RU2633662C1 - Генератор многофазной системы ЭДС - Google Patents
Генератор многофазной системы ЭДС Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633662C1 RU2633662C1 RU2016127384A RU2016127384A RU2633662C1 RU 2633662 C1 RU2633662 C1 RU 2633662C1 RU 2016127384 A RU2016127384 A RU 2016127384A RU 2016127384 A RU2016127384 A RU 2016127384A RU 2633662 C1 RU2633662 C1 RU 2633662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poles
- input
- output
- power supply
- switching matrix
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/68—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors
- H02P5/685—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors electrically connected in series, i.e. carrying the same current
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B1/00—Details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для генерирования многофазной системы напряжений с заданной частотой и заданным числом фаз на основе использования импульсной техники. Технический результат заключается в осуществлении преобразования постоянного или однофазного переменного напряжения промышленной частоты в многофазную систему ЭДС с заданным числом фаз и заданной частотой. Устройство включает три функциональных блока, блок формирования управляющих импульсов, формирующий циклическую последовательность импульсов с периодом Т, управляющих открытым состоянием управляемых ключей. Управляющие импульсы открывают на интервал времени длительностью Т1 управляемые ключи, которые располагаются в коммутационной матрице (коммутаторе). Коммутационная матрица содержит набор m×n управляемых ключей, два набора входных полюсов и один набор выходных полюсов. Здесь m - число фаз генератора, n - число временных интервалов, на которое разбивается период синусоидальной функции, Т=n×ТI. При помощи коммутационной матрицы осуществляется подключение в соответствующие интервалы времени соответствующих постоянных источников ЭДС E0…Е2k к соответствующим полюсам фаз генератора. Блок питания позволяет получить набор источников постоянного напряжения с заданными значениями Ер, р=0…2k. Блок питания подключается к коммутационной матрице. При этом предлагаются два варианта исполнения блока питания. В первом варианте питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи, а во втором варианте питание многофазного генератора осуществляется от сети переменного тока. Для получения набора источников постоянного напряжения Е1…Е2k используется трансформаторная схема. Вторичные катушки трансформатора, число которых рано k, подключаются к схемам выпрямления и фильтрации. Выходные напряжения со схем выпрямления и фильтрации поступают на вторые входы коммутационной матрицы. 5 ил., 6 табл.
Description
1. Область применения, актуальность, цель
1.1 Область применения
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для генерирования многофазной системы напряжений, питающей многофазную нагрузку. В качестве многофазной нагрузки могут рассматриваться приводы устройств автоматики и робототехники, устройства специальной техники, частота питания которой отличается от промышленной. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке устройства для преобразования постоянного или однофазного переменного напряжения промышленной частоты в многофазную систему электродвижущих сил (ЭДС) с заданным числом фаз и заданной частотой. Устройство может использоваться как в стационарных, так и мобильных системах (робототехнике) для питания многофазных двигателей переменного тока, а также для питания других многофазных потребителей электрической энергии.
1.2 Актуальность
В последние годы отечественными учеными, инженерами и изобретателями предложен ряд оригинальных электрических машин переменного синусоидального тока, обладающих повышенными технико-экономическими показателями. Питание некоторых типов электрических машин осуществляется от трехфазной или шестифазной системы ЭДС. Технико- экономические показатели этих многофазных электрических машин могут превосходить показатели двигателей других систем. К ним относятся электрические машины, описанные в патентах 2516286 от 20.05.2014, 2414791 от 20.03.2011, 2414794 от 20.03.2011, 2426211 от 10.08.2011, 2494518 от 27.09.2013, 2483416 от 27.05.2013, 2482591 от 20.05.2013, 2482590 от 20.05.2013, патент США Николай В. Яловега, Константин А. Беланов Stator of AC Machine, Patent number 5,559,385, Date of Patent Sep. 24 1996 и др.
Питание этих машин, а также других многофазных двигателей и устройств переменного тока, для использования в автономных и подвижных системах, может осуществляться при помощи описываемого в настоящем решении устройства. Для питания ряда устройств спецтехники требуются источники синусоидального напряжения повышенной частоты, например, 400 Гц. Питание таких устройств также может осуществляться при помощи предлагаемого генератора.
1.3 Цель изобретения
Цель изобретения - разработка устройства для преобразования постоянного или однофазного переменного напряжения в многофазную систему ЭДС с заданным числом фаз и заданной частотой на основе использования импульсной техники.
