SU845248A1

SU845248A1 - Multiphase inverter

Info

Publication number: SU845248A1
Application number: SU792730858A
Authority: SU
Inventors: Борис Николаевич Каржавов; Владимир Николаевич Бродовский; Владимир Борисович Дьяконов; Елена Сергеевна Дозорина
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1979-02-27
Publication date: 1981-07-07

Description

ОПИСАНИЕDESCRIPTION

ИЗОБРЕТЕНИЯInventions

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУTO AUTHOR'S CERTIFICATE

Союз СоветскихUnion of Soviet

СоциалистическихSocialist

Республик (11)845248Republic (11) 845248

Государственный комитетState Committee

СССР по делам изобретений и открытий (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 27.02.79 (21) 2730858/24-07 с присоединением заявки № — (23) Приоритет —USSR for Inventions and Discoveries (61) Additional to author. certificate-wu - (22) Declared 02/27/79 (21) 2730858 / 24-07 with the addition of application No. - (23) Priority -

Опубликовано 07.07.81. Бюллетень №25Published 07.07.81. Bulletin No. 25

Дата опубликования описания 17.07.81 (51) М. Кл⁵ Date of publication of the description 07.17.81 (51) M. Cl ⁵

Н 02 М 7/537 (53) УДК 621.314.H 02 M 7/537 (53) UDC 621.314.

.58(088.8) (72) Авторы изобретения.58 (088.8) (72) The inventors

Б. Н. Каржавов, В. Н. Бродовский, В. Б. Дьяконош и Е. С. Дозорина I «АТЕНТно.B. N. Karzhavov, V. N. Brodovsky, V. B. Dyakonosh and E. S. Dozorina I ATENTNO.

I XHUHlCiiAf (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИНВЕРТОРI XHUHlCiiAf (71) Applicant (54) MULTI-PHASE INVERTER

Изобретении относится к электротехнике и может быть использовано для построения вторичных источников питания.The invention relates to electrical engineering and can be used to build secondary power sources.

Известен многофазный инвертор, содержащий три преобразовательные ячейки с выходными трансформаторами [1]. ₅ Known multiphase inverter containing three Converter cells with output transformers [1]. ₅

Недостатком инвертора является невозможность синхронизаций частоты выходного напряжения.The disadvantage of the inverter is the inability to synchronize the frequency of the output voltage.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является многофазный инвертор, содержащий три пре- ю образовательные ячейки с выходными трансформаторами, основные вторичные обмотки которых соединены звездой и подключены к выводам трехфазного выхода инвертора [2].The closest to the proposed invention in technical essence is a multiphase inverter containing three pre-educational cells with output transformers, the main secondary windings of which are connected by a star and connected to the terminals of the three-phase inverter output [2].

Недостатком инвертора является ограни- 15 ченные функциональные возможности, в частности отсутствие двухфазного выхода.A disadvantage of the inverter is limited functionality, in particular the absence of a two-phase output.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем получения дополнительного двухфазного выхода и обеспечение симметрии выходных напряжений. ²⁰ The purpose of the invention is the expansion of functionality by obtaining additional two-phase output and ensuring the symmetry of the output voltages. ²⁰

Это достигается тем, что в указанном инверторе каждый выходной трансформатор снабжен двумя дополнительными вторичными обмотками, одна из которых включена в первую, а другая — во вторую фазу двухфазного выхода, причем числа витков дополнительных обмоток выбраны пропорциональными косинусу угла, равного где i — номер преобразовательной ячейки; j — номер фазы.This is achieved by the fact that in the specified inverter each output transformer is equipped with two additional secondary windings, one of which is included in the first and the other in the second phase of the two-phase output, and the number of turns of the additional windings is selected proportional to the cosine of the angle equal to where i is the number of the converter cell ; j is the phase number.

