SU1495964A1 - Dc-to-quasi-sine-voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода. Цель изобретени  - улучшение формы кривой выходного напр жени . Преобразователь содержит однофазный инвертор на силовых ключах 1-4, выход однофазного инвертора подключен к первичной обмотке трансформатора 5. Основна  вторична  обмотка трансформатора 5 имеет промежуточный отвод, раздел ющий ее на секции 6 и 7. Три группы ключей 10-15 и 18-20 переменного тока по три ключа в каждой подключают выводы вторичной обмотки трансформатора 5 к выходным выводам преобразовател . При этом промежуточный отвод вторичной обмотки трансформатора 5 соединен с ключами 18-20 переменного тока через две параллельные ветви, которые содержат по ключу 16 и 17 переменного тока и дополнительной вторичной обмотке 8 и 9 трансформатора. Числа витков секций 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных вторичных обмоток 8 и 9 относ тс  между собой как 3:2:1:1. Инвертор работает на повышенной промежуточной частоте, кратной выходной, и на вторичных обмотках трансформатора формируютс  пр моугольные напр жени , которые алгебраически суммируютс  в различных сочетани х. Результирующее напр жение с помощью ключей переменного тока демодулируетс  в трехфазное низкочастотное, близкое по форме к синусоидальному. 4 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply and electric drive systems. The purpose of the invention is to improve the shape of the output voltage curve. The converter contains a single-phase inverter on the power switches 1-4, the output of the single-phase inverter is connected to the primary winding of the transformer 5. The main secondary winding of the transformer 5 has an intermediate tap dividing it into sections 6 and 7. Three groups of 10-15 and 18-20 alternating keys the current of three keys each connect the terminals of the secondary winding of the transformer 5 to the output terminals of the converter. In this case, the intermediate tap of the secondary winding of the transformer 5 is connected to the keys 18–20 of the alternating current through two parallel branches, which contain the alternating current switch 16 and 17 and the additional secondary winding 8 and 9 of the transformer. The numbers of turns of sections 6 and 7 of the main secondary winding of the transformer and its additional secondary windings 8 and 9 refer to each other as 3: 2: 1: 1. The inverter operates at an increased intermediate frequency, a multiple of the output, and rectangular voltages are formed on the secondary windings of the transformer, which are summed algebraically in various combinations. The resulting voltage is demodulated by alternating current keys into a three-phase low-frequency one, which is close in shape to a sinusoidal one. 4 il.

Description

31493149

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply and electric drive systems.

Цель изобретени  - улучшение формы кривой выходного напр жени .The purpose of the invention is to improve the shape of the output voltage curve.

На фиг.1 показана принципиальна  схема преобразовател ; на фиг,2 - принципиальна  схема системы управ- лени  преобразователем; на фиг.З - диаграммы, по сн ющие принцип формировани  импульсов управлени  ключами преобразовател ; на фиг.4 - таблиFigure 1 shows a circuit diagram of a converter; Fig. 2 is a schematic diagram of a converter control system; Figs. 3 are diagrams explaining the principle of generation of transducer key control pulses; figure 4 - table

ца истинности программируемого пос- то нного запоминающего устройства.The truth of a programmable storage device.

Преобразователь (фиг.1) содержит однофазный инвертор, выполненный на ключах 1-4, выход которого нагружен на первичную обмотку трансформатора 5. Секции 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора 5 подключены через дополнительные вторичные обмотки 8 и 9 и ключи 10-20. переменног тока к выходным выводам А, В, С пре- образовател .The Converter (figure 1) contains a single-phase inverter, made on the keys 1-4, the output of which is loaded on the primary winding of the transformer 5. Sections 6 and 7 of the main secondary winding of the transformer 5 are connected via additional secondary windings 8 and 9 and keys 10-20. AC current to the output terminals A, B, C of the converter.

Блок управлени  (фиг.2) праобразо ; вател ем содержит задающий генератор 21, выход которого соединен через триггер 22 и блок 23 буферных усили- телей с управл ющими цеп ми ключей 1-4 инвертора. Кроме того, вькод задающего генератора 21 подключен к входу двоичного счетчика 24 импуль- .сов, нагруженного на адресные входы программируемого посто нного запоминающего устройства 25. Выходы 26-36 последнего соединены через блок 23 с управл ющими входами ключей 10-20 преобразовател , причем номера выхо- дов блока 23 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.The control unit (Fig. 2) is a prototype; The driver contains a master oscillator 21, the output of which is connected via a trigger 22 and a block 23 of buffer amplifiers with control circuits of the inverter keys 1-4. In addition, the code of the master oscillator 21 is connected to the input of a binary counter 24 of pulses loaded on the address inputs of a programmable permanent storage device 25. The outputs 26-36 of the latter are connected via control unit 23 to control inputs of switches 10-20 of the converter, and the outputs of block 23 correspond to the numbers of the keys to which they are connected.