2. Изобретательский уровень
Предлагаемое устройство для генерирования многофазной системы напряжений отличается от описанного в работе [1] тем, что:
- в основу работы предлагаемого устройства для генерирования многофазной системы ЭДС положен принцип, отличающийся от известных в настоящее время принципов;
- для генерирования многофазной системы ЭДС в предлагаемом устройстве используется аппроксимация синусоидальных ЭДС фаз многофазной системы последовательностью импульсных функций;
- устройство не ограничивается двухфазной или трехфазной системой напряжений, а может использоваться для генерирования многофазной системы напряжений с требуемым числом фаз от 1 до m;
- частота f синусоидальных источников фаз генератора задается при помощи генератора импульсов устройства;
- напряжение в каждой фазе генератора формируется совокупностью прямоугольных импульсов напряжения заданной величины и одинаковой длительности TI. Число импульсов на периоде n=Т/TI;
- импульсы напряжения с амплитудными значениями E0…E2k поступают от блока питания и при помощи коммутационной матрицы передаются на выход устройства в последовательности, задаваемой блоком управления. Здесь k - количество дискретных значений импульсов напряжения, при помощи которых аппроксимируется синусоидальная функция.
- В качестве блока питания может использоваться как аккумуляторная (или конденсаторная) батарея, так и трансформаторный блок питания. В случае использования в качестве источника питания аккумуляторной батареи преобразование напряжения аккумуляторной батареи в набор источников со значениями напряжений E0…E2k осуществляется DC/DC преобразователем. При использовании трансформаторного блока питания однофазное синусоидальное напряжение подключается к первичной катушке трансформатора, а совокупность источников постоянного напряжения со значениями Е0…E2k получают при помощи k вторичных катушек и схем выпрямления напряжений, снимаемых с выходов вторичных катушек;
- очередность следования импульсов с требуемыми амплитудными значениями в каждой фазе генератора задается устройством управления и коммутационной схемой на управляемых ключах.
В качестве управляемых ключей могут использоваться симисторы, транзисторные ключи требуемой полярности и тиристоры. Коммутационная матрица может быть реализована по технологии изготовления больших интегральных схем (БИС).
3. Принцип работы устройства
3.1 Аппроксимация синусоидальной функции времени последовательностью импульсных функций
Принцип работы генератора многофазной системы напряжений основан на приближении синусоидальных функций ЭДС многофазного генератора совокупностью прямоугольных импульсных функций заданной величины и длительности. Рассматривается симметричная многофазная система синусоидальных ЭДС с периодом колебаний Т и частотой f=1/T:
где k - номер фазы;
m - число фаз многофазной системы;
Е - амплитуда синусоидальной функции. Далее примем ее для всех синусоидальных функций равной 1;
ω=2πf - круговая частота колебаний;
t - независимая переменная (время);
ψ - фазовый угол.
Так, для трехфазной системы ψ=2π/3=120°, для пятифазной системы ψ=2π/5=72°, для шестифазной системы ψ=2π/6=60° и т.д.
Выражение (1) справедливо для числа фаз m≥3.
Для двухфазной системы ЭДС первой и второй фаз запишем:
Амплитуду Е в выражениях (1) и (3) далее примем равной 1.
Устройство позволяет создавать многофазную систему ЭДС для числа фаз m≥1. ЭДС каждой фазы устройства формируется из последовательности импульсных функций так, что совокупность импульсных функций аппроксимирует синусоидальную функцию.
На фиг. 1 показан отрезок синусоидальной функции e(t) с периодом Т. Синусоидальная функция аппроксимируется последовательностью импульсных функций длительностью TI. Амплитуды импульсных функций Е0…Е9 на интервале 0…Т/4 равны начальным значениям синусоидальной функции в начальный для каждого импульса момент времени. На интервале Т/4…Т/2 амплитуды импульсных функций E9…Е0 равны конечным значениям синусоидальной функции в конечный для каждого импульса момент времени.
3.2 Свойства симметрии синусоидальной функции
Синусоидальная функция обладает следующими свойствами симметрии:
На основании свойств симметрии (4) для показанной на фиг. 1 последовательности импульсных функций, аппроксимирующих синусоидальную функцию, можно записать:
Эти свойства позволяют для аппроксимации синусоидальной функции использовать ограниченное число дискретных значений импульсных функций. Для показанной на фиг. 1 аппроксимации число дискретных по модулю значений k=5. Конкретные значения амплитуд импульсных функций определяются числом фаз и числом импульсных функций (т.е. шагом дискретизации).
3.3 Числовые значения параметров аппроксимации
На фиг. 1 показана аппроксимация синусоидальной функции последовательностью из 24 импульсных функций. Амплитудные значения импульсных функций приведены в таблице 1. Значения записаны при учете трех значащих цифр после запятой.
