SU1617567A1 - Преобразователь @ -фазного напр жени в однофазное с устройством дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжени , в частности, дл  питани  однофазных потребителей, например установок, индукционного нагрева. Дл  снижени  массогабаритных показателей преобразователь дополнительно содержит одновибратор, элементы ИЛИ, И. Выход одновибратора 2 соединен с задающим генератором 1, пр мой выход одновибратора соединен с входом распределител  3, а инверсный выход - с первыми входами элементов. Выходы последних подключены к управл ющим входам ключей преобразовател . Силовые входы ключей соединены соответственно с фазами источника. Один из зажимов 14 нагрузки соединен с выходами четных ключей, а другой-с выходами нечетных ключей. При работе преобразовател  ток нагрузки протекает через пары ключей, равномерно распредел  сь между фазами источника. 2 ил.

Description

Фиг1

Изобретение относитс  к электротехнике в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах электроснабжени  дл  питани  однофазных потребителей, например, установок индук- ционного нагрева от трехфазных сетей.

Цель изобретени  - улучшение массога- баритных показателей.

На фиг.1 приведена схема преобразовател  и устройства дл  его управлени  в слу- чае нечетного числа фаз питающей сети; на фиг.2 - диаграммы.по сн ющие работу преобразовател ,

Преобразователь содержит задающий генератор 1, подключенный к входу одно- вибратора 2. Пр мой выход одновибратора 2 соединен с входом распределител  3, инверсный выход одновибратора подключен к первым входам первого элемента И 4, второго элемента И 5, 1-го элемента И 6, (т-1)- го элемента И 7, т-го элемента И 8 и (т+1)-го элемента И 9. Второй вход элемента И 4 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 10, второй вход элемента И 5 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 11, второй вход элемента И 6 соединен с выходом i-ro элемента ИЛИ 12, второй вход элемента И 7 подключен к выходу (m-l)-ro элемента ИЛИ 13, второй вход элемента И 8 соединен с выходом (m-l)-ro канала распределител  3, второй вход элемента 9 подключен к выходу т-го канала распределител  3. Первый вход элемента ИЛИ 10 подключен к выходу первого канала распределител  3 и второму входу элемента ИЛИ 11, первый вход эле- мента ИЛИ 11 соединен с выходом второго канала распределител  3 и вторым входом элемента ИЛИ 12, первый вход элемента ИЛИ 12 подключен к выходу i-ro канала распределител  3 и второму входу элемента ИЛИ 13, первый вход элемента ИЛИ 13 соединен с выходом (m-l)-ro канала распределител . Второй вход элемента ИЛИ 10 соединен с выходом т-го канала распределител  3. Выход элемента И 4 соединен с управл ющим входом первого ключа 14, выход элемента И 5 соединен с управл ющим входом второго ключа 15, выход элемента И 6 соединен с управл ющим входом i-ro ключа 16, выход элемента И 7 соединен с управл ющим входом (т-1)-го ключа 17, выход элемента И 8 соединен с управл ющим входом т-го ключа 18, выход элемента И 9 соединен с управл ющим входом (т+1)-го ключа 19. Силовые входы ключей 14-19 со- единены с зажимами А, В, С, X и У источника 20, выходы ключей 14, 16 и 18 соединены с одним зажимом нагрузки 21, выходы ключей 15,17 и 19 соединены с другим зажимом этой нагрузки,

Преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает пр моугольные импульсы единичной амплитуды (фиг,2), частота следовани  которых не превышает частоту источника 20. По спаду этих импульсов срабатывает одновиб- ратор 2, на пр мом выходе которого формируют  импульсы U2, а на инверсном -U2. Импульсы с пр мого выхода одновибратора 2 поступают на вход распределител  3, который распредел ет импульсы по каналам.

