Патент на изобретение №2210167

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2210167 (13) C1
(51) МПК 7
H02M7/53, H02M7/537
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 28.03.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2002102326/09, 25.01.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

25.01.2002

(45) Опубликовано: 10.08.2003

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
МОИН В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. – М.: Энергия, 1986, с.314, рис.9.16. RU 2131640 С1, 10.06.1999. RU 2168825 С1, 11.01.2001. SU 736306 А, 25.05.1980. SU 1304151 А1, 26.06.1985. GB 2171567 А, 28.08.1986. US 4688165 А, 18.08.1987. US 4475149 А, 02.10.1984. DE 19523750 А1, 24.10.1972. FR 2576476 А1, 25.07.1986. ЕР 0146855 А3, 03.07.1985. WO 90/16111 А1, 27.12.1990.

Адрес для переписки:

350044, г.Краснодар, ул. Калинина, 13, КГАУ, ПИО

(71) Заявитель(и):

Кубанский государственный аграрный университет

(72) Автор(ы):

Богатырев Н.И.,
Курзин Н.Н.,
Григораш О.В.,
Матящук А.Г.,
Белевич А.В.,
Мельников Д.В.

(73) Патентообладатель(и):

Кубанский государственный аграрный университет

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения для преобразования напряжения постоянного тока в симметричную трехфазную систему напряжений переменного тока. Техническим результатом является повышение надежности работы преобразователя и уменьшение уровня электромагнитных помех. В преобразователе постоянного напряжения в трехфазное переменное выход однофазного мостового инвертора подключен к первой первичной обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, вторая первичная обмотка которого смещена в пространстве относительно первой на угол 90o, конец которой соединен с концом первой первичной обмотки, а ее начало через фазосдвигающий конденсатор соединено с началом первой первичной обмотки. Три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, их начала соединены по схеме “звезда”, а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в автономных системах электроснабжения для преобразования напряжения постоянного тока в симметричную трехфазную систему напряжений переменного тока.

Известный преобразователь напряжения (а.с. СССР 944027) содержит однофазный инвертор, многосекционный трансформатор, ключи переменного тока. Недостатками преобразователя являются низкое качество выходного напряжения и сложная система управления.

Наиболее близким по техническому решению является преобразователь напряжения постоянного тока в трехфазное переменное, выполненный на базе трех мостовых однофазных транзисторных инверторов и трехфазного трансформатора (Моин B. C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. – М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 314, рис. 9.1,в). Недостатками данного преобразователя являются низкая надежность работы и высокий уровень электромагнитных помех из-за большого числа силовых полупроводниковых приборов – транзисторов и сложности блока управления, обеспечивающего преобразование напряжения и его стабилизацию.

Техническим решением поставленной задачи является повышение надежности работы преобразователя и уменьшение уровня электромагнитных помех.

Поставленная задача достигается тем, что выход однофазного мостового инвертора подключен к первой первичной обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, вторая первичная обмотка которого смещена в пространстве относительно первой на угол 90o и конец которой соединен с концом первой первичной обмотки, а ее начало через фазосдвигающий конденсатор соединено с началом первой первичной обмотки, три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, их начала соединены по схеме “звезда”, а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки.

Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что вместо трех однофазных мостовых инверторов применяется один совместно с трансформатором с вращающимся магнитным полем, который имеет две первичные обмотки и трехфазную вторичную.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в трехфазное переменное. Преобразователь содержит силовую схему мостового инвертора 1, содержащую входной конденсатор 2, соединенный с источником постоянного напряжения, транзисторы 3-6 и диоды 7-10, блок управления 11 и трансформатор с вращающимся магнитным полем 12, содержащий первую и вторую первичные обмотки 13 и 14 соответственно, фазосдвигающий конденсатор 15, вторичные обмотки 16-18. На чертеже показаны выводы для подключения источника напряжения постоянного тока Ud и выводы А, В и С для подключения нагрузки.

Входной конденсатор 2 соединен с источником постоянного напряжения “плюс” – “минус” и последовательно включенными транзисторами 3-6, 4-5, базы которых соединены с блоком управления. Параллельно транзисторам 3-6 в обратном направлении включены шунтирующие диоды 7-10. Выход мостового инвертора 1 соединен с первой первичной обмоткой 13 и второй первичной обмоткой 14 через фазосдвигающий конденсатор 15. Обмотки 13 и 14 смещены в пространстве на угол 90o. Вторичные обмотки 16, 17, 18 трансформатора 12 с вращающимся магнитным полем сдвинуты одна относительно другой на угол 120o и с одной стороны соединены в нулевой точке, а с другой стороны подключаются к нагрузке А, В, С, где формируется симметричная трехфазная система переменного напряжения.

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное работает следующим образом. Напряжение источника питания постоянного тока Ud поступает на вход однофазного мостового инвертора, выполненного на транзисторах 3-6. Блок управления 11 формирует управляющие сигналы, которые попарно открывают транзисторы 3, 5 или 4, 6. В результате в первичных обмотках 13 и 14 трансформатора 12 с вращающимся магнитным полем изменяется направление тока, что приводит к появлению переменного магнитного потока в тороидальном магнитопроводе трансформатора с вращающимся магнитным полем. Поскольку первая и вторая первичные обмотки трансформатора смещены в пространстве одна относительно другой на угол 90o и подключены между собой через фазосдвигающий конденсатор 15, то они образуют вращающееся магнитное поле, вызывающее ЭДС во вторичных обмотках. Вторичные обмотки трансформатора с вращающимся магнитным полем сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, поэтому на выводах А, В и С преобразователя формируется симметричная трехфазная система переменного напряжения.

Использование однофазного мостового инвертора и трансформатор с вращающимся магнитным полем выгодно отличает предлагаемый преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное от известного, так как уменьшается число силовых полупроводниковых приборов, упрощается схема блока управления, что повышает надежность работы преобразователя и уменьшает уровень электромагнитных помех.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное, содержащий входной конденсатор, однофазный мостовой инвертор, выполненный на транзисторах, выходы которого подключены к первичным обмоткам трехфазного трансформатора, цепи управления транзисторов инвертора подключены к выходам блока управления, отличающийся тем, что выход однофазного мостового инвертора подключен к первой первичной обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, вторая первичная обмотка которого смещена в пространстве относительно первой на угол 90o и конец которой соединен с концом первой первичной обмотки, а ее начало через фазосдвигающий конденсатор соединено с началом первой первичной обмотки, три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, их начала соединены по схеме “звезда”, а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.01.2004

Извещение опубликовано: 10.09.2005 БИ: 25/2005


Categories: BD_2210000-2210999