SU838963A1 - Преобразователь посто нного напр же-Ни B ТРЕХфАзНОЕ пЕРЕМЕННОЕ - Google Patents

Description

1

Иэобр-гтение относитс  к силовой преобразовательной технике и может использоватьс  в системах электроснабжени  и электропривода промышленных установок и транспортных средств.

Известен однофазный статический преобразователь с промежуточным звеном повышенной частоты и с трехступенчатой формой выходного напр жени , выполненный по несимметрично схеме. Он содержит однофазный инвертор , трансформатор с трем  выходными обмотками, соединенными последовательно , и ключи переменного тока, соединенные с одной клеммой однофазной нагрузки/ а четвертый зажим обмоток подключен ко второй клемме нагрузки. Напр жени  на каждой выходной обмотке трансформатора равны соответственно амплитудам первой, второй и третьей ступеней выходного напр жени . Поочередно подключа  с помощью ключей переменного тока эти обмотки к нагрузке, формируют на ней трехступенчатое напр жение 1.

Недостатком такого преобразовател   вл етс  необходимость использовани  трех однофазных трансформаторов в случае формировани  трехфазного напр жени , что увеличивает вес и габариты устройства. Кроме того, в течение периода выходного напр жени  трансформатор работает с переменной частотой и должен рассчитыватьс  на частоту, в три раза превышающую частоту выходного напр жени  преобразовател . Дл  уменьше0 ни  веса и габаритов преобразовател  путем увеличени  рабочей частоты трансформатора он выполнен по симметричной схеме, т.е. имеет 6 выходных обмоток (по три обмотки

5 относительно зажима нагрузки), что также увеличивает массу, габариты и усложн ет схему устройства.

Известен также преобразователь , который содержит однофазный инвер0 тор, трансформатор с шестью вторичными обмотками, соединенными последовательно , и ключи переменного тока, К среднему зажиму обмоток подключена одна клемма трехфазной нагрузки,

5 а две другие ее клеммы через ключи переменного тока соединены со всеми другими зажимами вторичных обмоток. , Напр жени  на -вторичных обмотках трансформатора симметричны относительно средней точки и соответственно равны амплитудам первой, второй и третьей ступеней линейного напр жени . Подключа  в определенной последовательности вторичные обмотки трансформатора с помощью ключей переменного т.ока, формируют два линейных напр жени , что достаточно дл  получени  трехфазной системы напр жений 2.

Однако трансформатор данного статического преобразовател  имеет шесть выходных обмоток со значительными напр жени ми, действующими на их зажимах. Это увеличивает установленную мощность трансформатора и требует применени  высоковольтных ключей переменного тока. Большое число обмоток трансформатора приводит к увеличению их массы, усложн ет схему преобразовател .

Наиболее близким к предложенному по технической сущности  вл етс  преобразователь, содержащий однофазный инвертор, подключенный к первичной обмотке трансформатора, концы трех последовательно соединенных вторичных обмоток которого подключены к каждому из трех выходных выводов преобразовател  через управл емые ключи переменного тока 3.

Недостатком этого преобразовател  вл етс  его сравнительна  сложност Дл  его реализации требуетс  12 ключей переменного тока.

.Цель изобретени  - упрощение преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном преобразователе , содержащем однофазный инвертор, подключенный к первичной обмотке трансформатора, концы вторичной обмотки и, по крайней мере, один из отводов которой, через ключи переменного тока подключены к каждому из трех выходных выводов преобразовател , указанный отвод выполнен от середины витков вторичной обмотки,

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого преобразовател ; на фиг,2диаграмма импульсов управлени  ключами , форма напр жени  на первичной обмотке трансформатора и на нагрузке; на фиг. 3 - возможна  модификаци  преобразовател ; на фиг. 4, 5 - диаграммы импульсов управлени  ключами, формы напр жений на первичной обмотке трансформатора и на нагрузке при работе трансформатора на частотах, превышающих частоту выход-ного напр же:ни  в б и 18 раз соответственно.

Рассмотрим схему преобразовател 

На выходе однофазного инвертора 1 (фиг. 1) включен трансформатор 2, имеющий две вторичные обмотки 3, 4, концы которых вместе со средней точкой через ключи.переменного тока 5-13 соединены с выходными выводами преобразовател  А, В, С.

