SU1690146A1 - Преобразователь посто нного напр жени в переменное напр жение заданной формы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода . Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  Преобразователь содержит мостовые инверторные  чейки 1-3 и подключенные к их выходу через выходные трансформаторы 12-14 мостовые демодул торы 15-17 Суммирование и фильтраци  выходных напр жений мостовых демодул торов обеспечиваютс  суммирующим трехфазным трансформатором 22 Коммутаци  ключей мостовых ин- верторных  чеек 1-3 производитс  на повышенной частоте с широтной модул цией При этом мостовые инверторные  чейки 1 -3 управл ютс  сигналами, взаимно сдвинутыми на некоторую часть периода. Ключи 18-21 мостовых демодул торов 15- 17 коммутируютс  сигналами, модулируемыми выходной частотой. На выходе преобразовател  формируетс  т-ступенча- тое напр жение с частичной широтно-им- пульсной модул цией 4 ил. СО с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода .

Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени .

На фиг 1 показана силова  часть преобразовател  с трем  каналами преобразовани  (т 3); на фиг 2 - схема блока управлени  этого преобразовател ; на фиг 3 и 4 - диаграммы, по сн ющие процесс формировани  выходного напр жени  соответственно дл  случаев, когда опорное напр жение имеет пилообразную и треугольную формы.

Преобразователь (фиг 1) содержит мостовые инверторные  чейки (ИЯ) 1-3, выполненные , например, на транзисторах (V) 4-7 и обратных диодах 8-11, с выходными трансформаторами 12-14 Мостовые демодул торы (ДМ) 15-17 выполнены на ключах переменного тока 18-21 и подключены силовыми входами к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов 12-14 Трехфазный суммирующий трансформатор 22 реализует задачу параллельного соединени  выходов демодул тора и выполн ет функцию выходного фильтра. Выход трансформатора 22  вл етс  выходом преобразовател .

Блок управлени  (фиг. 2) содержит последовательно св занные между собой задающий генератор 23 и трехканальный (с трем  фазами на выходе) распределитель

Os

ю о

Ј о

импульсов (РИ) 24 с парафэзными выходами: пр мыми pi, р2, рз и инверсными pi, , рз, Пр мые выходы РИ подключены к одним из входов первых логических узлов управлени  инверторными  чейками (ЛУИ), соответственно 25-27, и входам вторых логических узлов управлени  демодул торами (ЛУД), соответственно 28-30, и к информационным входам компараторов, соответственно 31-33 через генераторы пилообразных напр жений , соответственно 34-36, управл ющие входы компараторов объединены и св заны с выводом дл  подключени  источника эталонного напр жени  через выпр митель 37. Выходы компараторов 31-33 подключены к вторым входам соответственно ЛУИ 25, ЛУИ 26 ЛУИ 27. Инверсные выходы РИ подключены к третьим входам соответственно ЛУИ и ЛУД, Внутренн   структура логических узлов ЛУИ и ЛУД может быть различной. Конкретный вариант их схемотехнической реализации зависит от типа и номенклатуры используемых логических элементов. Так, например, логический узел управлени  инверторной  чейкой содержит по два логических элемента И 38, 39 и НЕ 40, 41 и один логический элемент ИЛИ 42, а логический узел управлени  демодул тором - два элемента И 43, 44 и по одному ИЛИ 45 и НЕ 46. В блок управлени  преобразовател  входит формирователь импульсов выходной частоты 47, непосредственно соединенный по входу с выводом источника эталонного напр жени , пр мому и инверсному выходам F и F - соответственно с вторыми и четвертыми входами ЛУД. Выходы ЛУИ и ЛУД св заны с управл ющими входами соответствующих ключей ИЯ и ДМ (фиг. 1).

Преобразователь работает следующим образом.

Генераторы пилообразных напр жений 34-36, синхронизируемые распределителем импульсов РИ 24 с выходными сигналами pi, pi, (фиг. 3), pa, P2 и рз, рз и задающим генератором 23, вырабатывают опорные напр жени  Dpi - ирз пилообразной (фиг. 3) или треугольной (фиг. 4) формы с взаимными фазовым сдвигом 2 тг/3 (в общем случае 2  /m), которые сравниваютс  на компараторах 31-33 с модулем управл ющего сигнала Uy, так что на выходе компаратора формируютс  сигналы KI (фиг. 3), ка, кз. Управл ющие сигналы ключей, например, ИЯ 1 формируютс  ЛУИ 25 (фиг. 2) по следующему алгоритму (фиг. 3):

