SU873358A1 - Трехфазный автономный инвертор - Google Patents

Description

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может использоватьс  в системах элек троснабжени  и электропривода промышленных установок и транспортных средств. Известен трехфазный преобразователь частоты, в котором питание инвертора осуществ1шетс  от нескольких источников. Он содержит электромаши1шый генератор переменного тока с несколь кими выходными обмотками, выпр мители с выходными напр жени ми, равными по величине уровн м ступеней выходного напр жени , входы каждого из которых подключены k обмоткам генератора, а выходы - через сглаживающие фильтры и пр мой и обратный мосты к выходным 1выводам. Преобразователь формирует относительно общей нулевой точки источников трехступенчатое напр жение путем подаслючени  выходнь1Х выводов к различным уровн м посто  шюго напр жени  1. Известен также инвертор со ступенчатой формой кривой выходного напр жени . Он ссдержит два источника посто нного напр жени , подключенные к выводам посто нного тока мостовых переключателей, соедине шых выводами переменного тока по каскадной схеме, и дополнительные ключи, через которые выходные выводы св заны с выводами переменного тока мостовых переключателей. С помощью этих переключателей на интервале каждой ступени источники соедин ютс  последовательно в необходимой пол рности и с помощью дополнительных ключей подключаютс  к вьшодам трехфазной нагрузки. В результате на выходе инвертора формируетс  трехфазное трехступенчатое напр жение (2. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  трехфазный инвертор, который питаетс  от двух источников посто нного тока и содержит ключи переменного тока, соединенные в два трехфазных моста, выводы посто 1шого тока каждого из которых образуют пару входных выводов инвертора дл  подключени  одного из упом нутых источников питани , а выводы переменного тока соединены непосредственно с выходными выводами инвертора . С помощью ключей этих мостов на интервале каждой ступени источники соедин ютс  последовательно в необходимой пол рности и с помощью ключей этих же мостов подключа-.

387

ютс  к выходным выводам. В результате на выходе инвертора формируетс  трехфазное трехступенчатое напр жение 3.

Недостатком такого инвертора  вл етс  значительный процент высших гармоник, содержащихс  в выходном напр жении. Кроме основной гармоники, в нем присутствует гармоники с пор дковыми номерами К - 11, 13, ... 23, 25, ..., 35, 37, .., а коэффициент гармоник напр жени  К - 15,2%.

Целью изобретени   вл етс  улучшение формы кривой выходного напр жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что трехфазный автономный инвертор, содержащий два трехфазных моста на управл емых ключах

переменного тока, причем выводы переменного тока мостов соединены с соответствующими выходными выводами, а выводы посто нного ток мостов св заны с соответствующими входщыми выводами, снабжен дополнительными входными выводами и управл емыми ключами переменного тока по числу входных выводов, причем выводы посто нного тока мостов соединеныС соответствующими входнь{ми выводами через упом нутые дополнительные ключи переменного тока.

На фиг. 1 представлена схема трехфазного автономного инвертора; на фиг. 2 - временны диаграммы импульсов управлени  ключами и крива  выходного напр жени  инвертора дл  случа , когда к инвертору подключено четыре источника питани , а крива  выходного напр жени  имеет щесть уровней.

Трехфазный инвертор содержит ключи переменного тока 1-12 (например симисторы, встречно-параллельно включенные транзисторы с диодами, транзисторы, включешсые в диагонали посто нного тока диодных мостов или тиристоры с принудительной коммутацией), соединенные в два трехфазных моста с общим выводом, ключи переменного тока 13, 14, 15 и 16, через которые входные вьшоды 17-20 подключены к выводам посто нного тока мостов . Свободные выводь посто нного тока мостов соединены с общими входными выводами 21 и 22. При большем количестве уровней используютс  дополнительные ключи 23 и 24 и входные выводы 25 и 26.

Устройство работает следующим образом.

Управление ключами осуществл етс  импульсами напр жени , диаграмма которых представлена на фиг. 2, где номера диаграмм соответствуют номерам ключей. Дл  получени  напр жени , близкого по форме к синусоидальному , амплитуды его ступеней выбираютс  из услови  исключени  гармоник, близких к основной. При этом напр жени  подключенных к выводам 17-20 источников, равные соответственно амплитудам ступеней линейного напр жени , определ ютс  по величине аппроксимирующей синусоиды, проход щей через середины горизонтальга и участков ступеней.

