SU836743A1

SU836743A1 - Способ формировани выходного напр жени ТРЕХфАзНОгО иНВЕРТОРА и уСТРОйСТВО дл ЕгООСущЕСТВлЕНи

Info

Publication number: SU836743A1
Application number: SU752413809A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Евгеньевич Сурминский; Владимир Самойлович Моин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5374
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1981-06-07

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение со ступенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой выходного напряжения.

Известны устройства Р], [2] для осуществления способа формирования выходного фазного напряжения, в которых линейное напряжение имеет трехступенчатую форму с малым содержани- . ем высших гармоник., наинизшая. из высших гармоник 11-ая, а фазное напря- 15 жение имеет плохой спектральный состав - прямоугольную форму.

В устройстве [1 ] прямоугольное напряжение относительно средней точки источника питания с паузой 20 эл. град» получается на средней точке первичной обмотки вспомогательного трансформатора, включенной между одноименными фазами двух трехфазных мостов, со взаимным сдвигом сигналов 25 управления на 30 эл.град.Дополнитель-, но прямоугольные напряжения получаются с вторичных обмоток двух других аналогичных всмопогательных трансформаторов, первичные обмотки которых’ 30 включены в пары других одноименных, фаз.

Наиболее близким к предложенному способу является способ формирования выходного напряжения Гз], состоящий в получении фазного напряжения в виде суммы основного прямоугольного напряжения·, Имеющего паузу 30 эл. град., с дополнительными напряжениями прямоугольной формы, имеющими длительность 30 эл. град, и отстоящими друг от друга на 30 эл. град.

При разбалансе токов нагрузки по фазам необходим вывод нулевого провода инвертора и его соединение с нулем ''звезды*' нагрузки. Тогда напряжение между фазными выводами и нулем ''звезда'' нагрузки повторяет форму фазного напряжения инвертора, т.е, содержит третью гармоническую составляющую и имеет плохой, спектральный состав, что приводит к необходимости значительного увеличения выходного фильтра.

Наличие третьей гармонической· составляющей в фазном напряжении * является недостатком способа устойчивости для формирования выходного фазного напряжения трехфаэного инвертора, работающего на несбалан-’ сированную по фазам нагрузку.

Целью изобретения является повышение качества фазного напряжения при соединении нагрузки '''звездой,'' нулевой вывод которой связан с нулевым выходным выводом инвертора.

Для достижения этого при формировании выходного напряжения трехфазного инвертора формируют в каждой фазе двухступенчатое симметричное относительно середины полупериода напряжение с паузой на нулевом уровне и дополнительно формируют переменное напряжение тройной частоты и прямоугольной формы с паузой 90 эл. град, и суммируют его с указанными напря форматоре имело вид, показанный на диаграмме Пдоп (фиг.2), а коэффициент трансформации трансформатора 4 выбирается равным 0,155:1 (при бес'трансформаторном выходе инвертора 1) .

Сумма напряжений Цдо и Ц^образует фазное напряжение U_Ao (фиг.2), кото• рое имеет форму и спектральный состав такие же, как у линейного напряжения форма которого при этом не претерпевает изменений. Следовательно, нуле'^υ вая точка 0 ''звезды¹' нагрузок может быть соединена (непосредственно или через ''землю'') с точкой^0^гсреднего потенциала источника. При этом обеспечивается качество и симметрия 15 фазных напряжений при любом раэбажениями.

Указанный способ формирования выходного напряжения осуществляется в устройстве, содержащем трехфазный инвёртор с нулевым выходным выводом 20 и снабженном дополнительной мостовой однофазной преобразовательной ячейкой в диагональ переменного тока которой включена первичная обмотка трансформатора, имеющего, по крайней 25 мере, одну вторичную обмотку, связанную с цепью нагрузки.

Трансформатор может быть выполнен с тремя вторичными обмотками, каждая из которых включена последовательно с соответствующим фазным выходным выводом.

Кроме того, при использовании трансформатора с одной вторичной обмоткой последняя включена между нулевым выходным выводом инвертора ^5 и нулевым выводом нагрузки.

На фиг.1 изображено три вариан. та схемы устройства для осуществления данного способа формирования выходного напряжения;на фиг. 2 - диаг- 40 . рамма фазного напряжения.

Устройство содержит трехфазный инвертор 1 с нулевым выходным выводом и дополнительную мостовую однофазную ячейку 2 на ключах (транзис-. торах)‘=3, в диагональ переменного тока которой включена первичная обмотка трансформатора 4, имеющего, по ⁴ крайней мере, одну вторичную обмотку, связанную с цепью нагрузки, имею’/щей нулевую точку 0. эи

Напряжения на выходных выводах инвертора относительно точки 0' среднего потенциала источника имеет, вид показанный на диаграммах Цдо и и_в'_о' (фиг,2). Такие напряжения имеют КНИ 55 более 40% и содержат все высшие нечетные гармоники, начиная с третьей.

Поэтому точка 0 не может использоваться как нулевой выходной зажим инвертора. Линейное напряжение имеет ₍ 60 вид трехступенчатой кривой ϋ_ΑΒ=υ_Λ^- t^_oне содержащей высших гармоник, вплоть до одиннадцатой.

Транзисторы 3 коммутируются таким образом, чтобы напряжение на транс- 65 ланс.е токов нагрузки.

Мощность ячейки 2 зависит от максимального небаланса токов • нагрузки. Так как обычно при номинальной нагрузке инвертора, небаланс не превышает 115%, а ид_оп=0,25Цф г мощность ячейки 2 не превышает 4-5% выходной мощности инвертора. Для уменьшения объема, занимаемого вторичными обмотками трансформатора 4, последний выполняется с одной вторичной обмоткой, включенной между точками 0* и 0, если заземление точки 0 ’ не требуется из условия помехоустойчивости схемы (фиг.16).