Преобразователь работает следующим образом.

Управление ключами осуществл етс  импульсами напр жени  {фиг. 2), причем импульсы, соответствующие графику 5, подаютс  на ключ 5, графику 6 - на ключ.6 и т.д. Дл  получени  выходного напр жени , близкого к синусоидальному , амплитуды .его ступеней выбирают из услови  исключени  гармоник, близких к основной . Дл  получени  трехфазного напр жени  ее трансформатор должен работать на частоте, в три раза превышающей выходную (фиг.2). Особенно эффективно применение этой схемы в том случае, когда частота выходного напр жени  преобразовател  достаточно высока , что обеспечивает малый вес и габариты трансформатора . I

. Во многих случа х можно использовать схему преобразовател - на (фиг. 3),  вл ющуюс  модификацией схемы На фиг. 1. Она сложнее рассморенной выше, так как содержит 12 ключей переменного тока (5-16) вместо 9.

Напр жени  вторичных обмоток 3,4 трансформатора 2 равны в этом случае амплитудам первой U и второй и ступеней, линейных напр жений, причем и и(1 + УТ) . Третьи ступени линейных напр жений формируютс  путем суммировани  напр жений обмоток 4 и 3, т.е. U.J, 0(2+1)

При активно-индуктивной нагрузке (фиг. 3) однофазный .инвертор 1 и его выходной трансформатор 2 работают с частотой, -превышающей частоту выходного напр жени  преобразовател  в шесть раз. Полупериод выходного напр жени  разбивают на шесть разных интервалов (фиг. 4). На первом интервале замыкаютс  ключи 9,10,13,14 (фиг. 4). При этом с помощью ключей 10, 13 обмотки 3 и 4 соедин ютс  последовательно и к их общей точке подключаетс  вывод фазы А. Замкнутые ключи 9, 14 соедин ют выводы фаз В и С с клеммами ( -и) и (+и,) обмоток соответственно , В .результате формируютс  перва  положительна , треть  отрицательна  и втора  Положительна  ступени линейных напр жений , Ug, Осд. На втором интервале замыкаютс  ключи 5, 10, 12, 13,а пол рность напржений на обмотках измен етс  на противоположную , С помощью ключей 10, 13 соединение обмоток и вывода фазы А остаетс  неизменным, а замкнутые ключи 12, 5 соедин ют выводы фаз В и е с клеммами (-U) и (+U-,) обмоток соответственно. При этом формируютс  втора  положительна , трет отрицательна  и перва  положительна  ступени линейных напр жений йдй, Ugc, . На третьем интервале замыкают ключи 5, 10, 14, 15 и мен етс  пол рность напр жений на обмотках . Ключи 5 и 14, обеспечивают последовательное соединение обметок iHO другими разноименными клеммами, и к их общей точке подключаетс  вывод фазы С. Замкнутые ключи 10, 15 соедин ют выводы фаз А и в с клеммами (+и.) и (-и) Обмоток: соответственно , в результате формируютс  треть  положительна , втора  и перва  отрицательные ступени линейных напр жений Одр,, Ug , Осд. На следующих интервалах процессы в ин-верторе происход т аналогично описанному в соответствии с диаграммой импульсов управлени  ключами. .В результате работы преобразовател  на его выходе формируетс  трехфазное ступенчатое напр жение (фиг. 4). Преобразователь (фиг. 3) позвол ет формировать трехступенчатое напр жение и при работе трансформатора на более высоких Частотах, которые в 6К раз превышают частоту выходног напр жени , где К 1, 2, 3... Это позвол ет уменьшить массу и габариты трансформатора особенно при низкой выходной частоте преобразовател

Claims (3)

1. Лекоргийе Ж. Управл емые 20 электрические вентили и их применение . М., Энерги 

1971, с. 399.

2.Труды Московского ордена Ленина энергетического института.

Вып. 367. М., МЭИ, 1978,. с. 58-65.

3.Авторское свидетедьство СССР

по за вке 2720705/07,кл.Н 02 М 7/48, 05.02.79.

+ 0

11

5 6

7

8

9

loll

n w

t t

i i

i i t

O

Off

н

-f4f4

-PH

.

f

T-R

; ,, U .

LTiMjlT

111.

i i t i t