Эти же значения импульсных функций используются при аппроксимации синусоидальных функций фаз однофазной, двухфазной, трехфазной и шестифазной систем ЭДС при представлении каждой синусоидальной функции напряжения последовательностью из 24 импульсных функций. В таблице 2 записаны амплитудные значения импульсных функций на периоде Т для каждого временного интервала от 1 до 24 (по числу импульсных функций) для каждой из фаз двухфазной системы ЭДС. Каждый временной интервал соответствует шагу дискретизации 15° синусоидальной функции.
В таблице 3 записаны амплитудные значения импульсных функций для каждого временного интервала от 1 до 24 (по числу импульсных функций) для каждой из фаз трехфазной системы ЭДС. Каждый временной интервал соответствует шагу 15° синусоидальной функции.
В таблице 4 записаны амплитудные значения импульсных функций для каждого временного интервала от 1 до 24 (по числу импульсных функций) для каждой из фаз шестифазной системы ЭДС. Каждый временной интервал соответствует шагу 15° синусоидальной функции.
В пятифазной системе при представлении каждой синусоидальной функции ЭДС фазы 20 импульсными функциями (шаг 18°) амплитудами импульсных функций являются значения, приведенные в таблице 5.
При разбиении периода синусоидальной ЭДС на n одинаковых интервалов, вследствие симметрии синусоидальной функции, число одинаковых по модулю значений импульсных функций будет конечным и ограниченным. Так, для однофазной, двухфазной, трехфазной и шестифазной систем при n=24 их число дискретных значений k=5, см. табл. 1 и 6, для пятифазной системы при n=20 их число равно k=4, см. таблицы 5 и 6.
В таблице 6 записаны значения числа k дискретных значений ЭДС, при помощи которых аппроксимируется синусоидальная функция, в зависимости от числа фаз m и числа n временных интервалов на периоде Т, на которое разбивается этот период.
4. Принципиальная схема устройства
Устройство, в зависимости от реализации блока питания, может быть реализовано в двух вариантах.
4.1 Принципиальная схема устройства при питании его от аккумуляторной батареи
В первом варианте питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи (АКБ). Этот вариант исполнения генератора многофазной системы ЭДС целесообразно использовать для питания мобильных устройств автоматики и робототехники. Принципиальная схема этого варианта устройства приведена на фиг. 2.
4.2 Принципиальная схема устройства при питании его от сети переменного тока
Во втором варианте исполнения устройства питание его осуществляется от сети переменного тока. Этот вариант исполнения предпочтительнее для стационарных устройств или мобильных устройств, к которым может быть подведено питание от сети переменного тока. Принципиальная схема этого варианта устройства приведена на рисунке фиг. 3.
4.3 Блочная структура устройства
В устройстве можно выделить три функциональных блока - блок управления, коммутационная матрица и блок питания. Блок управления и коммутационная матрица являются общими для двух вариантов исполнения устройства, блоки питания 171 и 172 различаются. Дадим описание этих блоков.
4.4 Принципиальная схема блока управления и коммутационной матрицы
Принципиальная схема блока управления на элементах 1-8, 13 и коммутационной матрицы 9 приведена на фиг. 4.
4.4.1 Блок управления
Блок предназначен для формирования управляющих импульсов в результате создания последовательности прямоугольных импульсов заданной длительности TI и подачи этих сигналов на управляющие электроды силовых управляемых ключей 12. Управляемые ключи 12 расположены в коммутационной матрице 9. При помощи силовых ключей 12 источники ЭДС Е0…E2k подключаются в соответствующие моменты времени в соответствии с заданным алгоритмом к выходным полюсам генератора 10. Источники ЭДС E0…E2k генерируются блоком питания 171 или 172. Коммутация осуществляется в открытом состоянии ключа. Длительность открытого состояния каждого ключа равно TI. Число k дискретных значений ЭДС для конкретных значений n и m приведено в таблице 6. Блок формирует циклическую с периодом Т последовательность импульсов. Величина Т равна периоду синусоидальной функции. Число импульсов на периоде Т равно n, длительность одного импульса TI. Значения n и TI выбираются исходя из соображений обеспечения требуемой погрешности аппроксимации синусоидальной функции последовательностью прямоугольных импульсных функций и стоимостью реализации устройства. С увеличением n и уменьшением TI снижается погрешность и увеличивается стоимость.
Блок реализован на элементах 1-8, 13. Он содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, логический элемент И 2, счетчик 3 числа импульсов на периоде Т периодической функции, схему сравнения 4, регистр 5, дешифратор 7 с числом выводов, равным n - числу импульсных функций на периоде Т, формирователи управляющих сигналов 8i (i=1…n).
Выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 6 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 7 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, а выход - к второму входу счетчика 3, вход регистра 5 подсоединен к входу 13 устройства, выходы дешифратора 7 подсоединены к входам одноименных формирователей управляющих импульсов 81…8n, выходы которых подсоединены к входам 221…22n коммутационной матрицы 9.
4.4.2 Коммутационная матрица
Коммутационная матрица 9 содержит набор m×n управляемых ключей, два набора входных полюсов и один набор выходных полюсов. Здесь m - число фаз генератора, n - число временных интервалов, на которое разбивается период синусоидальной функции, T=n×TI. При помощи первого набора входных полюсов 221…22n коммутационная матрица подключается к выходам формирователей импульсов 81…8n. В результате управляющие импульсы с формирователей импульсов поступают на управляющие электроды силовых ключей, расположенных в коммутационной матрице. Второй набор входных полюсов 110…112k подключает коммутационную матрицу к постоянным источникам ЭДС блока питания 171 или 172. Набор выходных полюсов 100…10m является выходным для всего устройства. С него снимаются ЭДС фаз генератора.
При помощи коммутационной матрицы осуществляется подключение соответствующих значений дискретных значений ЭДС Е0…E2k к выходным полюсам фаз генератора 10i, i=0…m. Подключение осуществляется в соответствующие интервалы времени i=1…n на временной интервал длительностью TI. Коммутации осуществляются при помощи управляемых ключей 12i,j,р. Здесь i=1…n, j=1…m, p=0…2k, a k - число дискретных значений ЭДС. Так, в соответствии с таблицей 6 раздела 3.3, для однофазной, двухфазной, трехфазной и шестифазной систем при n=24 число k=5, для пятифазной системы при n=20 число k=4 и т.д. Управляющие сигналы на управляющие электроды управляемых ключей поступают с выходов формирователей импульсов 8i, i=1…n. В течение первого временного интервала управляющий сигнал с первого выхода дешифратора через формирователь импульса 81 поступает на управляемые ключи, которые подключают соответствующие источники ЭДС блока питания 171 или 172 к соответствующим фазам генератора. Так, согласно таблице 3 раздела 3.3, для трехфазной системы m=3 и числе интервалов n=24 в течение первого временного интервала к выходу первой фазы 10% подключается источник Е0, к выходу второй фазы 102 источник Е5, к выходу третьей фазы 103 источник E8. В течение второго временного интервала к выходу первой фазы подключается источник Е1, к выходу второй фазы источник E3, к выходу третьей фазы источник Е10. Аналогично осуществляется коммутация ключей для последующих временных интервалов. Процесс повторяется циклически с периодом Т. На фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 коммутации для последующих интервалов i=3…n не показаны.
Максимальное количество ключей в коммутационной матрице, равное m×n, может быть значительно (в разы) сокращено, если при формировании связей учесть свойства синусоидальной функции, записанные в (4).
Например, как следует из таблицы 2, в фазах двухфазной системы коммутируются одинаковые источники напряжения в интервалы времени 1 и 24, 12 и 13, 7 и 19, 2 и 23, 3 и 22, 4 и 21, 5 и 20, 6 и 19, 6 и 7. Следовательно, в коммутационной матрице вместо 18 могут быть использованы только 9 управляемых ключей.
К выходным полюсам устройства 101…10m подключены помехоподавляющие конденсаторы 211…21m с емкостью С1. Они предназначены для снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе устройства.
5. Блок питания
Блок питания может быть выполнен в двух вариантах 171 или 172, фиг. 5. Он позволяет получить набор источников постоянного напряжения с заданными дискретными значениями Ер, р=0…2k. Содержит 2k+1 выходных полюсов, которыми блок питания подключается к полюсам 111…112k коммутационной матрицы, см. фиг. 2 и фиг. 3. Рассматриваются два варианта исполнения блока питания.
5.1 Блок питания с использованием аккумуляторной батареи
В первом варианте исполнения блока питания 171 питание осуществляется от аккумуляторной батареи (АКБ) 15, как показано на фиг. 2 и фиг. 5. Полюсами 161 и 162 АКБ подключается к преобразователю DC/DC 14. Он выполняет преобразование напряжения АКБ в набор дискретных значений ЭДС Ер, р=0…2k. Схема преобразователя 14 должна иметь общую шину "земля", относительно потенциала которой отсчитываются потенциалы (положительные и отрицательные) всех выходных полюсов блока. В соответствии с фиг. 5 шина "земля" подключается к полюсу 260. Этот полюс подключается к полюсу 110 коммутационной матрицы 9, а полюсы 261…262k блока питания 171 подключаются к соответствующим полюсам 111-112k коммутационной матрицы. Этот вариант блока питания предпочтительнее для использования в мобильных устройствах, в том числе и робототехнике.