На фиг. 1 представлена схема многофазного инвертора; на фиг. 2 — векторная диаграмма для напряжения первых гармоник многофазного инвертора, содержащего три преобразовательные ячейки; на фиг. 3 — выходные напряжения фаз U«p< и ύφ_λ In FIG. 1 shows a diagram of a multiphase inverter; in FIG. 2 is a vector diagram for the voltage of the first harmonics of a multiphase inverter containing three converter cells; in FIG. 3 - output voltage of phases U «p <and ύφ _λ

Многофазный инвертор (фиг. 1) содержит три преобразовательные ячейки, выполненные на транзисторах 1—6 и выходных трансформаторах 7—9. Инвертор содержит схему управления 10 и трансформатор 11 синхронизации частоты. Соединенные в звезду выходные обмотки 12—14 трансформаторов 7—9 образуют трехфазный выход преобразователя (напряжение U-t—Uy). Сое диненные последовательно дополнительные обмотки 15—17, а также обмотки 18—20 образуют двухфазный выход (напряжения и ϋφ^).A multiphase inverter (Fig. 1) contains three converter cells made on transistors 1–6 and output transformers 7–9. The inverter comprises a control circuit 10 and a frequency synchronization transformer 11. The output windings of 12-14 transformers 7-9 connected to the star form a three-phase converter output (voltage U-t — Uy). The additional windings 15-17 connected in series, as well as the windings 18-20, form a two-phase output (voltage and ϋφ ^).

Числа витков в обмотках выбраны пропорциональными:для первой фазы cos£^y-x 5 x(i—ΐ)+-^χ—], О) где i — номер преобразовательной ячейки, для второй фазы cos Г *(i—1) — +„-Г±—3 (2)·The numbers of turns in the windings are selected proportional: for the first phase cos £ ^ yx 5 x (i — ΐ) + - ^ χ—], О) where i is the number of the converter cell, for the second phase cos Г * (i – 1) - + „-G ± —3 (2)

Многофазный инвертор работает следующим образом.Multiphase inverter operates as follows.

На схему управления 10 с помощью транс ¹⁰форматора 11 подается синхронизирующий сигнал. Три преобразоваельные ячейки на транзисторах 1—6 вырабатывают напряжения прямоугольной формы со сдвигом по фазе на рад. Процесс формирования ₁₅ выходных напряжений поясняется векторной диаграммой (фиг. 2). Векторами 21—23 показаны первые гармоники фазовых напряжений, снимаемые с обмоток 12—14 трансформаторов 7—9; 24—29 — векторы напряжений на соответствующих дополни- 20 тельных обмотках 15—20. Результирующие фазовые векторы Цф, и равны между собой и сдвинуты относительно друг друга на.Т/2 рад., т.е. образуют симметричную по первой гармонике двухфазную систему напряжений. При этом можно показать, что среднее значение фазного напряжения есть функция угла β т.е.The control circuit 10 using trans ¹⁰ formatter 11 is fed a synchronization signal. Three converter cells on transistors 1-6 produce rectangular voltages with a phase shift of rad. The process of forming ₁₅ output voltages is illustrated by a vector diagram (Fig. 2). Vectors 21–23 show the first harmonics of the phase voltages removed from the windings of 12–14 transformers 7–9; 24–29 — voltage vectors on the corresponding additional 20 windings 15–20. The resulting phase vectors Cf, and are equal to each other and are shifted relative to each other by T / 2 rad., I.e. form a two-phase voltage system symmetrical in the first harmonic. It can be shown that the average value of the phase voltage is a function of the angle β i.e.

Иср.ф- ⁼ (Лр макс. · COS/; r_Ae/r2(j-l)-Kfw( при-^р^ где j — порядковый номер фазы;Fr.f ⁼ (Lr max. · COS /; r _A e / r2 (jl) -Kfw (for- ^ p ^ where j is the phase sequence number;

όί— начальный угол;όί — initial angle;

К = 0,1,2 .K = 0.1.2.

При d=* средние значения фазовых 35 напряжений равны между собой. Вид выходных фазовых напряжений представлен на фиг. 3. Гармонический состав выходного напряжения в предложенной схеме определяется выражениемWhen d = *, the average values of phase 35 voltages are equal to each other. The type of output phase voltages is shown in FIG. 3. The harmonic composition of the output voltage in the proposed circuit is determined by the expression

V = 6p±l, где р = 0,1,2...V = 6p ± l, where p = 0,1,2 ...

Отсюда следует, что первая из высших гармоник в выходном напряжении каждой фазы — пятая.It follows that the first of the highest harmonics in the output voltage of each phase is the fifth.

