RU2697191C2 - Трёхфазный инвертор - Google Patents
Трёхфазный инвертор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697191C2 RU2697191C2 RU2015151529A RU2015151529A RU2697191C2 RU 2697191 C2 RU2697191 C2 RU 2697191C2 RU 2015151529 A RU2015151529 A RU 2015151529A RU 2015151529 A RU2015151529 A RU 2015151529A RU 2697191 C2 RU2697191 C2 RU 2697191C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- phase
- pulse
- primary winding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения для преобразования постоянного тока в трехфазную симметричную систему напряжений переменного тока. Трехфазный инвертор содержит источник напряжения постоянного тока (15), однофазные автономные инверторы (10 и 11), трансформатор с вращающимся магнитным полем (1), содержащий первичные (2-5) и вторичные обмотки (6, 7, 8), входной фильтр (16), систему управления (17), состоящую из генератора пилообразного напряжения (18), фазосдвигающего устройства (20), трансформаторно-выпрямительного блока (21), первого (24) и второго (25) формирователей импульсов, первого (22) и второго (23) распределителей импульсов, согласно изобретению система управления содержит генератор высоких частот (19). Использование в схеме управления генератора высоких частот, формирующего сигнал широтно-импульсной модуляции на частоте 4-5 кГц, за счет чего уменьшение выделения тепла транзисторными ключами и увеличивается КПД на 3-5%. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных систем электроснабжения для преобразования постоянного тока в трехфазную симметричную систему напряжений переменного тока.
Известно техническое решение преобразователь напряжения постоянного тока в трехфазное переменное выполненный на базе трех мостовых однофазных транзисторных инверторах и трехфазного трансформатора (Моин B.C. стабилизированные трехфазные преобразователи. - М.: энергоатомиздат, 1986, с. 314). Недостатками преобразователя являются низкая надежность работы и высокий уровень электромагнитных помех из-за большого числа силовых полупроводниковых ключей, сложная система управления.
В качестве прототипа выбран «Трехфазный инвертор» патент РФ №2426216, Н02М 7/53 содержащий источник напряжения постоянного тока, однофазные автономные инверторы с транзисторными ключами, трансформатор с вращающимся магнитным полем с первичными и вторичными обмотками, входной фильтр, систему управления состоящую из генератора пилообразного напряжения, фазосдвигающего устройства, трансформаторно-выпрямительного блока, формирователей импульсов, распределителей импульсов.
Недостатком известного изобретения является то, что транзисторными ключами выделяется большое количество тепла при работе на низких частотах, что увеличивает массу инвертора, т.к. необходимо дополнительное охлаждение, и уменьшает КПД из-за увеличения тепловых потерь.
Техническим результатом является увеличение КПД.
Технический результат достигается тем, что трехфазный инвертор содержащий источник напряжения постоянного тока, однофазные автономные инверторы, трансформатор с вращающимся магнитным полем содержащий первичные и вторичные обмотки, входной фильтр, причем к положительной клемме источника напряжения постоянного тока подключены: через эмиттер-коллекторный переход первого транзисторного ключа начало первой первичной обмотки, через эмиттер-коллекторный переход второго транзисторного ключа конец второй первичной обмотки, через эмиттер-коллекторный переход третьего транзисторного ключа начало третьей первичной обмотки, через эмиттер-коллекторный переход четвертого транзисторного ключа конец четвертой первичной обмотки; к отрицательной клемме источника напряжения постоянного тока подключены: конец первой первичной обмотки, начало второй первичной обмотки, конец третьей первичной обмотки, начало четвертой первичной обмотки; так же к положительной и отрицательной клеммам источника напряжения постоянного тока подключен входной фильтр, начала выходных обмоток объединены, а концы образуют силовой выход трехфазного инвертора А, В, С, а так же, трехфазный инвертор содержит систему управления состоящую из генератора пилообразного напряжения, фазосдвигающего устройства, трансформаторно-выпрямительного блока, первого и второго формирователей импульсов, первого и второго распределителей импульсов согласно формуле изобретения, система управления содержит генератор высоких частот, а первый выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу первого формирователя импульсов, второй выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу фазосдвигающего устройства, второй вход которого объединен с входом трансформаторно-выпрямительного блока и подключены к выходу трехфазного инвертора А, В, С, выход фазосдвигающего устройства подключен к первому входу второго формирователя импульсов, ко второму входу первого формирователя импульсов подключен первый выход трансформаторно-выпрямительного блока, второй выход которого подключен ко второму входу второго формирователя импульсов, к третьему входу первого формирователя импульсов подключен первый выход генератора высоких частот, второй выход которого подключен к третьему входу второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов через первый распределитель импульсов подключен к управляющим электродам первого и второго транзисторных ключей первого автономного инвертора, выход второго формирователя импульсов через второй распределитель импульсов подключен к управляющим электродам первого и второго транзисторных ключей второго автономного инвертора.
Новизна технического решения заключается в том, что использование генератора высоких частот в составе системы управления, что позволяет снизить количество выделяемого тепла транзисторами.
