Перетворювач постійної напруги в трифазну

Перетворювач постійної напруги а трифазну, що містить два з'єднанні паралельно по входу мостові трифазні інвертори, блок керування, трансформатор, первинні обмотки якого підключені до виходу другого інвертора і, відрізняється тим, що трансформатор виконаний з коефіцієнтом транс Винахід відноситься до електротехніки і може бути використаний в системах вторинного живлення, як перетворювач частоти з квазісинусоїдною формою напруг на виході на всьому діапазоні зміни частоти. Відомий перетворювач постійної напруги в трифазну (Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / Под ред. Р.С. Сарбатова. – М.: Энергия, 1980), який являє собою мостовий трифазний автономний інвертор з штучною комутацією вентилів, не забезпечує на виході напруг близькими за формою до синусоїди. У складі цих напруг присутні всі непарні гармоніки, які некратні до трьох. Вони записуються такими виразами (Теоретична електротехніка. – Львів: ЛДУ, 1995. - № 53): вертора і тому залежить від потужності перетворювача. Відомий перетворювач постійної напруги в трифазну, який містить два з'єднані паралельно по входу мостові трифазні інвертори, блок керування, трансформатор, первинні обмотка якого підключені до виходу другого інвертора (Боднар Г.Й. Формування фазних напруг в системі "Каскадний інвертор напруг - асинхронний двигун" // Вісник Лісотехнічного університету, 1996). Того що цей перетворювач, крім першого трансформатора, виконаного з коефіцієнтом трансформації 1, первинні обмотки якого з'єднані у "зірку", додатково містить другий трансформатор з коефіцієнтом трансформації 1, первинні обмотки якого з'єднані за схемою "зірка" і підключені до виходу першого інвертора, а вторинні обмотки першого і другого трансформаторів з'єднані між собою пофазно-послідовно за схемою сумування, причому одні кінці кіл, утворених з відповідних пар обмоток з'єднанні в спільну точку, а другі кінці цих кіл є вихідними виводами перетворювача, вихідні напруги цього перетворювача формуються додаванням фазних напруг першого і другого трансформаторів, тому 5 і 7 гармоніки в їхньому складі частково компенсуються (на 75%), однак повністю не ліквідуються, що негативно впливає на роботу споживачів, які живляться від перетворювача, а введення в схему перетворювача додатково двох трансформаторів погіршує його масо-габаритні показники. В основу винаходу поставлено задачу створення перетворювача постійної напруги в трифазну, в якому нове виконання поєднань елементів j=1 n U3 = 2j п å (2 / jp ) sin j (g - 2r ) , j=1 де: U1, U2, U3 - фазні напруги на виході інвертора; jп - потенціал на вході інвертора; j - порядковий номер гармоніки; j=6k±1, де k=0, 1, 2, 3,..., n/6 (j=1, 5, 7, 11, 13, ..., n); r=2p/3, g=wt. Надійність роботи такого перетворювача визначається схемою штучної комутації вентилів ін A (13) 31179 (11) U2 = 2j п å (2 / jp ) sin j (g - r ) , UA j=1 n (19) n U1 = 2j п å (2 / jp ) sin j (g ) , формації 3 , первинні обмотки якого з'єднані по схемі "трикутник", а входи вторинних обмоток трансформатора під'єднані до виходу першого інвертора, при чому виходи вторинних обмоток є виходом перетворювача. 31179 схеми дозволяє спростити пристрій та покращити форму вихідної напруги перетворювача. Поставлене завдання вирішується тим, що в перетворювачі, який містить два з'єднані паралельно по входу мостові трифазні інвертори, блок керування, трансформатор, первинні обмотки якого підключені до виходу другого інвертора і, згідно з винаходом, трансформатор виконаний з коефіці першого інвертора 1, а виходи вторинних обмоток А, В, С є виходами перетворювача. Коефіцієнт трансформації трансформатора 9 становить 3 . Блок керування 10 визнаний з забезпеченням зсуву фаз сигналів керування інверторами 1 і 2 на кут 30 ел. град. Блок керування реалізований на задаючому генераторі 11, фазозсувному пристрої 13 і двох кільцевих регістрах 12, 14. Перетворювач працює таким чином. Задаючий генератор 11 формує послідовність тактових імпульсів з частотою в 6 разів вище вихідної частоти перетворювача, які поступають на вхід регістра 12 і фазозсувного пристрою 13, на виході якого тактові імпульси зсуваються на кут 30 ел. град. З виходу фазозсувного пристрою 13 імпульси поступають на вхід регістра 14. На виходах регістра 12 формується трифазна система парафазних сигналів типу "меандр", які після гальванічної розв'язки і підсилення поступають на керуючі входи інвертора 1. Така ж система сигналів керування, але зсунута на 30 ел. град. формується на виходах регістра 14. Ці сигнали після гальванічної розв'язки і підсилення поступають на керуючі входи інвертора 2. На трансформаторі 9 відбувається сумування фазної напруги з виходу інвертора 1 та лінійної напруги з виходу інвертора 2, яка зсунута на 30 ел. град. по відношенню до напруги з виходу інвертора 1 в сторону випередження. В результаті сумування на виході вторинних обмоток трансформатора 9, які є виходами перетворювача, формується напруга з коефіцієнтом гармонік 15,2%. На фіг. 2 показані експериментально зняті осцилограми вихідної фазної напруги перетворювача (Uф) та струму (Iф) у випадку роботи перетворювача на активно-індуктивне навантаження (асинхронний двигун в режимі холостого ходу). єнтом трансформації 3 , первинні обмотки якого з'єднані за схемою "трикутник", а входи вторинних обмоток трансформатора приєднані до виходу першого інвертора, причому виходи вторинних обмоток є виходом перетворювача. Оскільки вихідні напруги такого перетворювача формуються додаванням фазної напруги з виходу першого інвертора і зменшеної в 3 раз лінійної напруги з виходу другого інвертора, 5 і 7 гармоніки в їхньому складі повністю відсутні. Тим самим форма вихідної напруги перетворювача майже наближена до синусоїди. Відсутність у схемі перетворювача одного трансформатора покращує масо-габаритні показники пристрою. На фіг. 1 представлено перетворювач постійної напруги в трифазну, а на фіг. 2 наведено експериментально зняті осцилограми вихідної фазної напруги перетворювача та струму у випадку роботи перетворювача на активно-індуктивне навантаження (асинхронний двигун в режимі холостого ходу), де 1 - перший інвертор, 2 - другий інвертор, 3, 4, 5 - виходи першого інвертора, 6, 7, 8 - виходи другого інвертора, 9 - трансформатор, 10 - блок керування, 11 - задаючий генератор, 12 та 14 - кільцеві регістри, 13 - фазозсувний пристрій. Перетворювач містить перший 1 і другий 2 трифазні мостові інвертори, які з'єднанні паралельно до вхідних виводів. Виходи 6, 7, 8 другого інвертора 2 підключені до з'єднаних у трикутник первинних обмоток трансформатора 9, входи вторинних обмоток якого приєднані до виходів 3, 4, 5 Фіг. 1 2 31179 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3