SU904143A1 - Преобразователь посто нного напр жени в ступенчатое переменное напр жение - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани  и электропривода дл  преобразовани  посто нного напр жени  в переменное напр жение со ступенчатой, например, квазисинусоидальной формой.

Известен преобразователь посто нjHoro напр жени -В ступенчатое пере- ; менное с промежуточным звеном повышенной частоты, содержащий первичный инвертор повышенной частоты с выходным трансформатором, отпайки вторичной обмотки которого через коммутатор подсоединены к вторичному инвертору, работающему на выходной частоте преобразовател  1 .

Недостатком данного преобразовател   вл етс  большое количество используемых ключевых элементов и тройное преобразование электроэнергии при формировании ступенчатого напр жени .

Известны также преобразователи посто нного напр жени  в ступенчатое переменное, содержащие инвертор повышенной частоты, трансформатор , вторична  обмотка которого выполнена с отводами, и выходной коммутатор на ключах переменного тока t2.

Недостатком таких преобразователей  вл етс  большое количество ис10 пользуемых ключевых элементов, что определ ет рациональное использование таких схем лишь дл  ограниченного числа формируемых уровней, а следовательно , п{ водит к ухудшению ка15 чества выходного напр жени  преобразовател .

Наиболее близким к предлагаемому  вл емс  преобразователь, содержа2Q щий высокочастотный инвертор с выходным трансформатором, -имеющим п . выходных обмоток с отводом от средней -точки, концы каждой из которых подсоединены к тиристорам, образу 

3904li 34

двухсекционный выпр мительный узел, щей вторичной обмотки, введена допримем все выпр мительные узлы сое- полнительна  вторична  обмотка, один динены последовательно и подключены к вторичному инвертору. Подключением разного числа вторичных обмоток тран форматора с соотношением витков ... о и т.д. при формировании каждого уровн  выходного напр жени  обеспечивают амплитудно-импульсную модул цию одноЛол рного напр жени , которое инвертируетс  вторичным инвертором дл  получени  выходного напр жени  преобразовател . Такое реше ние позвол ет получить большое число уровней выходного амплитудно-молулированного напр жени  при меньшем числе ключевых элементов, что пбвышает качество выходного напр жени  преобразовател  ,|. Недостатком известного устройства  вл етс  тройное преобразование электроэнергии и невозможность рабоtbi преобразовател  на активно-индуктивную Нагрузку из-за применени  в коммутаторе ключей с односторонней проводимостью. Пр ма  замена ключей с односторонней проводимостью ключами переменного тока делает схему неработосособной из-за включенных диодов между средним выводом обмоток и общей точкой тиристоров. Включение ключей переменного тока вместо диодов обеспечивает работу устройства на нагрузку активно-индуктивного характера, однако в этом случае тер етс  высокое качество выходного напр жени , Т.е. возможность формиро вани  большего числа уровней при использовании меньшего числа ключевых элементов по сравнению с известными устройствами. Цепь изобретени  - обеспечение работы преобразовател  на активноиндуктивную нагрузку при высоком качестве его выходного напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем что преобразователь посто нного напр жени  в ступенчатое переменное на пр жение с промежуточным звеном повышенной частоты, сбдержащий однофаз ный инвертор с выходным трансформато ром имеющим п вторичных обмоток с отводом от средней точки, и 2п управл емых ключей переменного тока, примем каждый крайний вывод каждой вторичной обмотки, кроме последней, соединен через ключ переменного тока с отводом от средней точки последуювывод которой соединен с первым выходным выводом преобразовател , а другой вывод через ключи соединен с крайними выводами последней вторичной обмотки, причем отвод от средней точки первой вторичной обмотки соединен со вторым выходным выводом преобразовател . На фиг. 1 при.ведена схема предлагаемого преобразовател ; на фиг, 2 временные диаграммы, объ сн ющие работу преобразовател . Преобразователь содержит однофазный инвертор 1, выходной трансформатор 2 с вторичными обмотками 3-5, имеющими средний вывод, и .дополнительной вторичной обмоткой 6, ключи 7-12 переменного тока и выходные выВОДЫ , к которым подключена нагрузка 13. Преобразователь работает следующим образом. Однофазный инвертор 1 преобразует посто нное напр жение в переменное напр жение пр моугольной формы «г. 2 а) частота которого равна ш. (2N - 1) где f ,j - частота выходного напр жени  инвертора; fgyjf - частота выходного напр жени  преобразовател ; N - число уровней выходного напр жени  преобразовател  на одной четверти периода . Концы вторичных обмоток 3-5 трансформатора-2 подсоединены к ключам переменного тока, образу  двухключевые двухсекционные блоки, соединенные между собой и дополнительной обмоткой 6 трансформатора 2 последовательно . Соотношение витков дополнительной обмотки 6 и секций обмоток 3-5 трансформатора 2 равно ,: W.-Wj- 0,5:1:2:i,5 Единичный уровень Е выходного напр жени  преобразовател  (фиг. 2 б) формируетс  при помощи ключей 8, 10 и 11 переменного тока, подключающих секции обмоток трансформатора 2 и его дополнительную обмотку 6 к нагрузке 13. При этом к нагрузке 13 прикладываетс  разность напр жений секций обмоток и дополнительной обмотки 6 трансформатора 2 (Е ,5Е - 2Е - IE - 0,5Е). При смене пол рности напр жени  на обмотках трансформатора 2 ключи 8, 10 и 11 переменного тока отключаютс , а ключи 7, 9 и 12 переменного тока включаютс . Происходит формирование второго уровн  (2Е) выходного напр жени : 2Е 4,5Е - 2Е - IE 4+ 0,5Е. Третий - восьмой уровни выходного напр жени  формируютс  при помощи ключей 7-12 переменного тока, включающихс  при каждой смене пол рности напр жени -на обмотках трансформатора 2 по алгоритму работы ключей (фиг. 2 в) и подключающих секции обмоток 3-5 и дополнительную обмотку 6 трансформатора 2 к нагрузке 13

