора через два делителя частоты с разными коэффициентами деления, выходные инверторные ячейки, выполненные на ключах . переменного тока, причем к управляющему .входу одной иэ инверторных ячеек через третий делитель частоты подключен один из выходов задающего генератора, а также фаэосдвигающую ячейку и два высокочастотных трансформатора, первичные обмотки каждого иэ которых подключены к выходу соответствующего инвертора, а вторичные обмотки разных. высокочастотных трансформаторов соединены попарно-последовательно и образуют питающие входы выходных инверторных ячеек, и три выходных фильтра.

Недостатком этого устройства является то, что функцию демодуляции реализуют выходные инверторные ячейки, числом равные числу выходных фаз преобразователя, что превышает функционально необходимое их количество, и, слеДовательно, завышено количество силовых обмоток высокочастотных трансформаторов. Наличие такого количества выходных инверторных ячеек и силовых обмоток высокочастотных трансформаторов завышает вес и габариты преобразователя °

Целью настоящего изобретения является упрощение и уменьшение массы и габаритов преобразователя. Предложенный преобразователь отличается бт известного тем, что в него введены два коммутатора, выполненное по одной из инверторных схем на ключах переменного тока, причем питающий вход каждого коммутатора подключен к третьему выходу соответствующего

ЗО трансформатора, управляющие входы 744873 ключей коммутаторов подключены к соединенным попарно-последовательно выходам третьего делителя частоты и фаэосдвигающей ячейки, которые соединены между собой последовательно, выходы коммутаторов соединены параллельно и связаны с управляющими входами ключей второй инверторной ячейки, а выходы выходных инверторных .ячеек соединены последовательно,образуя соединенными и свободными выходными выводами трехфазный выход преобразователя.

Это позволяет отказаться от третьей инверторной ячейки и ст об,моток высокочастотных трансформаторов, соединенных с ней, и этим самым достичь поставленную цель.

Сущность предложения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 (а-ж)диаграммы, поясн яющие формирование выходного напряжения синусоидальной формы; на фи r. 3 — ди аграммы, поя сняющие формирование трехфазной системы напряжений; на фиг. 4 — принципиальная схема силовой части и коммутаторов преобразователя.

Трехфазный преобразователь пос тоянного напряжения в синусоидальное содержит э адающий генератор 1 (фиг. 1), делители частоты 2, 3 и

4, фазосдви гающую ячей ку 5, два высокочастотных инвертора 6 и 7, два высокочастотных трансформатора 8 и

9, две выходные инверторные ячейки

l0 и 11, два коммутатора 12 и 13 и выходные фильтры 14, 15 и 16. Выходы фильтров являются выходами устройства.

Прямоугольные импульсы высоких частот F и F< получают после задающегоо генератора 1 и делителей частоты 2 и 3. Сигналы с выходов делителей частоты 2 и 3 являются управляющими для высокочастотных инверторов 6 и 7, на выходе которых получают сигналы равной амплитуды вида фиг. 2 а (3 а) и 2 б (3 б) . Сигналы с выходов инверторов 6 и 7 преобразуют высокочастотными трансформаторами 8 и 9 в ряд аналогичных по форме и частотам сигналов. Одни сигналы с выходов трансформаторов 8 и 9 суммируют (фиг. 2, r и 3, в) и подают на силовые входы ключей переменного тока инверторной ячейки 10. Как следует из фиг. 2,r (3, в), на силовые е входы ключей переменного тока поступают модулированные высокочастотные сигналы. На управляющие входы ключей переменного тока выходной инверторной ячейки 10 от делителя 4 поступает сигнал (фиг. 2, в) частоты выход10

2а

60 ного напряжения преобразователя определяемой по формуле

/Р;-Fä /

f- —

На выходе инверторной ячейки 10 получают сигнал вида фиг. 2,д (З,д) .

Другие сигналы с выходов трансформаторов 8 и 9 имеют амплитуд большие соответственно в — и амплитуд сигналов, поступающих на вход инверторной ячейки 10, их вычитают (фиг. 2,и и 3, r) и подают на силовые входы ключей переменного тока ячейки 11. На управляющие входы ключей переменного тока выходной инверторной ячейки 11 от коммутаторов

12 и 13 поступает сигнал вида фиг. 2, а.

Формирование выходного сигнала коммутаторов 12 и 13 осуществляют следующим образом.

