SU1610563A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах автономного энергоснабжени . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет повышени  стабильности параметров выходного напр жени  при изменении его частоты в широком диапазоне. Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 питани , задающего генератора 2, блока 3 сдвига фазы напр жени , блока 4 суммировани  и усилительного блока 5. Введение блока 4 и указанное соединение блоков обеспечивают последовательное преобразование питающего напр жени  в симметричное трехфазное с посто нными значени ми амплитуды и угла сдвига между фазными напр жени ми в широком диапазоне изменени  его частоты. 2 ил.

Description

Фиг.1

Нзобрететаде относитс  к электротехнике , в частности к устройствам преобразовани  одиофазног о нахтр же ш  Ш1И напр жени  посто нного тока в трехфазное, н может использоватьс  в системах автономного энергоснабжени , где по вл етс  необходимость обеспечени  питанием трехфазных потребителей от однофазного источника или источника посто нного тока с ре- гул фованием частоты выходного напр жени  о

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей повышени  стабильности парамет- pcJB выходного напр жени -, при измене- HJte его частоты в широком диапазоне

На фиг о 1 приведена блок-схема П1|еобразоватёл  напр жени ; на ФИГ о 2 а, б - векторные диаграммь, по-  йн ющие npHHiUin получени  симммет- ручного трехфазного напр жени с

Преобразователь напр жени  состоит ИЗ блока 1 питани , подключенного к входу задающего генератора 2, блока 3 сдвига фазы напр жени , соединенного с входа ш блока 4 суммировани  „Б.ГЕО- ки 3 и 4 включены между задающий генератором 2 и усилительным блоком 5 (1|силителем мощности) Блок 3 сдвига фазы напр жени  состоит из двух симметричных каналов, каждый из которых содержит по четьфе фaзocдвигaюu иx ajJEeMeHTa 6 - 9 и 10 - 13 соответст- Первые фазосдвигаюсще элементы 6 :и 10 св заны с задающим генератором 2 ;через повторитель 14, согласующий вз|:одной сигнал блока 3 и выходной citrHaji генератора 2 о Фазосдвигающие элементы 6-13 реализованы на базе операционных усилителе;й (ОУ), на входе которых сто т настраиваемые RC-це- пйо Блок 4 сз ммировани  состоит из двух суммирующих элементов 15 и 16, также реализованных: на базе ОУо

Преобразователь работает следующим образом

Преобразуемое (входное) напр жение поступает в зависимости от рода тока Ш1 один из входов блока 1 питани с Если преобразуемое напр жение однофазное , то в блоке 1 оно сначала выпр мл етс , сглаживаетс  и стабилизируетс , а затем поступает на вход задающего генератора 2 Если входное напр - жет1е посто нное, то оно стабилизир}г- етс  и также поступает па вход генератора 2 о Блок 1 обеспеч:ивает питание

20

стабипизированным нaпp жeIП eм электронной части устройства (блоки 3 и 4), а также усшв1тельного блока 5 (св зи

с упом нутыми блоками на фиг о 1 не

показаны)о Таким образом, питание осуществл етс  от сети, напр жение которой требуетс  преобразовать.

Задающий генератор 2, выполненный

Q на базе двухтактной транзисторно-трансформаторной схемы, обеспечивает формирование синусоидального сигнала с минимально возможными искажени ми синусоидальности кривой, который постуj 5 пает на вход блока 3, В генераторе 2 предусмотрен регулирующий элемент (потенциометр ) , позвол ющий измен ть частоту синусоидального сигнала без изменени  его амплитуды в широком диапазоне (от 20 Гц до 20 кГц)„

Блок 3 сдвига фазы напр жени  обеспечивает получение двух синусо щаль- ных напр жений и сдвиг их фазы на 90 одно относительно другого о В диапазо25 не частот от 20 Гц до 20 кГц фазо- сдвигающие элементы 6 - 9 и 10 - 13 (двух каналов блока 3 соответственно) обеспечивают посто нство сдвига выходных напр жений во всем диапазоне возможного изменени  частоты входного напр жени  блока 3, предварительно прошедшего через повторитель 14 Достигаетс  это за счет соответствующей настройки RC-цепей каждого из фазосдвигаю- пщх элементов 6 - 13 на свою частоту, при которой в указанном диапазоне изменени  частоты фазовый сдвиг дл  каждого элемента остаетс  посто нным Точность сдвига выходных напр жений .

