SU1141536A1 - Преобразователь частоты с квазиоднополосной модул цией - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С КВАЗИОДНОПОЛОСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий га-фазный генератор сигналов модулирунщей частоты, выходы которого соединены с управл нмцими входами га соответствующих модул торов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем ситовые входы модул торов подключены к соответствующим фазам т-фазногЬ генератора напр жений несущей частоты , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  энергетических показателей, выходы модул торов соединены параллельноv причем m одноименных выходных выводов модул торов объединены между собой через обмотки введенного т-фазного реактора , выполненного на общем:магнитопроводе . :д М Эд

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть ис пользовано , например, в автономных системах электроснабжени  дл  преоб разовани  многбфазного напр жени  одной (стабильной или измен ющейс ) частоты в однофазное регулируемое или стабилизированное по величине напр жение другой (регулируемой или стабилизированной) частоты, осо бенно в jex случа х, когда требуетс повьппенное качество выходного напр  жени  при ограничени х на массогабаритные показатели системы. Известны преобразователи частоты с квазиоднополосной модул цией, содержащие га модул торов, силовые входы которых подключены к фазам т-фазного генератора одной несущей частоты, а управл н цие входы подсоединены к соответствующимфазам т-фазного генератора модулирующей частоты непосредственно и через фазосдвигающие устройства. Выходы модул торов соединены между собой последовательно через разв зывающие трансформаторы или непосредственно Cl J. Наиболее близким по технической сущности к Предлагаемому  вл етс  преобразователь, содержащий т-фазный генератор сигналов модулирующей частоты, выходы которого соединены с управл ющими входами m соответствующих модул торов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем силовые входы модул торов подключены к соответствующим фазам т-фазного генератора напр жений, несущей частоты, а выходы модул торов соединены последовательно 2. Известные преобразователи имеют недостаточно высокий КПД, особенно при сильноточном выходе. Цель изобретени  - улучшение энергетических показателей преобразовател  частоты. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе частоты с квазиоднополосной модул цией, содержащем т-фазный генератор сигналов модулирующей частоты, выходы которого соединены с управл ю щими входами m соответствующих модул торов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем силовые входы модул торов подключи ны к соответствующим фазам т-фазного генератора напр жений несущей частоты, выходы модул торов соединены параллельно, причем m одноименных выходных вьтодов модул торов объединены между собой через обмотки введенного т-фазного реактора , выполненного на общем магнитопроводе . На фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател  частоты с трехфазным входом и однофазным выходом на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие формирование выходного напр жени ; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие работу выходного высокочастотного суммирующего автотрансформатора; на фиг. 4 - принципиальна  схема силовой части преобразовател . Рассмотрим один из вариантов преобразовател  дл  случа , когда m - 3. Преобразователь содержит трехфазный генератор 1 сигналов, модулир5пощей частоты f , собранный, например, по схеме пересчетного кольца с задающим генератором, фазосдвигающие устройства 2-4, мод л торы 5-7, выполненные, например, по схеме однофазного мостувого инвертора на полностью управл емых ключах с двухсторонней проводимостью, например в виде двухполупериодных однофазных мостов с транзисторами по диагонали посто нного тока, и выходной ш-фазный реактор 8 дл  практической реализации параллельного . соединени  выходов модул торов, выполн ющий одновременно и функцию выходного фильтра. На выходах генератора 1 получают пр моугольные двухпол рные импульсы частоты f2, имеющие взаимный фазовьй сдвиг 21Г/3. Сигналы с выходов А, В и С генератора 1  вл ютс  управл ющими дл  модул торов 5 7 и поступают на их основньш управл ннциё входы и дополнительные через фазосдвигающие устройства 2-4, реализующие фазовый сдвиг на регулируемый угол oi . Управл ющие воздейст ВИЯ на модул торы, таким образом, имеют вид пр моугольных двухпол рных импульсов с паузой регулируемой длительности 4ii вида О и (фиг. 2), частоты fj с взаимным фазовым сдвигом 23Г/3 и формируютс  как суммы сигналов без пауз, поступающих с выходов А, В и С генератора 1 непосредственно и через фазосдвигающие устройства 2-4. На силовые входы модул торов 5-7 поступают фазные напр жени  (9-11) синусоидальной формы частоты f основной трехфазной системы вида 2 ,9 и е (фиг. 2) ,  вл ющиес  входным напр жением преобразовател . На выходе модул