На выходе первого, второго, i-ro, (m-1)-ro и т-го каналов распределител  3 формируютс  соответственно и мпульсные последовательности из из 1 , сдвинутые по фазе одна относительно другой . На фиг.2 показано, что в момент ti вырабатываетс  единичный импульс на выходе первого канала распределител  3 (сигнал УЗ О который оканчиваетс  в момент t3. В этот же момент t3 формируетс  передний фронт импульса Уз на выходе 1-го канала распределител , который оканчиваетс  в момент t4. Выходной импульс (т-1)-го канала распределител  начинаетс  в момент t4, а выходной сигнал т-го канала распределител  3 по вл етс  в момент ts и исчезает в момент t6. В момент окончани  импульса на последнем, т-м выходе распределител  3 начинаетс  формирование выходного сигнала первого канала распределител , и далее его работа повтор етс .

Выходные сигналы распределител  3 поступают на входы элементов ИЛИ 10, 11, 12, 13, И 8 и 9. При по влении единичного сигнала на выходе первого канала распределител  3 единичный сигнал устанавливаетс  на выходе элементов ИЛИ 10 и 11 (на фиг.2 этому соответствует момент ti). В момент t2, когда единичный сигнал на выходе первого канала распределител  3 исчезает, на выходе элемента ИЛИ 11 выходной сигнал сохран етс  на единичном уровне (поскольку в момент t2 единичный сигнал по вл етс  на втором выходе распределител ) вплоть до момента тз, когда единичный сигнал на втором выходе распределител  3 смен етс  нулевым. В интервале t2-t4 единичный выходной сигнал поддерживаетс  на выходе элемента ИЛИ 12, поскольку н  один его вход поступает единичный сигнал в течение t2-t3, а на другой вход - в течение . На выходе элемента ИЛИ 13 выходной сигнал единичного уровн  устанавливаетс  в момент t3 и исчезает в момент исчезновени  выходного единичного сигнала на (m-l)-M выходе распределител , т.е. в момент t5. Поскольку второй вход элемента ИЛИ 10 подключен к т-му выходу распределител  3, то на выходе этого элемента единичный сигнал присутствует не только в интервале ti-t2, но и в промежутке ts-te, когда на т-м выходе распределител  3 действует единичный импульс.

Элементы И 4-9 осуществл ют логическое умножение поступающих на них сигналов , поэтому единичный сигнал на их выходах присутствует только тогда, когда на обоих входах одновременно имеютс  высокие потенциалы. Поэтому на выходе элемента И 4 единичный импульс начинаетс  в момент по влени  высокого потенциала U2 на инверсном выходе одновибратора 2 и оканчиваетс  в момент Jl1cчeзнoвeии  хот  бы одного из сигналов (Ua или Uio), что соответствует моментам t2 и tb на фиг.2. На выходе элемента И 5 единичный выходной сигнал действует с момента по влени  единичного сигнала на инверсном выходе одно- вибратора 2 до момента исчезновени  одного из сигналов U2 или Uii (т.е. моментов t2, Тз). Элемент И 6 вырабатывает единичный сигнал тогда, когда во врем  действи  единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 12 единичный потенциал присутствует и на инверсном выходе одновибратора 2. Единичный импульс на выходе элемента И 7 присутствует тогда, когда на выходе элемента ИЛ И 13 и инверсном выходе одновибратора 2 одновременно присутствуют высокие потенциалы. Элемент И 8 вырабатывает единичный сигнал тогда, когда на его входах одновременно присутствуют сигналы высокого уровн , поступающие с инверсного выхода одновибратора 2 и {т-1)-го выхода распределител  3. Элемент И 9 формирует единичный сигнал в такие промежутки времени, когда на его входах ютс  высокие потенциалы U2 и Уз одновременно.

Полученные серии U4, Us, Ue, U, Ue и Ug управл ющих импульсов поступают соответственно , на ключи 14-19, под действием которых ключи отпираютс .