40 блока 3 во всем диапазоне изменени  частоты при тщательной настройке и выборе стабильных емкостей (С) и точных сопротивлений (R) элементов остаетс  не хуже 2 „ Компенсаци  сдвига

45 выходных напр жений в пределах указанной точности (90-2) при получении симметричного трехфазного напр жени  достигаетс  в блоке 4 о

С выхода блока 3 напр жени  ид и

ср, U.f поступают на вход блока 4 сдвинутыми на 90° одно относительно другого „ Причем их амплитудные значени  равны ( UmA V

Рассмотрим полз чение трехфазного

55 симметричного напр жени  в блоке 4 суммировани о

Пусть Up и j sin tot, тогда

30

35

и

и sin (со t - 90) -U cosCO t

и

и sin (со t - 90) -U cosCO t

(на фиг о 2а - вектор А отстает от вектора А на 90 )„

Блок 4, как указано выше, состоит из двух суммирующих элементов 15 и 16. Весовые коэффициенты (Кд, коэффициенты передачи) подобраны так (Кд -0,5; Кд ,87), что на его инвертирующем входе происходит геометрическое сложение двух упом нутых напр жений, позвол ющих получить напр жение Ug (вектор С, сдвинутый относительно вектора А на 120°, - фиго 2а)

6105636

обеспечивающие стгметрию напр жений и компенсацию неточности сдвига напр жений и и ид о

Далее полученное выходное напр жение поступает на вход усилительного блока 5, который может быть реализован различными техническими средствами и элементами, обеспечивающими (О передачу синусоидальных напр жений без искажений на выход блока 5

Таким образом, обеспечиваетс  последовательное преобразование питающего напр жени  в симметричное трехфаз

UP КдЦд + Кд.ид1 -0,5U sinfjt + 15 ое напр жение. Причем такие параметры выходного напр жени , как а П1ЛИ- - тудпое значение, угол сдвига между фазными напр жени ми остаютс  неизменными при изменении регулировании 20 частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 кГцо

+0,87l cosCO (0,87cosCO t-0,5sinQt) Uj(cosWt sin 120°+sinCOt cos 120°) U sin (CO t + 120°)

Аналогично получают напр жение Ug вектор В на фиг„ 26), только в данном случае весовые коэффициенты суммирующего элемента 16 выбраны равными минус единице:

-UA-U -U sinCOt А C

т

-и sin((0t 4- 120 )-и ( +

гоffl

+sinCOt cos 120 cosCOt) Uj(sin4)t cos 120°-cosat sin 120 ) (COt - 120°)

Таким образом, на выходе блока 4 получена симметрична  система напр жений и , UB, U( о

.Дл  получени  требуеЬ1Ых (необходимых ) коэффициентов передачи суммирующих элементов 15 и 16 блока 4 используютс  их подстроечные сопротивлени .

ое напр жение. Причем такие параметры выходного напр жени , как а П1ЛИ- тудпое значение, угол сдвига между фазными напр жени ми остаютс  неизменными при изменении регулировании частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 кГцо

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь напр жени , содержащий усилительный блок, выходы которого образуют вьюоды дл  подключени  трехфазной нагрузки, задающий генератор , входом соединенный с источником

   питани , и блок сдвига фазы напр жени , входом соединенньй с выходом задающего генератора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет по.выше1ш  стабильности параметров выходного напр жени , при изменении его частоты в широком диапазоне, дополнительно введен блок суммирова

   40

   ни , включенный между выходом блока сдвига фазы напр жени  и входом усилительного блока

   Of

   /). (UA

   о, 87A

   Al (UA

   I

   0,5A

   c,)

   Фиг. 2

   вМ}