SU1024942A1 - Многофазный функциональный преобразователь - Google Patents

Abstract

, МНОГОФАЗНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫ ПРЕОБРАЗСБАТЕЛЬ, содержаиий трансформатор , средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному из полюсов источника питани , а ее крайние выводы через зашунти1 6 7 рТ Твчтггч I ( у г/ ПРТР j wvj jpifjijrWj 7 (V 4/ 3|. i i 1 11 1 ХАДич 11 1 I i 1 11 I sрованные диодами силовые ключевые тра нзисторы подключены к его общей шине, силовые ключи, подсоединенные информационныкй входами к нагрузкгм фаз и вторичнкм обмоткам трансформатора , и блок управлени , выходы которого подключены к соответствуюьцм управл ющим входам силовых ключей и базам силовых ключевых транзисторов, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател , в нем нагрузки каждой из фаз включены между средними выводами двух пар вторичных обмоток трансформатора, средние , промежуточные и крайные выводы каждой пары вторичных о й4оток под- / ключены через силовые ключи к общей щ шине источника питани .

Description

- Фий. Изобретение относитс  к формиров нию (синтезу) электрических сигналов , описываемых тригонометрической например, синусоидальной, многоступенчатой функцией, и может найти пр менение в автоматике, вычислительно и преобразовательной технике. Известны многофазные преобразова тели, выполненные на кольцевых авто генераторах (инверторах) или тригге pax, при этом угол сдвига между фазами .зависит от количества (К) инве 21С торов ГГ-, а количество ступенек л четверти периода синтезируемой сину соиды равно К Ci3« ; Недостатком таких инверторов  вл етс  мйогоэлементность, особенно ос ро про вл к ца с  при необходимости получени  многоступенчатой синусоид с целью обеспечени  малых нелинейных искажений, а также то, что все тран форматоры, используемые в инвертора работают на низкой выходной частоте что приводит к увеличению их массогабаритньос показателей. Необходимос использо)вани  К-схем управлени  инверторг1ми снижает надежность таких устройств в целом, Наиболее близким техническим решеннем к предлагаемому  вл етс  ста тический многофазный функциональный .преобразователь, содержащий ннвертор , котводам вторичной обмотки которого подключены силовые ключи, управл ющие входы которьк подключены к соответствующим выходам блока управлени  Сз. Недостатком такого преобразовател   вл етс  необходимость в большом количестве ключей переменного тока дл  формировани  многоступенчатой волны выходного напр жени , при этом на формирование каждой ступеньки необходимо по -два ключа переменного тока и два отвода от вторичной обмотки трансформатора инвертора. Прч необходимости получени  малых значений коэффициента гармоник Kj количество ступенек п в четвертом периоде выходного сигнала резко возрастает , например при , что приводит к необходимости использовани  количества ключей С переменного тока , что усложн ет преобразователь ц целом, который, в свою очередь, усложн ет блок управлени . Этот недостаток еще более остро про вл етс  при построении многофазного функционального преобразовател . Цель изобретени .- упрощение мно:гофазного функционального преобразовател  за счет уменьшенн  количества используемьах ключей переменного тока н упрощени  трансформатора и блока управлени , . Поставленна  цель достигаетс  тем, что   многофазном функциональном преобразователе, содержащем трацсформатор (ний вывод первичной обмотки «соторого подсоединен к одноку из Полюсов источника питани , а ее крайние выводы через вашунтированные диодами силовые ключевью транзисторы подключены кего общей шине, силовые ключи, подсоединенные информациоиньми входами к нагрузкам фаз и вторичным обмоткам трансформатора , и блок управлени , выходы коTopord подключены к соответствующим управл ющим входам Силовых ключей и базам силовых ключевых транзисторов, нагрузки каждой из фаз включены между средними выводами двух пар вторичных обмоток трансформатора, средние , промежуточные и крайные выводы каждой пары вторничных обмоток подключены через силовые ключи к общей шине источника питани . На фиг.1 представлена схема предлагаемого функционального преобразовател ; на фиг.2 - схемы двух типов ключей переменного тока (2а - с выпр мительнЕл мостом и транзистором в диагонали; - со-встречно включенными транзисторами). Многофазный функциональный преобразователь (фиг.1) содержит силовые транзисторы 1 инвертора, диоды 2 дл  пропуска обратного тока нагрузки, первичную обмотку 3 трансформатора, блок 4 управлени . Кажда  фаза собрана из двух групп вторичных обмоток, перва  (sin) из обмоток 5 и 6;.втора  (cos) с углом сдвига 90 - из обмоток 7 и 8. Кажда  группа обмоток ,имеет-нулевые ключи ll и 12о переменного тока дл  образовани  нул  выбранной системы счислени  и силовые ключи 10 -lOf} lO -lOg; ; ll -ne; 12 -12е; I2y(-l2g дл  формировани  числовой последовательности системы счислени . Кажда  обмотка разбита на четное количество равных участков. Обмотка и св занные с ней ключи (0-t,g) образуют один разр д системы счислени , таким образом кажда  фаза формируетс  двухразр дной схемой. Нагрузки 13 н 14 фаз включены между нулевыми ключами соответствующих групп, подключенных к середине обмоток 5, 6 и 7, 8. . . Блок управлени  состоит из заакш его генератора 15 (обычно .кварцевого ) , делител  16 частоты и программируемого блока 17 пам ти. Позицией 18 обозначен источник питани , 19 - диоды ключей, 20 - транзисторы . В многофазном функциональном реобразователе использована многозначна  нечетна  симметрична  относительио нул  система счислени  в алгоритме управлени  преобразователем дл  синтезировани  необходимого текуще -о уровн  квантовани  формируемого синусоидального сигнала. При этом использованы две группы обмоток и ключей, отличающихс  между собой по уровню в(одиого напр жени  в р раз, где р - основание выбранной системы счислени  (р 3,5,7.. .2п--1) .