5.2 Блок питания при питании устройства от сети переменного тока
Во втором варианте исполнения источника питания 172, см. фиг. 3, питание многофазного генератора осуществляется от сети переменного тока. Для получения набора источников постоянного напряжения Е0, Е1…E2k используется трансформаторная схема.
В соответствии с фиг. 5 блок питания 172 содержит трансформатор 20. Полюсами 241-242 первичная катушка трансформатора подключается к сети переменного тока. Число вторичных катушек трансформатора равно k. Вторичные катушки трансформатора полюсами 231-232…232k-1-232k подключены к схемам выпрямления 181…18k. К выходам схем выпрямления подключаются k делителей напряжения 191-192…192k-1-192k на конденсаторах С. Средние точки 250 делителей подключены к общему полюсу "земля". К делителям напряжения подключены выходные полюсы блока питания 250…252k. Этими полюсами блок питания подключается к вторым входным полюсам 110-112k коммутационной матрицы 9, см. фиг. 3. Делители напряжения также выполняют функции фильтра. Каждая схема делителя напряжения позволяет получить на выходе два источника постоянного напряжения E2i-1 и E2i, i=1…k противоположной полярности и полюс с нулевым потенциалом Е0=0 (земля). После делителей напряжения на конденсаторах 19 получаем требуемое число источников постоянного напряжения положительной и отрицательной полярности с требуемыми значениями Ep, р=0…2k. Этот вариант исполнения блока питания может использоваться в стационарных условиях, где возможно подключение к сети переменного тока.
6. Описание работы устройства
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на регистре 5 по входу 13 записан код числа временных интервалов n. На это число интервалов разбивается период синусоидальной функции Т при аппроксимации синусоидальной функции последовательностью импульсных функций. На счетчике 3 хранится код нуля (вход сброса в ноль на счетчике 3 на фиг. 2 и 3 не показан). Работа устройства начинается после подачи пускового сигнала по входу 6 логического элемента И 2. После подачи пускового сигнала импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 1 через открытый элемент И 2 начинают поступать на вход счетчика 3. Код с выхода счетчика 3 поступает на вход дешифратора 7. На выходе дешифратора появляется единичный сигнал только на одном из n его выходов. Единичный сигнал на i-м (i=1…n) выходе дешифратора 7 подается на вход одноименного формирователя сигнала 8i, выход которого подсоединен к управляющим электродам управляемых ключей 12i,j,p. Входы управляемых ключей подключаются полюсами 11i, i=0…2k, к источникам напряжения E0…E2k, а выходы ключей 12i,j,p к выходным полюсам фаз устройства 101…10m. В каждый временной интервал к каждому выходному полюсу генератора 101…10m подключается только один источник постоянного напряжения из набора Е0…E2k. В записи ключа 12i,j,p первый индекс i указывает на номер временного интервала i=1…n, второй индекс j указывает на номер фазы многофазной системы, j=1…m, последний индекс р указывает на номер источника постоянного напряжения, р=0…2k. На фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 в коммутационной матрице 9 показаны ключи, которые управляются в первый и второй, на периоде Т, временные интервалы. Они коммутируют соответствующие данному интервалу времени источники постоянного напряжения из набора Е0…E2k к соответствующим выходным полюсам 101…10m. Управление ключами для других интервалов времени осуществляется аналогично и с целью упрощения на фиг. 2…4 не показано. С формирователей импульсов 81…8n на управляющие электроды ключей 12i,j,p поступают управляющие импульсы длительностью TI. Они управляют соединением выходных полюсов 101…10m с соответствующими конкретному временному интервалу источниками постоянного напряжения Е0…E2k. На фиг. 2-4 ключи и соответствующие им коммутации для интервалов 3…n не показаны. Какие выходные полюса 101…10m подключаются к каким источникам постоянного напряжения E0…E2k, указано в таблицах 2…4 для конкретных значений m и n. Так, в соответствии с таблицей 3, при m=3 и n=24 с выхода формирователя импульса 81 поступают управляющие импульсы на силовые ключи 121,1,0, 121,2,5 и 121,3,8. В результате к выходному полюсу устройства 101 подключается источник Е0, к выходному полюсу второй фазы 102 подключается источник ЭДС Е5, к выходному полюсу третьей фазы 103 подключается источник E8. После прекращения действия импульса с выхода 81 включается управляющий сигнал с выхода 82. Управляющий сигнал поступает на управляющие электроды ключей 122,1,1, 122,2,3, 122,3,10. В результате к выходному полюсу устройства 101 подключается источник ЭДС Е1, к выходному полюсу 102 подключается источник Е3, к выходному полюсу 103 подключается источник Е10. После прекращения действия импульса с выхода формирователя импульса 82 включается управляющий импульс с выхода формирователя импульсов 83, который управляет открытием соответствующих силовых ключей, см. табл. 3. Блоком управления задается очередность следования управляющих импульсов. За управляющим импульсом от формирователя импульсов 8j, j=1…n следует управляющий импульс от формирователя импульсов 8j+1, пока j+1 не станет равным n=24. После прекращения действия импульса с выхода формирователя 824 включается формирователь импульса 81. При этом текущее значение счетчика числа импульсов 3 совпадет с заданным при помощи входа 13 числом n, счетчик обнуляется и процесс повторяется.