VV Р1 , 1/V3 Р1 К1 + pi К1 ,

, V-V4

При таком управлении на выходах ин- верторных  чеек (на вторичных обмотках трансформаторов 12-14) формируютс  высокочастотные напр жени  соответственно

U2B4(1, U2B4(2l U2B4(3) (фИГ. 3 ИЛИ фИГ. 4),

которые подают на силовые входы демодул торов соответственно 15-17, Управл ющие сигналы ключей, например ДМ 15 формируютс  ЛУД 28 (фиг. 2) по следующе- му алгоритму (фиг. 3):

Vki кл pi F + pi F ,

15

K4

На выходах демодул торов 15-17 формируютс  напр жени  соответственно 1), U2, Уз (фиг. 3 или фиг. 4), содержащие в своем составе кроме основной (полезной) составл ющей , повтор ющей по форме управл ющий сигнал Uy, еще и р д высокочастотных гармоник, основные из которых образуют трехфазную систему. Эти напр жени  с выходов ДМ подают на обмотки трехфазного

суммирующего трансформатора (ФТ) 22 (через нагрузку преобразовател ). По основной составл ющей (синфазной) трансформатор 22 работает в режиме короткого замыкани  (его обмотки оказываютс  включенными фактически параллельно, что эквивалентно короткому замыканию трехфазного или в общем случае m-фазного трансформатора ), и основна  составл юща  без искажений попадает на выход преобразовэтел  (правда, вместе с другими синфазными гармониками). По отношению к основным высокочастотным гармоникам обмотки ФТ включены по обычной схеме звезда, и ФТ, задержива  .все высокочастотные гармоники , образующие трехфазные системы (в общем случае m-фазные), не пропускает их на выход преобразовател . На выходе преобразовател  формируетс  напр жение улучшенного гармонического состава IJ2 (фиг. 3

Claims (1)

1. или фиг. 4), идентичное по форме суммарному выходному напр жению демодул торов 15-17 и отличающеес  от последнего лишь уменьшенной в три раза (в m раз) амплитудой (при суммировании синфазные составл ющие будут иметь утроенную амплитуду, как показано на фиг. 3 и 4, а гармоники, образующие трехфазные системы, нулевую). Формула изобретени  Преобразователь посто нного напр жени  в переменное напр жение заданной формы, содержащий m мостовых инвертор- ных  чеек с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены с входными выводами m мостовых демодул торов , первые выходы которых объединены и подключены к первому выходному выводу преобразовател , и блок управлени  с задающим генератором, распределителем импульсов и логическими узлами, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени , введен т- фазный суммирующий трансформатор , на m стержн х которого расположены обмотки , подключенные своими первыми одно- именными выводами к второму выходному выводу преобразовател , а своими вторыми выводами - к второму выходному выводу соответствующего демодул тора, причем в блоке управлени  распределитель импуль- сов входом подключен к выходу задающего генератора и имеет m парафазных выходов, формирующих сигналы Pi, Р, где i 1,..m, и соединенных одними выходами через генераторы пилообразных напр жений с первы- ми входами m компараторов с выходными сигналами К|, вторые входы которых объединены и соединены через выпр митель с выводом дл  подключени  источника эталонного напр жени  заданной формы, выходы компараторов и распределител  импульсов соединены с соответствующими входами m первых логических узлов, выходами соединенных с цеп ми управлени 

   ключей m мостовых инвертопных  чеек и реализующих логические функции

   #Vn -Pi : Pi . Pi Ki + P, K, ;

   #vin где 1/V и VV и yv i2 , t/V з сигналы управлени  парами диагонально расположенных ключей мостовых инверторных  чеек, выходы распределител  импульсов подключены к первым входам вторых m логических узлов , вторые входы которых соединены через формирователь импульсов выходной частоты F и F с выводом дл  подключени  источника эталонного напр жени  заданной формы, а выходы вторых m логических узлов соединены с цеп ми управлени  ключами демодул тора, при этом вторые логические узлы реализуют логические функции

   Vkn.4 PI F + P, Ри VVI2.3 Vv:ii.4

   где ,,3 - сигналы управлени  первой ч второй пары диагонально располо-1 женных ключей мостовых демодул торов.

   Фиг. 2

   Ј &

   „а

   ШаРУ1

   п пппп п i

   п ппппп

   U

   Kl

   «.,

   ппппп

   U

   i

   п пппп

   И.ППППП

   | f. I |п пппп пи

   ФигЛ