Рассмотрим работу схемы при формировании выходного напр жени , имеющего щесть уровней. Крива  этого напр жени  представлена на фиг. 2. Дл  этого случа  требуетс  четыре источника посто нного напр жезш  подключаемые к выводам 17-20. П та  и щеста  ступени линейных напр жений формируютс  путем суммировани  напр жений источников, подключешшх к выводам 17 и 20, 18 и 19. Полупериод выходного напр жени  можно разбить на двенадцать равных интервалов.

На первом интервале замыкаютс  ключи 1, 6, 10, И, 14 и 15. С помощью ключей 14 и 15 источники с выводами 17 и 20 подключаютс  к выводам посто нного тока трехфазных мостов, а ключи 1 и 10 соедин ют эти источники последовательно и к их общей точке подключают зажим фазы А. Замкнутые ключи 6 и 11 соедин ют зажимы фаз В и С с выводами 21 и 20 соответственно. В результате формируютс  перва  положительна , п та  отрицательна  и четверта  положительна  ступени трехлинейных выходных напр жений;

На втором интервале замыкаютс  ключи 4,

5,7, 12, 13 и 16. Ключи 13 и 16 подключают выводы 18 и 19 источников к выводам посто нного тока мостов, а ключи 4 и 7 соедин ю эти источники последовательно и к их общей точке подключают зажим фазы А. Замкнутые ключи 12 и 5 соедин ют зажимы фаз В и С

с выводами 22 и 18 соответственно. На выходе HimepTopa формируютс  втора  положительна , щеста  отрицательна  и треть  положительна  ступени линейных напр жений.

Натретьем интервале замыкаютс  ключи 1,

6,10, 11, 13 и 16. С помощью ключей. 13 и 16 к выводам посто нного тока мостов остаютс  подключены выводы 18 и 19 источников, а ключи 1 и 10 соедин ют эти источники последовательно , но другими равноименными зажимами

и к их общей точке подключают зажим фазы А. Замкнутые ключи 6 и И соедин ет зажимы фаз В и С с вь вoдaми 21 и 19 соответствё1шо . При зтом формируютс  треть  ,по ложительна , шеста  отрицательна  и втора  положительна  ступени линейных напр же1шй.

На следующих интервалах процессов г в ин- верторе происход т аналогично описанному в соответствии с диаграммой импульсов управлени  ключами. В результате работы инвертора на его выходе формируетс  трехфазное напр жение , форма которого представлена на фиг. 2. Аналогичную форму имеют и фазные напр жени .

Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождени  тока в двух направле(ш х и посто нство потенциалов фаз в teueiffle каждого интервала. Это обуславливает работоспособность схемы при любом коэффицнеите мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напр жени .

В рассмотренном случае в выходном напр жении присутствуют высшие гармоники с пор дковыми номерами К   23, 25, ..., 47, 49, ..., а KT - 7,57%.

Предлагаемый инвертор позвол ет улучишть форму кривой выходного напр жени  без су- щественного усложнени  схемы.

I

Это обусловлено тем, что основна  часть схемы (два трехфазных моста) остаетс  неизменной при любом числе ступеней напр жени  При добавле1шн одного источника пнташ  и одного ключа переменного Тока пор дковые номера высших гармоник, присутствующих в выходном напр жении, увеличиваютс  на шесть Увеличива  число нсточшков питани , можно сформнровать трехфазное напр жение с любым числом ступеней и получить без выходных фильтров практически синусоидальную форму кривой напр жени .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Трехфазный автономный инвертор, содержаш 1й два трехфазных моста на управл емых ключах переменного тока, причем выводы переменного тока мостов соединены с соответствующими выходными выводами, а выводы посто нного тока мостов св заны с соответствующими входными выводами, отличающийс  - тем, что, с целью улучшени  формы кривой выходного напр жени , он снабжен дополнительными входными выводами и управл емыми ключами переменного тока по числу входных выводов, причем вывода1 посто ошюго тока мостов соединены с соответствующими входными вьшодамн через упом нутые ключи переменного тока.

   Источ1чпсн информации, прин тые во внимание прн зкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N575746, кл. Н 02 М 5/27, 1977.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 525212, кл. Н 02 М 7/44, 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2722791, кл Н 02 М 7/44, 1979.

   //

   ф{/г./

   r-l ГЧ t-1

   5 6

   7 8 S Ю

   11 /Л

   n n

   13 f4

   r-n Г--1 rn

   r-1 r-1 r-i

   n n

   r-1 r-1 m r-1

   r-i m r-1 f-i

   I-I I-1

   U,

   AB