Диаграммы 37-52 (фиг.З) представл ют формы импульсов на выходах еле- дующих элементов: 37 - задающего ге- нератора 21; 38, 39 - пр мого и инверсного выходов триггера 22 (импульсы управлени  ключами 1-4 инвертора) 40 - трансформатора 5; 41-51 - на выходах 26-36 устройства 25 (импульсы управлени  ключами 10-20 соответственно ); 52 - преобразовател  (форма выходного фазного напр жени Diagrams 37-52 (FIG. 3) represent the pulse shapes at the outputs of the following elements: 37 — master oscillator 21; 38, 39 - direct and inverse outputs of the trigger 22 (impulse control pulses 1-4) 40 - transformer 5; 41-51 - at the outputs 26-36 of the device 25 (key control pulses 10-20, respectively); 52 - converter (output phase voltage form

и,).and,).

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Задающий генератор 21 (фиг.2) фомирует последовательность импульсов 37 (фиг.З), котора  .поступает наThe master oscillator 21 (FIG. 2) loses the pulse sequence 37 (FIG. 3), which enters on

0 0

0 5 0 0 5 0

5 five

00

5five

вход триггера 22 и вход двоичного счётчика 24, с коэффициентом пересчета , равным 15, Сигналы 38 и 39 пр мого и инверсного выходов триггера 22 усиливаютс  блоком 23 буферных усилителей и поступают на управл ющие цепи ключей 1-4 инвертора. С выхода счетчика 24 импульсы поступают на адресные входы программируемого посто нного запоминающего устройства 25, логические состо ни  выходов 26-36 которого в зависимости от кода адреса представлены на фиг.4. Причем уровень логического О на входе блока 23 обеспечивает.закрытое состо ние силового ключа преобразовател , а уровень логической 1 - открытое. В результате формируютс  необходимые последовательности 41-51 импульсов управлени  силовыми ключами преобразовател .trigger input 22 and binary counter input 24, with a conversion factor of 15, Signals 38 and 39 of the forward and inverse outputs of trigger 22 are amplified by a block 23 of buffer amplifiers and fed to control circuits of inverter keys 1-4. From the output of the counter 24, the pulses arrive at the address inputs of the programmable read-only memory 25, the logical states of the outputs 26-36 of which, depending on the address code, are presented in FIG. Moreover, the logic level O at the input of unit 23 provides the closed state of the power switch of the converter, and the logic level 1 is open. As a result, the necessary sequences 41-51 of control pulses of the power switches of the converter are formed.

При этом на обмотках трансформатора 5 формируетс  напр жение 40 (фиг.З), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, восьмиступенчатое напр жение 52. Амплитуды ступеней сIn this case, a voltage of 40 (FIG. 3) is formed on the windings of the transformer 5, and an eight-step voltage 52 is applied at the phase of the load connected by a star. The amplitudes of the steps with

первой по восьмую равны -о У Q 9ТТ и 8U „.. 10U - „ .the first to the eighth are equal to -o Y Q 9ТТ and 8U „.. 10U -„.

з -з  hh

амплитуда напр жени  на каждой из дополнительных обмоток 8 и 9.the voltage amplitude at each of the additional windings 8 and 9.

Напр жени  на секци х 6 и 7 трансформатора 5 должны быть равны 2U и Зи, т.е. числа витков секций основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных обмоток относ тс  между собой как 3:2:1:1. Полупериод выходного напр жени  .52 можно разделить на 15 равных интервалов..The voltages of sections 6 and 7 of transformer 5 should be equal to 2U and 3i, i.e. the number of turns of the sections of the main secondary winding of the transformer and its additional windings are related to each other as 3: 2: 1: 1. The half-period of the .52 output voltage can be divided into 15 equal intervals.

На первом интервале в соответствии с таблицей на фиг.4 отпираютс  ключи 1, 2, 12, 15, 16, 18 (диаграммы 38, 43, 46, 47, 49). Через замкнутые ключи 18, 16, 12 к выходным выйо-. дам А, В прикладываетс  сумма напр жений обмотки 8 и секции 6, равна  Зи. К выводам В, С. через ключи 12 и 15 прикладываетс  сумма напр жений секций 6 и 7, равна  (5U), а к выходам С, А через ключи 15, 16 и 18 - разность напр жений секции 7 и обмотки 8, равна  2U. При этом фазные напр жени  нагрузки, соединенной звездой, равны:In the first interval, in accordance with the table in FIG. 4, the keys 1, 2, 12, 15, 16, 18 are unlocked (figures 38, 43, 46, 47, 49). Through the closed keys 18, 16, 12 to the output of the output. Ladies A, B, the sum of the windings 8 and section 6 is applied, is equal to Zi. The sum of the voltages of sections 6 and 7 is equal to (5U) applied to conclusions B, C. via keys 12 and 15, and the difference between the voltages of section 7 and winding 8 equals 2U to outputs C, A across keys 15, 16 and 18 . In this case, the phase voltages of a load connected by a star are:

и дв - и С.Лand dv - and S.L

- 5- five

3U-2U .и3U-2U. And

зs

, 3 . 3

- 5у-3у 3- 5y-3y 3

-8y 3 -8y 3

7U7U

Uc -(U,+U,) ..e. формируетс - перва  положительна , шеста  отрицательна  и п та  положительна  ступени фазных напр жений и,, и g, и с.Uc - (U, + U,) ..e. is formed — the first is positive, the pole is negative, and n is the positive of the degree of phase voltages and ,, both g and c.