Под действием сигнала U4 в момент ti отпираетс  первый ключ 14, а под действием сигнала Us в этот же момент времени открываетс  второй ключ 15, благодар  чему с этого же момента времени через ключи и нагрузку 21 протекают токи Ii4, Ii5, l2i, причем . В момент времени t2 сигналы U4 и Us спадают до нул , благодар  чему ключи 14 и 15 закрываютс  и ток нагрузки прекращаетс . Затем в момент t2 управл ющий сигнал Us снова по вл етс  на втором ключе 15, отпира  его. В этот же момент времени по вл етс  управл ющий

игнал U6, отпирающий i-й ключ 16, благодар  чему ток протекает между фазами В и С через ключи 15, 16 и нагрузку 21. В момент 13 управл ющие импульсы Us и Ue прекра- щаютс , вследствие чего ключи 15 и 16 закрываютс  и ток нагрузки спадает до нул . После паузы, равной длительности импульса на пр мом выходе одновибратора 2, снова по вл етс  управл ющий импульс Ue и, кроме того, устанавливаетс  единичный сигнал на выходе элемента И 7. При этом ключ 16 снова отпираетс , а (т-1)-й ключ 17 переходит в провод щее состо ние, в результате чего-ток нагрузки протекает через ключи 16 и 17 между фазами СиХ. В момент t4 управл ющие импульсы U6 и и оканчиваютс , ключи 16 и 17 запираютс  и ток нагрузки 121 спадает до нул . Далее в моментХ4 снова по вл етс  импульс U, а выходной сигнал элемента И 8 переходит из нулевого уровн  в единичный. В результате этого ключи отпираютс  и ток нагрузки протекает через эти ключи между фазами X и У. В момент ts сигналы и и Us прекращаютс , ключи 17 и 18 запираютс  и ток нагрузки 21 спадает до нул . Далее в момент ts по вл ютс  импульсы управлени  U4 и Ug, ключи 14 и 19 отпираютс  и через нагрузку 21 и эти ключи протекает ток между фазами А и У. В момент t6 импульсы управлени  прекращаютс , ключи запираютс  и ток нагрузки спадает до нул . В этот момент прекращаетс  первый цикл работы устройства, а далее после паузы , равной длительности импульса на пр - мом выходе одновибратора 2, работа преобразовател  происходит аналогично изложенному.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает подключение однофазной нагрузки поочередно к различным парам фаз многофазной сети, т.е. преобразовывает т-фазное напр жение в однофазное .

При неизменности в пределах одного

цикла работы преобразовател  сопротивлени  нагрузки 21 и линейных напр жений источника 20 токи, потребл емые от фаз, paBHbJ, так как врем  открытого состо ни 

одной пары ключей равно времени открытого состо ни  другой пары ключей, т.е. предложенный преобразователь обеспечивает равномерное распределение нагрузки, потребл емой однофазным потребителем,

между фазами питающей системы напр жений . Дл  этого не требуютс  трансформаторы , дополнительные задающий генератор, амплитудно-импульсные модул торы и демодул тор , что уменьшает массу и габариты преобразовател .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь т-фазного напр жени  в однофазное с устройством дл  его управлени , содержащий полностью управл емые ключи с двусторонней проводимо- стью, входы которых предназначены дл  подключени  к соответствующей фазе сети, выходы ключей предназначены дл  подключени  к выводам нагрузки, устройство дл  управлени  которым содержит задающий генератор и т-канальный распределитель, отличаю 43дийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей, число ключей установлено равным m дл  четного m и т+1 дл  нечетного т, устройст- во дл  управлени  снабжено одновибрато- ром с пр мым и инверсным выходами, m элементами И и m элементами ИЛИ, если т-четное, или т-1 элементами ИЛИ, если т-нечетное, причем вход (т+1)-го ключа предназначен дл  подключени  к m фазе

   сети, выходы нечетных ключей предназначены дл  подключени  к одному выводу нагрузки , выходы четных ключей - к другому, управл ющий вход ключа подключен к выходу соответствующего элемента И устройства дл  управлени , первые входы всех элементов И соединены с инверсным выходом одновибратора, пр мой выход которого подключен к входу распределител , вход одновибратора соединен с выходом задающего генератора, первый вход каждого из элементов ИЛИ соединен с соответствующим выходом распределител , выход каждого из элементов ИЛИ подключен к второму входу соответствующего элемента И, второй вход 0+1}-го элемента ИЛИ соединен с 1-м выходом распределител , счита  дл  первого элемента ИЛИ , а при нечетном m вторые входы (т-1)-го и т-го элементов И соединены с соответствующими выходами распределител .