Источники напряжения E0…E2k вырабатываются блоком питания 171 при питании устройства от аккумуляторной батареи или блоком питания 172 при питании устройства от сети переменного тока. Напряжения поступают от полюсов блока питания к соответствующим полюсам 110…112k коммутационной матрицы 9. Блок питания 171 в качестве источника питания использует аккумуляторную батарею 15, которая через полюсы 161 и 162 подключается к преобразователю DC/DC 14. Преобразователь 14 преобразует напряжение аккумуляторной батареи в набор источников постоянного напряжения Е0…E2k. Их значения для конкретных значений m и n приведены в таблицах 2…4. Полюсами 260…262k блок питания 171 подключается к соответствующим полюсам 110…112k коммутационной матрицы. При использовании блока питания 172 первичная катушка трансформатора 20 подключается к сети переменного тока. Напряжения с вторичных катушек трансформатора, число которых равно k, поступают на входы схем выпрямления 181…18k. Выходы схем выпрямления подключаются к делителям напряжения на конденсаторах 191…192k с емкостью С. Делители напряжения выполняют функции фильтров и позволяют получить напряжения положительной и отрицательной полярности величиной E0…E2k. Полюсами 250…252k блок питания 172 подключается к соответствующим полюсам 110…112k коммутационной матрицы 9.
7. Источник информации
1. Патент №2259629, кл. H03B 27/00, 2003, Миронов Л.М., Третьяк Г.А., Благодаров Д.А. Устройство для формирования гармонического сигнала.
Claims (1)
- Генератор многофазной системы ЭДС содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, схему сравнения 4, регистр 5, кнопку запуска 6, дешифратор 7, формирователи сигналов 8i (i=1…n, где n - количество дискретных интервалов на периоде Т), вход устройства 13, при помощи которого устанавливается число временных интервалов на периоде Т, коммутационную матрицу 9, содержащую m×n (m - количество фаз устройства) управляемых силовых ключей 12i,j,p (i=1…m, j=1…m, p=0…2k, a k - число дискретных значений ЭДС), m помехоподавляющих конденсаторов 211…21m с емкостью C1, первую группу входных полюсов 221…22n, вторую группу входных полюсов 110…112k, группу выходных полюсов 101…10m, блок питания, который может быть выполнен в двух вариантах 171 или 172, блок питания 171 содержит аккумуляторную батарею (АКБ) 15, преобразователь постоянного напряжения DC/DC 14, группу выходных полюсов 260…262k, блок питания 172 содержит трансформатор 20 с первичной катушкой, подключаемой к сети переменного тока, k вторичных катушек трансформатора, k схем выпрямления 181…18k, k схем делителей напряжения 191…192k на конденсаторах с емкостью С, группу выходных полюсов 250…252k, выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу элемента И 2, второй вход которого подсоединен к первому входу 6 устройства, а выход - к первому входу счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 7 и к первому входу схемы сравнения 4, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 5, на входе 13 которого задается число интервалов n, выходы дешифратора 7 подсоединены к входам одноименных формирователей импульсов управления 8i (i=1…n), выходы которых подсоединены к первым входам 221…22n коммутационной матрицы 9, к этим входам подключены входы управляющих электродов управляемых ключей 12i,j,p, к вторым входам 110…112k коммутационной матрицы 9 подключаются входы управляемых ключей 12i,j,p, полюс 110 заземлен (подключен к полюсу "земля" схемы), выходы управляемых ключей 12i,j,p подключаются к выходным полюсам 101…10m устройства, к этим полюсам также подключаются помехоподавляющие конденсаторы 211…21m, к входам 110…112k коммутационной матрицы 9 подключаются выходы 260…262k блока питания 171 или полюсы 250…252k блока питания 172, в блоке питания 171 аккумуляторная батарея 15 подключается полюсами 161…162 к входу преобразователя постоянного напряжения DC/DC 14, выходные полюсы преобразователя постоянного напряжения 260…262k подключаются к вторым входным полюсам 110…112k коммутационной матрицы 9, в случае использования блока питания 172 он полюсами 241-242 первичной катушки трансформатора подключается к сети переменного тока, k вторичных катушек трансформатора полюсами 231-232…232k-1-232k подключаются к входам схем выпрямления 181…18k, выходы k схем выпрямления подключаются к делителям напряжения 191-192…192k-1-192k, делители напряжения подключаются к выходным полюсам 250…252k блока питания 172, этими полюсами блок питания подключается к входным полюсам 110-112k коммутационной матрицы 9, полюсы 250 всех схем делителей подключаются к полюсу "земля".