На втором интервале замыкают ключи 2, 3, 13, 14, 17 и 18, мен етс  пол рность напр жений на обмотках трансформатора 5. К выводам А, В че- рез ключи 18, 17 и 13 прикладываетс  сумма напр жений обмотки 9 и секции 7, равна .4U, к выводам В, С через ключи 13 и 14 - сумма напр жений секций 6 и 7,равна  (-5U), к выводам С, А через ключи 14, 17 и 18 - р-азность напр жений секции 6 и обмотки 9, равна  U. Фазные напр жени  станов тс  равными и, -3U, 2U, т.е. формируетс  втора  положительна , седьма  отрицательна  и четверта  положительна  ступени фазных напр жений . На следующих интервалах работа преобразовател  происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 37-51 (фиг.З).In the second interval, the keys 2, 3, 13, 14, 17 and 18 are closed, the polarity of the voltages on the windings of the transformer 5 changes. Conclusions A, B through the keys 18, 17 and 13 apply the sum of the voltages of the winding 9 and section 7, equal to .4U, to terminals B, C through keys 13 and 14 - the sum of the voltages of sections 6 and 7, is equal to (-5U), to terminals C, A through keys 14, 17 and 18 - p is the voltage of the section 6 and windings 9 are equal to U. The phase voltages become equal to and, -3U, 2U, i.e. a second positive, seventh negative, and fourth positive phase voltage phase are formed. At the following intervals, the operation of the converter occurs as described in accordance with diagrams 37-51 (FIG. 3).

Подключение любой ветви схемы с помощью управл емых ключей с двухсторонней проводимостью 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 МОЕШОСТИ нагрузки с неизменной формой кривой выходного напр жени .Connecting any branch of the circuit with the help of controlled keys with double-sided conductivity provides the possibility of current flow in two directions and the constant potential difference of the phases during each interval. This determines the efficiency of the converter at any load POWER factor with a constant output voltage curve.

10ten

.20.20

- 5   4959646- 5 4959646

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Преобразователь посто нного напр жени  в трехфазное квазисйнусоидаль- ное напр жение, содержащий однофазный инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора, основна  вторична  обмотка которого содержит промежуточный отвод, а также три группы ключей переменного тока по . три ключа в каждой, одни- силовые выводы которых соединены с выходньми выводами преобразовател , а другие объединены в три общие точки, дв,е из которых подключены к концам основной вторичной обмотки трансформатора, а треть  точка ключей соединена с ее промежуточным отводом через две параллельные ветви, которые содержат по ключу переменного тока и дополнительной вторичной обмотке трансформатора , причем дополнительные обмотки включены встречно, и блок управлени , содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входами триггера и последовательно св занной цепи, состо щей из счетчика импульсов и программируемого посто нного запоминающего устройства, выходы которого также, как и выходы триггера, через блок буферных усилителей соединены с управл ющими цеп ми силовых ключей инвертора и ключей переменного тока соответственно, отличающий- с   тем, что, с целью улучшени  формы кривой выходного напр жени , числа витков секций основной вторичной обмотки трансформатора, разделенных промежуточным отводом, и его дополнительных вторичных обмоток относ тс  между собой, как 3:2:1:1, а в программируемое посто нное запоминающее устройство введена программа в соответствии с таблицей истинности, приведенной на фиг.4.A constant voltage converter into a three-phase quasi-sinusoidal voltage containing a single-phase inverter, the output connected to the primary winding of the transformer, the main secondary winding of which contains an intermediate tap, as well as three groups of alternating current keys along. three keys in each, single power outputs of which are connected to the output terminals of the converter, and others are combined into three common points, two of which are connected to the ends of the main secondary winding of the transformer, and a third point of the keys is connected to its intermediate branch through two parallel branches which contain an alternating current key and an additional secondary winding of the transformer, the additional windings being connected in opposite, and a control unit containing a master oscillator whose output is connected to the inputs of a trigger and a series-connected circuit consisting of a pulse counter and a programmable Permanent Memory, the outputs of which, like the outputs of the trigger, are connected to the control circuits of the inverter power switches and AC switches, respectively, through a block of buffer amplifiers that, in order to improve the shape of the output voltage curve, the number of turns of the sections of the main secondary winding of the transformer, separated by an intermediate tap, and its additional secondary windings are related to each other i, as 3: 2: 1: 1, and a program is entered into the programmable read only memory in accordance with the truth table shown in Fig. 4. 2525 30thirty 3535 4040 ггyy мm iffiff Я„I" LL L й|L st | . IL L Я.. Il l ya J5 Д5J5 D5 2J2J лl JHJh JSJs J6J6 J7 fSJ7 fS J9 20J9 20 фуг. Jfug. J фиеЛfieL