Одни сигналы с выходов делителя

4 (фиг. 2,в) и фазосдвигающей ячейки 5 (реализующей фазовый сдвиг на

Й/2 ) суммируют (фи г. 2, е ) и подают на управляющий вход коммутатора 12, другие сигналы с выходов делителя 4 и фазосдвигающей ячейки 5 вычитают (фиг. 2,ж) и подают на управляющий вход коммутатора 13. На питающие входы коммутаторов 12 и 13 подают сигналы с третьих выходов трансформаторов 8 и 9 (фиг. 2,а и 2,б) соответственно, выходы коммутаторов

12 и 13 соединяют параллельно, образуя источник управляющих сигналов вида фиг. ?,э. Следовательно, на управляющие входы ключей переменного тока инверторной ячейки ll поступает сигнал, состоящий из чередующихся пачек двуполярных импульсов фиг. 2,а и 2,б.

В инверторной ячейке 11 силовой сигнал со входа проходит на выход со знаком плюс или минус,и этот знак определяется знаком произ ведени я эн аков силового си гнала и управляющего сигнала с выходов коммутаторов 12 и 13. В результате на выходе инверторной ячейки 11 получают сигнал вида фиг. 2, к (З,е) .

Выходы ячеек 10 и 11 соедин яют последовательно, образуя тем саьым трехфазную систему с формой линейных напряжений вида фиг. З,д, З,е, З,ж. Посче фильтров 14, 15, и 16 получают трехфазное напряжение синусоидальной форчун (фиг. 3, з, 3 и

З,к) .

Силовая часть преобразователя, например, содержит два высокочастотных трансформатора 17 и 18 и два инвертора на транзисторах 19-22 и диодах 23-26 (фиг . 4). Вторичные обмотки трансформаторов 17 и 18 соединены попарно последовательно

144873 между собой (последние две пары обмоток соединены встречно, а остальные согласно), образуя источники напряжения формы фиг. З,в (фиг.3, r) со средней точкой. Выходные выводы этих источников подключены. ко входам инверторных ячеек, выполненных на двух ключах переменного тока,содержащих диоды (27-42) и транзисторы (43-46) . Выходные выводы инверторных ячеек соединены последователь- 40 но, образуя трехфазную систему напряжений вида фиг. З,д, З,е, З,ж.

Выводы инверторных ячеек подключены по входам Г-образных фильтров на дросселях 47-49 и конденсаторах 5052. Выходные выводы фильтров являются выходом преобразователя.

Коммутаторы, расположенные в цепи управления, включают в себя трансформатор 53 (фиг. 4) и два логических устройства, каждое иэ которых 20 выполнено на двух ключах переменного тока, содержащих диоды 54-69 и транзисторы 70-73. На силовые входы логических устройств с обмоток управления трансформаторов 17 и 18 по- 25 ступают сигналы вида фиг. 2, а и

2, б, а на базы транзисторов 70, 71 и транзисторов 72, 73 подают сигналы вида фиг. 2,е и 2,ж соответственно, С выходных обмоток трансформатора 30

53 снимают сигнал вида фиг. 2,а, который и подают на входы транзисторов

45 и 46.

Использование дополнительных эле- 35 ментов — двух коммутаторов в цепи управления выгодно отличает предлагаемый преобразователь от указанного прототипа, так как позволяет обойтись двумя выходными инверторными щ ячейками в силовой цепи вместо трех и снизить количество вторичных сило- вых обмоток высокочастотных трансформаторов, в результате чего снизятся масса и габариты устройств . Я5

При этом форма каждой фазы выходного напряжения оказывается одинаковой для предлагаемого преобразователя и прототипа.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфаэное квазисинусоидальное с промежуточным звеном повышенной частоты, содержащий два высокочастотных инвертора, управляющие входы ключей которых подключены к выходам задающего генератора через два делителя частоты с разными коэффициентами деления, выходные инверторные ячейки, выполненные на ключах переменного тока, причем к управляющим входам ключей одной иэ этих инверторных ячеек через третий делитель частоты подключен один иэ выходов задающего генератора, а также фазосдвигающую ячейку и два высокочастотных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых подключены к выходу соответствующего инвертора, а вторичные обмотки разных высокочастотных трансформаторов соединены попарно-последовательно и образуют питающие входы выходных инверторных ячеек, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения, уменьшения массы и габаритов, в него введены два коммутатора, выполненные по одной из инверторных схем на ключах переменного тока,причем питающий вход каждого коычутатора подключен к третьему выходу соответствующего трансформатора, а управляющие .входы ключей коммутаторов подключены к соединенным попарнопоследовательно выходам третьего делителя частоты и фазосдвигающей ячейки, которые соединены между собой последовательно, выходы коеееутаторов соединены параллельно и связаны с управляющими входами ключей второй инверторной ячейки, а выходы выходных инверторных ячеек соединены последовательно, образуя соединенными и свободными выходными выводами трехфазный выход преобразователя.

744873

Составитель Г. Иыцык

Редактор В. Левятов Техред Э. Фечо Корректор Е, Папп

Заказ 3677/11 Тираж 783 Подпи сное

ЦНИИ1Щ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О 35, Москва, Ж-35, Раушская н аб., д. 4/5

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