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127384A RU2633662C1 (ru) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | Генератор многофазной системы ЭДС |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127384A RU2633662C1 (ru) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | Генератор многофазной системы ЭДС |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2633662C1 true RU2633662C1 (ru) | 2017-10-16 |
Family
ID=60129502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016127384A RU2633662C1 (ru) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | Генератор многофазной системы ЭДС |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2633662C1 (ru) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671539C1 (ru) * | 2017-10-18 | 2018-11-01 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС для мобильных устройств |
| RU2681347C1 (ru) * | 2017-12-26 | 2019-03-06 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с уменьшенным вдвое числом силовых ключей |
| RU2682987C1 (ru) * | 2018-04-26 | 2019-03-25 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор кардиоимпульсов |
| RU2684486C1 (ru) * | 2018-03-26 | 2019-04-09 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с использованием блока диодов для сокращения в два раза числа силовых ключей |
| RU2684485C1 (ru) * | 2018-01-31 | 2019-04-09 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с управляемой начальной фазой |
| RU2691945C1 (ru) * | 2018-10-04 | 2019-06-19 | Леонид Петрович Гаврилов | Устройство для беспроводной передачи периодических электромагнитных колебаний промышленной частоты посредством лазеров |
| RU2695589C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-07-24 | Леонид Петрович Гаврилов | Устройство для генерирования и беспроводной передачи многофазной системы напряжений посредством лазеров |
| RU2705420C1 (ru) * | 2019-03-18 | 2019-11-07 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с механической коммутацией |
| RU2707978C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2019-12-03 | Леонид Петрович Гаврилов | Устройство для генерирования и передачи периодических электромагнитных колебаний посредством оптоволоконной линии |
| RU2734725C1 (ru) * | 2020-06-01 | 2020-10-22 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор синусоидального напряжения с синтезатором импульсов разной полярности на основе ЯЭУ |
| RU2744947C1 (ru) * | 2020-06-01 | 2021-03-17 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор электромагнитных колебаний с использованием солнечных панелей |
| RU2753765C1 (ru) * | 2020-11-27 | 2021-08-23 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор переменного тока на основе циклотронного преобразователя энергии СВЧ-колебаний |
| RU2786519C1 (ru) * | 2022-01-12 | 2022-12-21 | Леонид Петрович Гаврилов | Циклотронный резонансный преобразователь СВЧ-колебаний с несколькими управляемыми выходами |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045252A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-phase lc oscillator |
| US6587007B2 (en) * | 2001-11-26 | 2003-07-01 | Micrel, Incorporated | Ring topology based voltage controlled oscillator |
| RU2259629C2 (ru) * | 2003-06-19 | 2005-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) (ГОУВПО "МЭИ (ТУ") | Устройство для формирования гармонического сигнала (варианты) |
| RU2321149C1 (ru) * | 2006-10-09 | 2008-03-27 | Новосибирский государственный технический университет | Преобразователь переменного напряжения в постоянное с 24-кратной частотой пульсации |
| US20120256568A1 (en) * | 2009-07-02 | 2012-10-11 | Chong Uk Lee | Multi-port reconfigurable battery |
-
2016
- 2016-07-07 RU RU2016127384A patent/RU2633662C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045252A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-phase lc oscillator |
| US6587007B2 (en) * | 2001-11-26 | 2003-07-01 | Micrel, Incorporated | Ring topology based voltage controlled oscillator |
| RU2259629C2 (ru) * | 2003-06-19 | 2005-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) (ГОУВПО "МЭИ (ТУ") | Устройство для формирования гармонического сигнала (варианты) |
| RU2321149C1 (ru) * | 2006-10-09 | 2008-03-27 | Новосибирский государственный технический университет | Преобразователь переменного напряжения в постоянное с 24-кратной частотой пульсации |
| US20120256568A1 (en) * | 2009-07-02 | 2012-10-11 | Chong Uk Lee | Multi-port reconfigurable battery |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671539C1 (ru) * | 2017-10-18 | 2018-11-01 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС для мобильных устройств |
| RU2681347C1 (ru) * | 2017-12-26 | 2019-03-06 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с уменьшенным вдвое числом силовых ключей |