В случае выполнения' трехфазного инвертора 1 с трансформаторным выходом вторичная обмотка трансформатора 4 включается между нулевой точкой ''звезды'' вторичных обмоток выходных трансформаторов основной ячейки и нулевым выходным выводом инвертора (фиг.1в).'

Claims

(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО ИНВЕРТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ инвертора, работающего на несбалансированную по фазам нагрузку. Целью изобретени вл етс повышение качества фазного напр жени при соединении нагрузки звездой/ нулевой вывод которой св зан с нулевым выходным выводом инвертора. Дл достижени этого при формировании выходного напр жени трехфазного инвертора формируют в каждой фазе двухступенчатое симметричное от носительно середины полупериода напр жение с паузой на нулевом уровне и дополнительно формируют переменное напр жение тройной частоты и пр моугольной формы с паузой 90 эл. град и суммируют его с указанными напр жё .ни ми. Указанный способ формировани выходного напр жени осуществл етс в устройстве, содержащем трехфазный инвертор с нулевым выходным выводом и снабженном.дополнительной мостовой однофазной преобразовательной чейкой в диагональ переменного тока которой включена первична обмотка трансформатора, имеющего, по крайней мере, одну вторичную обмотку, св зан ную с цепью нагруйки. Трансформатор может быть выполнен с трем вторичными обмотками, кажда из которых включена последовательно с соответствующим фазным выходным выводом. Кроме того, при использовании трансформатора с одной вторичной обмоткой последн включена между нулевым выходным выводом инвертора и нулевым выводом нагрузки. На фиг.1 изображено три вариан . та схемы устройства дл осуществлени данного способа формировани выходного напр жени ;на фиг. 2 - диаг , рамма фазного напр жени . Устройство содержит трехфазный инвертор 1 с нулевым выходным выводом и дополнительную мостовую однофазную чейку 2 на ключах (транзисTOpax )i3, в диагональ переменного тока которой включена первична обмотка трансформатора 4, имеющего, п « крайней мере, одну вторичную обмотку , св занную с цепью нагрузки, име нулевую точку 0. Напр жени на выходных выводах инвертора относительно точки О сре него потенциала источника имеет, вид показанный на диаграммах Одо и Ugo ( фиг.2), Такие напр жени имеют КНИ более 40% и содержат все высшие неч ные гармоники, начина с третьей. Поэтому точка О не может использоватьс как нулевой выходной зажим инвертора. Линейное напр жение имее вид трехступенчатой кривой идв и уоне содержащей высших гармоник, впло до одиннадцатой. Транзисторы 3 коммутируютс таки образом, чтобы напр жение на трансформаторе имело вид, показанный на диаграмме идоп (фиг.2), а коэффициент трансформации трансформатора 4 выбирает.с равным 0,155:1 (при бестрансформаторном выходе инвертора 1) . Сумма напр жений UAO и и образует фазное напр жение Одо (фиг.2), которое имеет форму и спектральный соотав такие же, как у линейного напр жени форма которого при этом не претерпевает изменений. Следовательно, нулева точ.ка О звезды нагрузок 2. может быть соединена (непосредственно или через землю) с точкой Осреднего потенциала источника. При этом обеспечиваетс качество и симметри фазных напр жений при любом разбалансе токов нагрузки. Мощность чейки 2 зависит от максимального небаланса токов нагрузки. Так как обычно при номинальной нагрузке инвертора, небаланс не превышает ±15%, а идоп 0 f 25U tj, г мощность чейки 2 не превышает 4-5% выходной мощности инвертора. Дл уменьшени объема, занимаемого вторичными обмотками трансформатора 4, последний выполн етс с одной вторичной обмоткой, включенной между точками О и О, если заземление точки О не требуетс из услови помехоустойчивости схемы (фиг.16). В случае выполнени трехфазного инвертора с трансформаторным выходом вторична обмотка трансформатора 4 включаетс между нулевой точкой звезды вторичных обмоток выходных трансформаторов основной чейки и нулевым выходным выводом инвертора (фиг.1в). Формула изобретени 1,Способ формировани выходного напр жени трехфазного инвертора, согласно KOTOpoN формируют в каждой фазе двухступенчатое симметричное относительно середины полупериода напр жение с на нулевом уровне, отличающийс тем, что, с целью повышени качества фазного напр жени при соединении нагрузки звездой, нулевой вывод которой св зан .с иулевым выходным выводом инвертора, дополнительно формируют переменное напр жение тройной частоты и пр моугольной формы с паузой 90 эл. град, и суммируют его с указанными напр жени ми.
2.Устройство дл осуществлени способа по П.1, содержащее трехфазный инвертор с нулевым выходным выводом , отличающеес тем, что оно снабжено дополнительной мостовой однофазной преобразовательной чейкой, в диагональ переменного тока , которой включена первична .обмотка трансформатора, имеющего,, по крайней мере, одну вторичную обмотку , св занную сцепью нагрузки.
3.Устройство по п.2, о т л .и .чающеес тем, что трансфорMaTOji выполнен с трем вторичными

обмотками,, кажда из которых включена последовательно с соответствующим фазным выходным выводом.
4.Устройство по п.2,о т л и ч а ющ е е с тем, что при использовании

тра;нсформатора с одной вторичной обмоткой последн включена между нулевым выходным выводом инвертора и нулевым выводом нагрузки.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3573602, кл.321-9, 1971.

2.Патент США № 3391323,кл.321-5, 1968,

3.Патент Японии № 50-16486, кл. 56 С 6, 1974.

А 3 f

0uz.f

UAB V/,o-irgo

МУла Щоп

Фиг. 2