Багатофазні інвертори

Інвертор — винахід відноситься до електротехніки і може бути використаний в автономних системах електропостачання для перетворення постійного струму в трифазну симетричну систему напруг змінного струму.

Найбільш близьким за технічним рішенням є перетворювач напруги постійного струму в трифазне змінне, виконаний на базі трьох мостових однофазних транзисторних інверторах і трифазного трансформатора. Недоліками перетворювача є низька надійність і високий рівень перешкод через великої кількості транзисторних ключів, складна система управління.

Технічне завдання полягає в підвищенні надійності трифазного інвертора і зменшенні рівня електричних перешкод.

Рис 1. Принципова схема трифазного інвертора

Рис 2. Діаграма напруг, яка пояснює принцип роботи трифазного інвертора

Рис 3.схема обмоток трансформатора з обертовим магнітним полем

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на рис.1 наведена функціональна електрична схема трифазного інвертора; на рис.2 — діаграма напруг, яка пояснює принцип роботи трифазного інвертора; на рис.3 — схема обмоток трансформатора з обертовим магнітним полем.

Склад трифазного інвертора

Однофазно-трифазного трансформатора з обертовім магнітнім полем, який містить дві первинні обмотки 1 і 2, з виводу 3, 4, 5 и 6, 7, 8 відповідно, розміщені на тороїдальній частині и зсунуті в просторі один відносно одного під кутом 90 °. Середні точки первинних обмоток 4 і 7 з'єднані між собою и підключені до негативної клеми 9 джерела постійного струм, качана 3, 6 и кінці 5, 8 первинних обмоток 1 і 2 через транзисторні ключі 10, 11 и 12, 13 підключені до позитивної клеми 14. три вторинні обмотки 15, 16, 17 розміщені під кутом 120 ° и з'єднані за схемою «зірка». Система управління 18 містить генератор пилкоподібної напруги 19, підключеній до першого формувачу імпульсів 20 и фазосдвигающие влаштую 21, вхід трансформаторно-віпрямного блоку 22 підключеній до виходів трифазного інвертора 23, 24, 25, такоже до віходів підключено и фазосдвигающие влаштую 21. На другий вхід формувача імпульсів 20 підключеній трансформаторно-віпрямній блок 22, а до виходів — розподільнік імпульсів 26, Який, у свою черга, підключеній до керуючих входів транзисторів 10, 11. Заходь іншого формувача імпульсів 27 підключені до фазосдвигающие вус Трою 21 и до трансформаторно-віпрямного блоку 22, вихід формувача імпульсів 27 підключеній до входу розподільника імпульсів 28, виходи якого, в свою черга, підключені до керуючих входів транзисторів 12, 13.

Принцип дії трифазного інвертора

Трифазний інвертор працює наступним чином. Напруга джерела постійного струму подається до вхідних затискачів 9, 14, які є входами першого і другого однофазних інверторів. При змінній роботі транзисторів 10 або 11 першого однофазного інвертора і 12 або 13 другого однофазного інвертора в первинних обмотках протікає пульсуючий струм, який наводить змінний магнітний потік в магнітопроводі трансформатора з обертовим магнітним полем (рис.2, д, і), і створюють таким чином круговий обертове магнітне поле (рис.2, к), дія якого наводить трифазну ЕРС на виході трифазного інвертора. При дестабілізуючих факторах на вихідних затискачах 23, 24, 25 система управління 18 забезпечує стабілізацію вихідної напруги.

Принцип дії системи управління трифазного інвертора

Система управління працює наступним чином. Генератор пилкоподібної напруги 19 генерує опорний сигнал μ_ГПН (рис.2, а), який надходить на формувач імпульсів 20 і фазосдвигающие устрою 21. На другий вхід формувача імпульсів 20 надходить провідний сигнал μ_ТВБ від трансформаторно-випрямного блоку 22 (рис.2, а) . У разі, коли μ_ГПН > μ_ТВБ, формується керуючий сигнал μ_ФІ1 (рис.2, б), який через розподільник імпульсів 26 надходить на керуючі електроди транзистора 10 або 11 (рис.2, в, г). Фазосдвигающие устрою 21 здійснює електричний зрушення опорного сигналу μ_ГПН на 90 ° (рис.2, е), в результаті зсуваються на 90 ° керуючі імпульси, що надходять на керуючі електроди транзистора 12 або 13 другого інвертора (рис.2, ж, з), і в муздрамтеатрі трансформатора з обертовим магнітним полем наводиться круговий обертове магнітне поле (рис.2, к).
При зменшенні напруги на виході трифазного інвертора сигнал uТВБ зменшується (рис.2, л) і, як наслідок, зменшується кут управління транзисторами α1 (рис.2, м), тим самим збільшуючи час відкритого стану транзисторів однофазних інверторів, що збільшує величину сумарного магнітного потоку Фсум.магн (рис.2, р) і відповідно вихідна напруга трифазного інвертора. При цьому фазосдвигающие устрою забезпечує кут зсуву фаз між напругою першого і другого інверторів в 90 °.