ЗЕ 4,5Е - 2Е + IE - 0,5Е Е 4,5Е - 2Е + IE + 0,5Е 5Е ,5Е + 2Е - IE - 0,5Е 6Ё 4,5Е + 2Е - IE + 0,5Е 7Е 4,5Е + 2E + IE - 0,5Е 8Е Jl|,5E + 2Е ч- IE + 0,5Е При подключении секции обмоток 3-5 последовательно с дополнительной обмоткой 6 трансформатора 2 к нагрузке 13 в обратной последовательностй (по yKaaaHHONjy на фиг. 2 в алгоритму работы ключей 7-12) формируютс  уровни напр жени  во второй четверти периода выходного напр жени . Аналогично происходит формирование второй полуволны выходного напр жени  преобразовател .

Таким образом, незначительное изменение схемы - введение дополнительной обмотки трансформатора и использование другого соотношени  витков секций п-ной обмотки трансформатора обеспечивает работу преобразовател  на активно-индуктивную нагрузку при высоком качестве его выходного напр жени .

Claims (3)

1.Повышение эффективности уст-, ройств преобразовательной техники. Киев, 1976, с. 27, рис. 3.

2.Авторское свидетельство СССР № 688970, кл. Н 02 М , 1976.

3.Патент Англии № 1516313, кл. Н 2 F, 1978.

-hU

Фг/g, / тгшгигшш

в71Ь81Тд17Вд778В7 7д S 7 В 7 7 д S 7 78

д ю 9 109 ЮЗ 9 ю S юю д ю9 9 ЮЗ юдюзвюзю

niZJI П 11 П 1111111211 Itnntf И И fllfnitn nun. ft 12 П П 11

f/Jfff.Z пшшллги