торов 5-7 получают напр жени  12 - 14 (фиг.2г ( J и е и фиг. За,б и Ь) с амплитудноимпульсной модул цией и с частотой первой гармоники. з (f, - f, причем синфазные по первой гармонике . Выходные напр жени  модул торов представл ют собой фактически результат перемножени  соответствующих фазных напр жений частоты f. (напр жени  9-11) с соответствующими фазными сигналами частоты f (фиг, 2а, S и 6 ) согласно блок-схеме на фиг. 1. Первые гармоники высокочастотных заполнений напр жений 12 14 с частотой f f образуют трех фазную систему (трехфазные системы образуют и другие высокочастотные гармоники, кратные первой высокочастотной , кроме гармоник, кратных трем). Напр жени  с выходов модул торов 5-7 подают на соответствующие обмотки трехфазного реактора 8 (через нагрузку преобразовател ) . По перво гармонике напр жений 12-14 реакто 8 работает в режиме короткого замы ,кани  (его обмотки оказываютс  вклю . чанными фактически параллельно,что эквивалентно короткому замыканию трехфазного трансформатора), и перва  гармоника без искажений попадае на выход преобразовател  (вместе с другими синфазными гармониками). По отношению к первым гарм(эникам высокочастотных заполнений обмотки реактора включены по обычной схеме звезда и реактор, задержива  на себе все высокочастотные гармоники, образующие трехфазные системы, не пропускает их на выход преобразовател  . На выходе преобразовател  формируетс  напр жение вида Ж (фиг.2 и с уменьшенным коэффициентом гармоник , идентичное по форме суммарному выходному напр жению модул торов 5 - 7 и отличающеес  от последисто лишь уменьшенной в 3 раза амплитудой (при суммировании синфазные гармоники будут иметь -утроенную амплитуду, а гармоники, образующие трехфазные системы, - нулевую). - К обмоткам реактора 8 оказываютс  приложенными напр жени  соответственно вида 2- , и е (фиг. 3) с частотой первой гармоники F f, + f, . Силова  часть рассматриваемого варианта преобразовател  частоты включает модул торы 5 - 7 и выходной высокочастотный реактор 8. Модул торы 5-7 выполнены по схеме однофазного мостового инвертора на ключах 15 - 26 с двухсторонней проводимостью (фиг. 4). содержащих диодные мосты.с транзисторами в диагонал х посто нного тока. Б)Ixoдныe обмотки источника основной трехфазной, системы синусоидальных напр жений частоты f подключены к диагонал м модул торов 5 -. 7. При этом на базы транзисторов ключей каждой стойки модул торов 5 -. 7 подают управл ющие сигналы частоты f пр моугольной формы без пауз с относительн| 1м сдвигом оС между стойками каждого модул тора и фазами, соответствующими фазам синусоидальных напр жений частоты f;, . Тем самым реализуют модулирующее вoздeйcтв e сформированной таким образом вспомо-fгательной трехфазной системы напр жений (фиг. 2о,, S и Ь). Вьшоды с диагоналей модул торов с напр жени ми 12 - 14 фиг. 2 (фиг.30,б иЬ)  вл ютс  выходными и подключены одними вьшодами к выходу преобразовател , а другими к обмоткам реактора 8, соединенным в звезду (фиг.4). Реактор 8 задерживает на себе напр жени  формы 2. , и е н фиг. 3 (на обмотке А задерживает напр жение формы i, на обмотке В - формы Q и на обмотке Сформы е) и пропускает на выход преобразовател  квазисинусоидальное напр жёние формы ж, (фиг. 2 и 3) с уменьшенным коэффициентом гармоник. Дл . формировании т-фазной системь; выходных квазисинусоидальных напр жений необходимо амплитудно-импульсную модул цию каждого из фазных напр жений синусоидальной формы осу51 ществл ть каждым из фазных напр жений пр моугольной формы и промодулированные таким образом импульсы каждой из полученных т-фаз (по первой гармонике) суммировать по току с по мощью реактора. Преобразователь с т-фазиым выходом в соответствии с этим будет содержать m силовых каналов (фиг. 4). При введении параллельного соеди нени  выходов модул торов с помощью 1415 -5 -О 66 т-фазного реактора-улучшаютс  энергетические показатели предлагаемого преобразовател  по сравнению с известным за счет существенного уменьшени  (в 3 раза) потерь в ключах модул торов. Масса и габариты выходного высокочастотного реактора практически не завис т от значени  выходной частоты, котора  может изме н тьс  от нулевых значений до задан

Of

Т

l 1 .

X

12

Т

JL

2Г

Ж

иг,2

/п

а

г

5

л

Ж

.J

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С КВАЗИ0ДН0П0Л0СН0Й “МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий m-фазный генератор сигналов модулирующей частоты, выходы которого соединены с управляющими входами ш соответствующих модуляторов непосредственно и через фазосдвигающие устройства, причем сиговые входы модуляторов подключены к соответствующим фазам т-фазного генератора напряжений несущей частоты, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, выходы модуляторов соединены параллельно;- причем m одноименных выходных выводов модуляторов объединены между собой через обмотки введенного m-фазного реактора, выполненного на общем: магнитопроводе .