По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - приведена функциональная электрическая схема трехфазного инвертора; на фиг. 2 - диаграмма напряжений поясняющая принцип работы трехфазного инвертора; на фиг. 3 - развернутая схема обмоток трансформатора с вращающимся магнитным полем.
Трехфазный инвертор состоит из: трансформатора с вращающимся магнитным полем 1 содержащим первичные обмотки 2, 3 и 4, 5, а так же вторичные обмотки 6, 7, 8, однофазные автономные инверторы 9 и 10 содержат транзисторные ключи 11, 12 и 13, 14 соответственно, источник напряжения постоянного тока 15, причем к положительной клемме источника напряжения постоянного тока 15 подключены: через эмиттер-коллекторный переход транзисторного ключа 11 начало первичной обмотки 2, через эмиттер-коллекторный переход транзисторного ключа 12 конец первичной обмотки 3, через эмиттер-коллекторный переход транзисторного ключа 13 начало первичной обмотки 4, через эмиттер-коллекторный переход транзисторного ключа 14 конец первичной обмотки 5; к отрицательной клемме источника напряжения постоянного тока 15 подключены: конец первичной обмотки 2, начало первичной обмотки 3, конец первичной обмотки 4, начало первичной обмотки 5; так же к положительной и отрицательной клеммам источника напряжения постоянного тока 15 подключен входной фильтр 16, начала выходных обмоток 6, 7, 8 объединены, а концы образуют силовой выход трехфазного инвертора А, В, С, система управления 17 состоит из генератора пилообразного напряжения 18, генератора высоких частот 19, фазосдвигающего устройства 20, трансформаторно-выпрямительного блока 21, формирователей импульсов 22 и 23, распределителей импульсов 24 и 25, причем первый выход генератора пилообразного напряжения 18 подключен к первому входу формирователя импульсов 22, второй выход генератора пилообразного напряжения 18 подключен к первому входу фазосдвигающего устройства 20, второй вход которого объединен с входом трансформаторно-выпрямительного блока 21 и подключены к выходу трехфазного инвертора А, В, С, выход фазосдвигающего устройства 20 подключен к первому входу формирователя импульсов 23, ко второму входу формирователя импульсов 22 подключен первый выход трансформаторно-выпрямительного блока 21, второй выход которого подключен ко второму входу формирователя импульсов 23, к третьему входу формирователя импульсов 22 подключен первый выход генератора высоких частот 19, второй выход которого подключен к третьему входу формирователя импульсов 23, выход формирователя импульсов 22 через распределитель импульсов 24 подключен к управляющим электродам транзисторных ключей 11 и 12, выход формирователя импульсов 23 через распределитель импульсов 25 подключен к управляющим электродам транзисторных ключей 13 и 14.
Трехфазный инвертор работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения 18 формирует ведущий сигнал uГПН, а трансформаторно-выпрямительный блок 21 формирует опорный сигнал uTBБ (фиг. 2а), фазосдвигающее устройство 20 обеспечивает смещение начальной фазы ведущего сигнала для формирователя импульсов 23, ведущий и опорный сигналы совместно с сигналом широтно-импульсной модуляции генератора высоких частот 19 поступают на входы формирователей импульсов 22 и 23 на выходе которых формируются управляющие сигналы транзисторных ключей 11-15 (фиг. 2в, г, ж, з), при попеременной работе транзисторных ключей 11, 12 и 13, 14 создается пульсирующее магнитное поле в первичных обмотках 2, 3, 4, 5 соответственно. Благодаря конструкции обмоток (фиг. 3) в магнитопроводе трансформатора с вращающимся магнитным полем 1 формируется вращающееся магнитное поле (фиг. 2к) которое пересекая вторичные обмотки 6, 7, 8 наводит ЭДС и тем самым на выходе трехфазного инвертора формируется трехфазная симметричная система напряжений. При понижении уровня выходного напряжения величина опорного сигнала uТВБ пропорционально уменьшается, тем самым увеличивая время открытого состояния транзисторных ключей 11-14, что приводит к увеличению величины магнитного потока первичных обмоток (фиг.2н, п) и, как следствие, увеличивается величина выходного напряжения. При отклонении межфазного угла от 120° фазосдвигающее устройство 20 корректирует угол начальной фазы, таким образом восстанавливая круговую форму вращающегося поля.