| RU2684485C1 (ru) * | 2018-01-31 | 2019-04-09 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с управляемой начальной фазой |
| RU2684486C1 (ru) * | 2018-03-26 | 2019-04-09 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с использованием блока диодов для сокращения в два раза числа силовых ключей |
| RU2682987C1 (ru) * | 2018-04-26 | 2019-03-25 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор кардиоимпульсов |
| RU2691945C1 (ru) * | 2018-10-04 | 2019-06-19 | Леонид Петрович Гаврилов | Устройство для беспроводной передачи периодических электромагнитных колебаний промышленной частоты посредством лазеров |
| RU2695589C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-07-24 | Леонид Петрович Гаврилов | Устройство для генерирования и беспроводной передачи многофазной системы напряжений посредством лазеров |
| RU2705420C1 (ru) * | 2019-03-18 | 2019-11-07 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор многофазной системы ЭДС с механической коммутацией |
| RU2707978C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2019-12-03 | Леонид Петрович Гаврилов | Устройство для генерирования и передачи периодических электромагнитных колебаний посредством оптоволоконной линии |
| RU2734725C1 (ru) * | 2020-06-01 | 2020-10-22 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор синусоидального напряжения с синтезатором импульсов разной полярности на основе ЯЭУ |
| RU2744947C1 (ru) * | 2020-06-01 | 2021-03-17 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор электромагнитных колебаний с использованием солнечных панелей |
| RU2753765C1 (ru) * | 2020-11-27 | 2021-08-23 | Леонид Петрович Гаврилов | Генератор переменного тока на основе циклотронного преобразователя энергии СВЧ-колебаний |
| RU2786519C1 (ru) * | 2022-01-12 | 2022-12-21 | Леонид Петрович Гаврилов | Циклотронный резонансный преобразователь СВЧ-колебаний с несколькими управляемыми выходами |
| RU2793200C1 (ru) * | 2022-03-10 | 2023-03-30 | Леонид Петрович Гаврилов | Четырехфазный импульсный генератор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2633662C1 (ru) | Генератор многофазной системы ЭДС | |
| CN103797702B (zh) | 多电平功率转换电路 | |
| RU2671539C1 (ru) | Генератор многофазной системы ЭДС для мобильных устройств | |
| Pattanaik et al. | Cascaded H-Bridge Seven Level Inverter using Carrier Phase Shifted PWM with Reduced DC sources | |
| RU2681347C1 (ru) | Генератор многофазной системы ЭДС с уменьшенным вдвое числом силовых ключей | |
| Jardan et al. | Novel solutions for high-speed self-excited induction generators | |
| Darbali-Zamora et al. | Single phase induction motor alternate start-up and speed control method for renewable energy applications | |
| RU2684486C1 (ru) | Генератор многофазной системы ЭДС с использованием блока диодов для сокращения в два раза числа силовых ключей | |
| RU2372706C1 (ru) | Устройство для подключения управляемого выпрямителя напряжения к источнику напряжения переменного тока | |
| Dutta | Some aspects on 3-phase bridge inverter (180 degree mode) | |
| RU2735021C1 (ru) | Генератор синусоидального напряжения на основе ядерной энергетической установки | |
| Deshmukh et al. | A novel family of three phase transistor clamped H-bridge multilevel inverter with improved energy efficiency | |
| Chellammal et al. | Performance analysis of multi carrier based pulse width modulated three phase cascaded H-bridge multilevel inverter | |
| Velu et al. | Realization of single phase to three phase matrix converter using SVPWM algorithm | |
| Harnefors et al. | Analysis of the dc-link stability for the stacked polyphase bridges converter | |
| RU2505918C2 (ru) | Высоковольтный частотно-регулируемый электропривод | |
| Mondal et al. | Study of a new single phase multilevel inverter based on switched capacitor units | |
| Rivera et al. | Indirect predictive control strategy with mitigation of input filter resonances for a direct matrix converter | |
| RU2521613C1 (ru) | Устройство для подключения управляемого выпрямителя напряжения к источнику напряжения переменного тока | |
| Phutane et al. | Performance of a 4-switch, 3-phase inverter fed induction motor (IM) drive system | |
| RU2761183C1 (ru) | Генератор с улучшенной формой выходного напряжения на основе ядерной энергетической установки | |
| Khajeh et al. | A novel low-cost microcontroller-based implementation of SVM algorithm for an indirect matrix converter | |
| Miliani et al. | Experimental control of matrix converter for active generator | |
| RU177678U1 (ru) | Автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки | |
| RU2503113C1 (ru) | Устройство заряда накопительного конденсатора |