При указанном соединении обмоток и выборе числа витков в соответствии с формулами (1) и (2) мощность, снимаемая с каждой преобразовательной ячейки, оказывается одинаковой. Таким образом, симметричная нагрузка по преобразовательным ячейкам инвертора распределена равномерно и на двухфазном выходе инвертора формируется симметричное напряжение.With the indicated connection of the windings and the choice of the number of turns in accordance with formulas (1) and (2), the power removed from each converter cell is the same. Thus, the symmetrical load is distributed evenly across the inverter converter cells and a symmetrical voltage is generated at the two-phase output of the inverter.

Claims

The invention relates to electrical engineering and can be used to build secondary power sources. A multiphase inverter is known, which contains three converter cells with output transformers 1. A disadvantage of the inverter is the impossibility of synchronizing the frequency of the output voltage. Closest to the proposed invention, the technical essence is a multiphase inverter containing three converter cells with output transformers, the main secondary windings of which are connected by a star and connected to the outputs of the three-phase output of the inverter 2. A disadvantage of the inverter is its limited functionality, in particular the absence of a two-phase output. The purpose of the invention is to extend the functionality by obtaining an additional two-phase output and ensuring the symmetry of the output voltages. This is achieved by the fact that in the specified inverter each output transformer is provided with two additional secondary windings, one of which is included in the first and the other in the second phase of the two-phase output, and the number of turns of the additional windings is proportional to the cosine of the angle equal to fil-D-fcj- Dsf, where i is the number of the converter cell; j is the phase number. FIG. 1 shows a multi-phase inverter circuit; in fig. 2 is a vector diagram for the voltage of the first harmonics of a multi-phase inverter containing three converter cells; in fig. 3 - output voltages of phases Jq and Of. The multiphase inverter (Fig. 1) contains three converter cells made on transistors 1-6 and output transformers 7-9. The inverter contains a control circuit 10 and a frequency synchronization transformer 11. The star-connected output windings 12-14 of transformers 7-9 form a three-phase converter output (voltage). The successively connected additional windings 15-17, as well as the windings 18-20, form a two-phase output (voltages C, and 5). The numbers of turns in the windings are selected as proportional: for the first phase cost- - “) i-1), (1) where i is the number of the conversion variable, for the second phase cos Гx (i-l) -f- + (2). Multiphase inverter works as follows. A synchronizing signal is fed to the control circuit 10 by means of the transformer 11. Three transducer cells in transistors 1-6 produce square-side voltages with a phase shift. The process of forming the output voltage is illustrated by a vector diagram (Fig. 2). Vectors 21–23 show the first harmonics of phase voltages taken from the windings 12–14 of transformers 7–9; 24-29 are the voltage vectors at the respective additional windings 15-20. The resulting phase vectors, if, and Uf, are equal to each other and are shifted relative to each other by NaU / 2 rad., I.e. form a two-phase voltage system, symmetric in the first harmonic. It can be shown that the average value of the phase voltage is a function of the angle J5, i.e. DSP tip max. r (approx. 4 4 |, where j is the phase order number; oL is the initial angle; К 0,1,2. Approx.1. average values of phase ... IJL-fo. voltages are equal to each other. Type of output phase voltages are shown in Fig. 3. The harmonic composition of the output voltage in the proposed scheme is determined by the expression V 6p ± l, where p 0,1,2 ... Hence, the first of the higher harmonics in the output voltage of each phase is n With the specified connection of the windings and the choice of the number of turns in accordance with formulas (1) and (2), the power removed from each converter cell is one Thus, symmetrical - - "the load across the inverter converter cells is evenly distributed and a symmetrical voltage is formed at the two-phase output of the inverter. Claim of the invention A multiphase inverter containing three converter cells with output transformers, the main secondary windings of which are connected by a star and connected to three-phase terminals inverter output, characterized in that, for the purpose of the races. " f,., -,, to enhance the functionality by obtaining additional two-phase outputs Yes, each output transformer is provided with two additional secondary o6MOTkaMH, one of which is included in the first and the other in the second phase of the two-phase output, and the number of turns of the additional windings is proportional to the cosine of the angle equal to) -f (il) where i is the number of the converter cell ; j is the phase number. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 128933, cl. H 02 M 7/537, 1960.

2. Konstantinov V. G. Multiphase preo 1 f-mrt-vn TtT4rir / -vr R g LL transistors .- M., Energie, 1972, p. 10, fig. 1-2.