Claims (1)
- Трехфазный инвертор, содержащий источник напряжения постоянного тока, однофазные автономные инверторы, трансформатор с вращающимся магнитным полем, содержащий первичные и вторичные обмотки, входной фильтр, причем к положительной клемме источника напряжения постоянного тока подключены: через эмиттер-коллекторный переход первого транзисторного ключа начало первой первичной обмотки, через эмиттер-коллекторный переход второго транзисторного ключа конец второй первичной обмотки, через эмиттер-коллекторный переход третьего транзисторного ключа начало третьей первичной обмотки, через эмиттер-коллекторный переход четвертого транзисторного ключа конец четвертой первичной обмотки; к отрицательной клемме источника напряжения постоянного тока подключены: конец первой первичной обмотки, начало второй первичной обмотки, конец третьей первичной обмотки, начало четвертой первичной обмотки; также к положительной и отрицательной клеммам источника напряжения постоянного тока подключен входной фильтр, начала выходных обмоток объединены, а концы образуют силовой выход трехфазного инвертора А, В, С, а также трехфазный инвертор содержит систему управления, состоящую из генератора пилообразного напряжения, фазосдвигающего устройства, трансформаторно-выпрямительного блока, первого и второго формирователей импульсов, первого и второго распределителей импульсов, отличающийся тем, что система управления содержит генератор высоких частот, а первый выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу первого формирователя импульсов, второй выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу фазосдвигающего устройства, второй вход которого объединен с входом трансформаторно-выпрямительного блока и подключены к выходу трехфазного инвертора А, В, С, выход фазосдвигающего устройства подключен к первому входу второго формирователя импульсов, ко второму входу первого формирователя импульсов подключен первый выход трансформаторно-выпрямительного блока, второй выход которого подключен ко второму входу второго формирователя импульсов, к третьему входу первого формирователя импульсов подключен первый выход генератора высоких частот, второй выход которого подключен к третьему входу второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов через первый распределитель импульсов подключен к управляющим электродам первого и второго транзисторных ключей первого автономного инвертора, выход второго формирователя импульсов через второй распределитель импульсов подключен к управляющим электродам первого и второго транзисторных ключей второго автономного инвертора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151529A RU2697191C2 (ru) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Трёхфазный инвертор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151529A RU2697191C2 (ru) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Трёхфазный инвертор |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015151529A RU2015151529A (ru) | 2017-06-06 |
| RU2015151529A3 RU2015151529A3 (ru) | 2019-06-14 |
| RU2697191C2 true RU2697191C2 (ru) | 2019-08-13 |
Family
ID=59031564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015151529A RU2697191C2 (ru) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Трёхфазный инвертор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2697191C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2271478A (en) * | 1992-10-12 | 1994-04-13 | Central Research Lab Ltd | Converter circuit arrangement |
| RU2274942C1 (ru) * | 2004-09-15 | 2006-04-20 | Кубанский государственный аграрный университет | Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное |
| RU2426216C1 (ru) * | 2010-02-16 | 2011-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Трехфазный инвертор |
| RU2521605C1 (ru) * | 2013-06-19 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Трехфазный инвертор с переменной структурой |
-
2015
- 2015-12-01 RU RU2015151529A patent/RU2697191C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2271478A (en) * | 1992-10-12 | 1994-04-13 | Central Research Lab Ltd | Converter circuit arrangement |
| RU2274942C1 (ru) * | 2004-09-15 | 2006-04-20 | Кубанский государственный аграрный университет | Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное |
| RU2426216C1 (ru) * | 2010-02-16 | 2011-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Трехфазный инвертор |
| RU2521605C1 (ru) * | 2013-06-19 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Трехфазный инвертор с переменной структурой |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015151529A (ru) | 2017-06-06 |
| RU2015151529A3 (ru) | 2019-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6466392B2 (ja) | ハイブリッドコンバータシステム | |
| US20160276964A1 (en) | Power conversion device and power conversion method | |
| US9979321B2 (en) | N-sine wave inverter | |
| US9214876B2 (en) | Method of shoot-through generation for modified sine wave Z-source, quasi-Z-source and trans-Z-source inverters | |
| US10312825B2 (en) | Five-level half bridge inverter topology with high voltage utilization ratio | |
| JP2012055155A (ja) | インバータ回路、電力変換回路、及び電気推進車両 | |
| JP4913395B2 (ja) | 変換器 | |
| CN106464147B (zh) | 频率转换器 | |
| RU2426216C1 (ru) | Трехфазный инвертор | |
| JPWO2018198893A1 (ja) | 電力変換システム | |
| RU2349019C1 (ru) | Трехфазный преобразователь частоты с естественной коммутацией | |
| RU2697191C2 (ru) | Трёхфазный инвертор | |
| US4320449A (en) | Control circuit | |
| Perera et al. | A preprocessed PWM scheme for three-limb core coupled inductor inverters | |
| KR102269005B1 (ko) | 발전기 시스템 | |
| RU2489792C1 (ru) | Трехфазный инвертор | |
| RU2719549C1 (ru) | Двухфазно-шестифазный трансформатор с вращающимся магнитным полем | |
| RU2412459C1 (ru) | Устройство для обеспечения параллельной работы инверторов | |
| Bhambare et al. | Single phase to three phase MOSFET based inverter | |
| RU2420855C1 (ru) | Преобразователь напряжения постоянного тока на реверсивном выпрямителе | |
| RU2421871C1 (ru) | Автономный инвертор с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения | |
| SU997208A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в переменное синусоидальное напр жение | |
| RU2402867C1 (ru) | Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное с векторной широтно-импульсной модуляцией | |
| Ramesh et al. | TWO PARALLEL SINGLE PHASE RECTIFIERS BY USING SINGLE PHASE TO THREE PHASE INDUCTION MOTOR | |
| RU2658312C1 (ru) | Способ построения системы управления трехфазным мостовым выпрямителем и трехфазным регулятором переменного напряжения и устройство для его реализации |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190815 |