SU983945A1 - Преобразователь посто нного напр жени в трехфазное квазисинусоидальное - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани  или электропривода дл  преобразовани  посто нного напр жени  в трехфазное квазисинусоидальное .

Известен трехфазный преобразователь , в котором выходное напр жение получают путем суммировани  напр жений двух инверторов. Он содержит преобразовательные  чейки, кажда  из которых выполнена на управл емых ключах, образующих мост, диагональ переменного тока которого св зана с цепью нагрузки, а длительность пр моугольного импульса выходного фазного напр жени  составл ет 150 эл.град. и дополнительный преобразователь на управл емых ключах , в цепь переменного тока кото-. рого включена первична  обмотка дополнительного трансформатора, вторичные обмотки которого включены последовательно с каждым управл емым ключом преобразовательных  чеек. Преобразовательные  чейки образуют два трехфазных моста ключей, управл e ллx со взаимным фазовым сдвигом Э 30 эл.град. На интервалах импульсов эти напр жени  суммируютс 

по первичным цеп м трансформаторов с. напр жением дополнительной  чейки, работающей с шестикратной частотой. Результируюг,еэ линейное напр жение имеет трехступенчатую форму с паузой на нуле, коэффициент гармоник которого 15,2% 1.

Однако в этом устройстве основные трансформаторы работают на выходной

10 частоте, поэтому имеют болылую массу и габариты. Значительное число управл емых ключей и обмоток трансформаторов существенно усложн ет схему.

Кроме того, недостатком этого

15 инвертора  вл етс  несинусоидальна  форма кривой выходного напр жени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь посто нного напр жени 

20 в трехфазное переменное, который содержит основной однофазный генератор с основным выходным трансформатором , вторична .обмотка которого имеет отвод и св зана через ключи

25 переменного тока с выходными выводами преобразовател  и вспомогательный однофазный инвертор с вспомогательным выходным трансформатором. Основной трансформатор выполнен с трем  30 вторичными обмотками, имеюпшми отвод от средней точки и соединенными через три первых ключа переменного то в замкнутый треугольник, вершины ко торого соединены непосредственно с выходными выводами преобразовател , вспомогательный трансформатор выполнен с трем  .вторичными обмотками, кажда  из которых включена через второй ключ беременного тока между указанным отводом и противоположной вершиной треугольника. Основной инвертор работает на частоте, в три раза превышающей выходную, и формирует на выходе трехфазное двухступен чатое напр жение. С помощью вспомогательного трансформатора это напр  жение суммируетс  с выходным напр жением вспомогательного инвертора, работающего на шестикратной частоте и на нагрузке формируетс  трехфазное трехступенчатое напр жение 2. Однако в выходном напр жении известного преобразовател  содержитс  значительный процент высших гармоник с пор дковыми номерами -11, 13, 23, 25,..., а коэффициент гармоник этого напр жени  равен 15,2%. Это приводит к увеличению потерь мощности в потребителе или к необходимости ус тановки выходных фильтров. Цель изобретени   вл етс  улучшение формы кривой выходного напр жени  преобразовател . Эта цель достигаетс  тем, что в преобразователе посто нного напр жени  в трехфазное квазисинусоидальнов содержащем основной однофазный инвер тор, выходом подключенный к первичной обмотке основного трансформатора , три вторичные обмотки которого содержат по одному промежуточному выводу и св заны между собой ч-ерез три первых ключа переменного тока по схеме замкнутого треугольника, вершины которого образуют выходные выводы преобразовател , и вспомогательный однофазный инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, кажда  из трех вторичных обмоток которого включена между промежуточным выводом одной из вторичных обмоток основного трансформатора и одним из силовых выводов второго ключа переменного тока, другой силовой вывод которого соединен с той же вершиной упом нутого треугольника, что и пе рвый ключ данной фазы, а между первым ключом переменного тока и вторичной обмоткой основного трансформатора каждой фазы включена дополнительна  вторична  обмотка вспомогательного трансформатора. На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого трехфазного преобразовател , на фиг. 2 изображены формы напр жений на обмотках основного и вспомогательного трансформаторов, временна  диаграмма импульсов управлени  ключами, форма выходного напр жени  преобразовател .. Преобразователь содержит основной однофазный инвертор 1 и вспомогательный однофазный инвертор 2. Выход основного инвертора соединен с первичной ,обмоткой основного трансформатора 3, а выход вспомогательного инвертора - с первичной обмоткой вспомогательного трансформатора 4. Секции 5 и 6 вторичной обмотки основного трансформатора и вторичные обмотки 7 и 8 вспомогательного трансформатора соединены между собой и через ключи 9-14 переменного тока - с выходными выводами преобразовател  А, В, С. . Устройство работает следующим Образом. Однофазные инверторы 1 и 2 синхронизированы и создают на обмотках трансформаторов 3 и 4 напр жени , формы которых представлены на фиг. 2а. Управление ключами 9-14 переменного тока осуществл етс  импульсами напр жени , диаграмма которых представлена на фиг. 26. Причем импульсы , соответствующие графику 9, подаютс  на ключ 9, графику 10 - на ключ 10 .и т.д. Дл  получени  выходного напр жени  преобразовател , близкого по форме к синусоидальному, амплитуды его ступеней выбирают из услови  исключени  гармоник, близких к основной. При этом величины амплитуд ступеней с первой по шестую (и - Ue ) выходного линейного напр жени  соответственно равны и 7,5 ОЛ31 иг и 22,5 0,383 U, 37,5 0,609 lo - VM -- J t t f J ytl 1 V 52,5 0,783 :Uj и sin 67-, 5° 0,924 Оу„; . Uf и sin 82,5 0,992 Дл  получени  , выходного напр жени  с указанными амплитудами ступеней величины напр жений на секци х 5 и б (П(,5 , ) вторичных обмоток основного трансформатораДОЛЖНЫ быть св заны с амплитудами ступеней выходного линейного напр жени  (фиг.2в) следующим образом Т + tJ-2. Q 257 и и,/5/ П, СБ + С6 + Ilt о 701 и. и напр жени  на вторичных обмотках 7 и 8 (Пр , UCB ) вспомогательного трансформатора равны 0,092 U.. : - о 126 П Кроме того, при формировании трех фазного напр жени  используютс  следующие равенства ч 4 V. бДанные соотношени  амплитуд ступеней и напр жений на секци х и вторичных обмотках трансформаторов позвол ют осуществить следующий принцип формировани  выходного напр жени : первые ступени линейных напр жений получают путем вычитани  напр  жений секций 5 и обмотки 8 каждой фазы, а вторые ступени - путем их суммировани . Третьи ступени формируют путем вычитани  из суммарного напр жений секций 5 и 6 напр жени  обмотки 7, а четвертые ступени - путем их суммировани . П тые и шестые ступени линейных напр жений формирую путем суммировани  напр жений секдий 5 и 6 и обмоток 7 и 8 двух смеж ,ных Фаз (фиг. 2д, -ё ), например 5(AJ3) °( (Ь).(Л.(Л (0,092+0,701-0,126+0,257)0