Рассмотрим способ представлени  целых натуральных чисел с помо1фыо нечетного симметричного относительно нул  кода.

Любое целое положительное или отрицательное число N можно представить с помощью многофазного нечетного симметричного кода следующим образом:

,t-.ta,t...teK2e i)4jo,ti,,±...tej(2f

-nr- to,±,t2,4.;.itlueM)-...+lo,4,± 4,4...е|(ге+-)

где С - максимальное число системы счислени ; р 2 К+1 - основание системы счислени ; - максимальный разр д системы; выражение л 0,11, ±2+ t... t6) означает, что выбираетс  одно из чисел в каждом разр де, положительное или отрицательное дл  представлени  какого-либо конкрет .ного числа.

Пусть, например, необходимо представить число N 273 в семиричной системе счислени , т.е. следовательно, .

,±, «1, ±ъ 1410, . 12, гпЧ. .-i-io. i|,ta, .

отсюда

..7, коАЧ,-,-5ро./

ал-агл-г- Ч У -э 9

Дл  дев тиричной системы счислени  имеем; i „

273 43 9N-3 9 +3 9. В преобразователе числу 6 соответствует максимальный номер ключа в ка (лой группе, состо щей из обмотки и рслючей.

Таким образом, при использовании семиричного кода дл  построени  преобразовател  максимальный номер

ключа: f 3, а общее количество ключей в каждой обмотке 2Рч-1 :7. Коэффициент траисфо1М4ации между обмотками двух групп 7.

Работу преобразовател  (фигл) рассмотрим на примере формировани  синусоидального сигнала с использованием п тиричной системы счислеии . П тирична  система предполагает испЬльзование по п ть ключей в

О каждой группе (2) :. учитываем, что ключи, расположенные левее, относительно нулевого ключа, формируют сигнал положительной пол рности, правее отрицательной пол рности. Пусть,

5 например, группы с обмоткой 5,7  вл ютс  младшими разр дами, а 6,6 стащшши разр дами в каждой фазе. ,Это означает, что каждое звено в обмотках б и 8 содержит в п ть раз

0 витков больше, чем соответствующие

звень  в обмотках 5 и 7. Максимальнее количество (S) дискретных уровней, которое может быть сфорлиировано т-разр дной р-ричной системой

5 счислени  определ етс  следующим образом;

i t) Ч

:

Дл  нашего случа  , ,

0 m 2; тогда S 12.

В таблице приведено сочетание включени  ключей каждой из групп одной фазы дл  формировани  всей совокупности дискретных уровней,

е каждый из которых состоит из двух полупериодов (циклов) основной частоты работы инвертора (происходит конвертирование циклов).

в зависимости от кода включеии  ключей напр жени  с обмотки младше0 го разр да складываютс  или вычита . ютс  с напр жением старвиего разр да . Чтобы использовать всю совокупность дискрет дл  формировани  синусоиды, необходимо верхние ступеньки делать большей длительности, чем нижние, т.е. с большим количеством полупериодов в ступеньке, при этом код включени  ключей дл  четных и нечетных полупериодов соответствует приведенному в таблице коду.

1 2

3

1%

10о

io;

10

1024942 1

Продолжение таблицы

Claims (1)

1. , МНОГОФАЗНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к од

   Г рованные диодами силовые ключевые транзисторы подключены к его общей шине, силовые ключи, подсоединенные информационными входами к нагрузкам фаз и вторичным обмоткам*трансформатора, и блок управления, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам силовых ключей и базам силовых ключевых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, ' в нем нагрузки каждой из фаз включены между средними выводами двух пар вторичных обмоток трансформатора, средние, промежуточные и крайние выводы каждой пары вторичных обмоток подФи&1