0,924 и.

т

бСАВ) (b)+Uc6CB) +Uc5tBt oB((, (-0,092+0,701+0,126+0,25) U

0,992 П

MI

где и ,и - амплитуды п той и

5(АБ 61ЛВ; шестой ступеней линейного напр жени  и

Ч&

и ,и t) - напр у ени  на секС5 (вт С6(В) С5(С) ци х 5 и 6 фаз В

и С соответственно; и о напр жени  на об° мотках 7 и 8 фаз В и С.

Работа преобразовател  происходит в соответствии с диаграммой импульсов управлени  ключами и формами напр жений на обмотках трансформаторов. В результате работы преобразовател  на его выходе формируетс  трехфазное шестиступенчатое напр жение, форма которого представлена на фиг. 2.

Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождени  тока в двух направлени х и посто нство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразовател  при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напр жени .

Предлагаемый преобразователь по сравнению с известным имеет лучшую форму кривой выходного напр жени  шестиступенчатую вместо трехступенчатой при равном числе ключей переменного тока7г в которой содержатс 

Преобразователь посто нного напр жени  в трехфазное квазисинусоидальное , содержащий основной однофазный

инвертор, выходом подключенный к

первичной обмотке основного транс- форматора, три вторичные обмотки которого содержат по одному промежуточному выводу и св заны между собой

через три первых ключа переменного тока по схеме замкнутого треугольника , вершины которого образуют выходные выводы преобразовател , и вспомогательный однофазный инвертор, выХОДОМ подключенный к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, кажда  из трех вторичных обмоток которого включена между промежуточным выводом одной из вторичных обмоток основного трансформатора и одним из силовых выводов второго ключа переменного тока, отличающийс   тем, что, с целью улучшени  формы кривой выходного напр жени  преобразовател , другой силовой вывод

второго ключа переменного тока соединен с той же вершиной упом нутого треугольника, что и первый ключ данной фазы, а между первым ключом переменного тока и вторичной обмоткой

основного трансформатора каждой фазы включена дополнительна  вторична  обмотка вспомогательного трансформатора .

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 647818, кл. Н 02 М 7/537, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2994255/24-07,

Claims (1)

1. кл. Н 02 М 7/537, 1980. высшие гармоники с пор дковыми номерами VI 23, 25, 47, 49,..., а коэффициент гармоник этого напр жени  К г 7,57%, обладает более высоким КПД и быстродействием, более жесткой внешней характеристикой, лучшей симметрией выходных напр жений , независимостью их до величины и характера нагрузки, отсутствием возможных автоколебаний в системе преобразователь нагрузки за счет исключени  выходных фильтров, позвол ет более полно компенсировать реактивную мощность нагрузки, передава  ее из фазы в фазу, а следовательно , уменьшить емкость конденсаторов , устанавливаемых на входе преобразовател . Критический коэффициент мощности нагрузки, до которого происходит полна  компенсаци  реактивной мощности мину  источник посто нного входного напр жени , снижаетс  до 0,131 вместо 0,265 iB известном устройстве. Формула изобретени 

   f О

   - О

   и.

   тру