ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах преобразования постоянного тока в переменный.
Известно устройство, содержащее тороидальный составной сердечник, состоящий из внешней части, в пазах которой размещены первичная трехфазная обмотка, и внутренней части, в пазах которой размещены первая вторичная трехфазная обмотка, вторая вторичная трехфазная обмотка, первая однофазная обмотка и вторая однофазная обмотка, при этом, первичная трехфазная обмотка снабжена клеммами для подключения к трехфазному источнику электрической энергии, первая вторичная трехфазная обмотка подключена к клеммам трехфазных потребителей, соединенных звездой, вторая вторичная трехфазная обмотка подключена к клеммам трехфазных потребителей, соединенных треугольником, первая однофазная обмотка подключена к клеммам однофазных потребителей с напряжением равным фазному, а вторая однофазная обмотка подключена к клеммам для подключения однофазных потребителей с напряжением, равным линейному напряжению [1].
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно обеспечивает электроснабжение трехфазных и однофазных потребителей только при наличии исходного трехфазного источника, но не позволяет обеспечить их электроснабжение от источника постоянного напряжения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство преобразования постоянного тока в переменный, содержащее последовательно соединенные источник постоянного тока, инвертор, выходной трансформатор, фильтр гармоник, измерительный орган и блок управления инвертором, выход которого соединен с управляющим входом инвертора [2].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность преобразования в условиях аномальных искажений и помех.
Требуемый технический результат заключается в повышении точности и помехоустойчивости.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройстве, содержащем последовательно соединенные источник постоянного тока, инвертор, выходной трансформатор, фильтр гармоник, измерительный блок и блок управления инвертором, выход которого соединен с управляющим входом инвертора, измерительный блок выполнен в виде элемента сравнения, вход которого является входом измерительного блока, реверсивного счетчика, первый и второй управляющие входы которого соединены с выходом «Меньше» и с выходом «Больше» элемента сравнения, соответственно, блока вычитания, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, двухстороннего ограничителя, вход которого соединен с выходом блока вычитания, сумматора, первый вход которого соединен с выходом двухстороннего ограничителя, фильтра-усреднителя, вход которого соединен с выходом сумматора, цифро-аналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом фильтра-усреднителя и со вторым входами сумматора и блока вычитания, а выход - является выходом
измерительного блока, и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика.
На чертеже представлена электрическая схема преобразователя постоянного тока в переменный.
Преобразователь постоянного тока в переменный содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, инвертор 2, выходной трансформатор 3, фильтр 4 гармоник, измерительный блок 5 и блок 6 управления инвертором, выход которого соединен с управляющим входом инвертора 2.
При этом, измерительный блок 5 выполнен в виде элемента сравнения 7, вход которого является входом измерительного блока 5, реверсивного счетчика 8, первый и второй управляющие входы которого соединены с выходом «Меньше» и с Выходом «Больше» элемента сравнения 7, соответственно, блока 9 вычитания, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 8, двухстороннего ограничителя 10, вход которого соединен с выходом блока 9 вычитания, сумматора 11, первый вход которого соединен с выходом двухстороннего ограничителя 10, фильтра-усреднителя 12, вход которого соединен с выходом сумматора 11, цифро-аналогового преобразователя 13, вход которого соединен с выходом фильтра-усреднителя 12 и со вторым входами сумматора 11 и блока 9 вычитания, а выход цифро-аналогового преобразователя 13 является выходом измерительного блока 5, а также генератора 14 тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 8.
Все элементы измерительного блока 5 являются стандартными элементами цифровой техники. Элементы 1-4 являются стандартными элементами электротехники, примеры
конструктивного выполнения которых приведены непосредственно или в виде ссылок в источнике [2].
Работает преобразователь постоянного тока в переменный следующим образом.
Ток источника 1 поступает в инвертор 2, который преобразует постоянный ток в последовательность сдвинутых относительно друг друга инвертированных и не инвертированных импульсов. В свою очередь, эти импульсы с помощью выходного трансформатора 3 и фильтра 4 гармоник преобразуются в ток синусоидальной формы - однофазный ток, поступающий к однофазным потребителям.
Элемент 7 сравнения преобразует синусоидальный ток в последовательность импульсов с уровнем логической единицы, которые поочередно формируются на его выходах «Меньше» и «Больше». Эти импульсы поступают на входы управления реверсивного счетчика 8. Наличие сигнала с уровнем логической единицы на одном из них переводит реверсивный счетчик 8 в режим суммирования импульсов с выхода генератора 14 тактовых импульсов, а на другом - в режим вычитания этих импульсов. В обычном режиме сигнал с выхода реверсивного счетчика 8 без изменений проходит через блок 9 вычитания, двухсторонний ограничитель 10 и сумматор 11 в фильтр-усреднитель 12, поскольку на вторые входы блока 9 вычитания и сумматора 11 поступают одинаковые сигналы. Результат усреднения, пропорциональный разности соседних полупериодов выходного синусоидального тока, с выхода фильтра-усреднителя 12 через цифро-аналоговый преобразователь 13 поступает в блок 6 управления инвертором для подстройки параметров инвертора 2, например на основе широтного регулирования его выходного сигнала. Наличие фильтра-
усреднителя 12 позволяет сгладить малые случайные искажения выходного тока преобразователя постоянного тока в переменный.
В случае воздействия мощных импульсных помех или иных аномальных сбоев в работе устройства, выходной ток фильтра гармоник 4 может кратковременно существенно отличаться от синусоидального, например, по длительности своих полупериодов. В этом случае выбросы выходного сигнала реверсивного счетчика 8 как в меньшую, так и в большую сторону ограничиваются двухсторонним ограничителем 10, что снижает действие кратковременных мощных импульсных помех или иных аномальных сбоев на работу устройства.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении точности и помехоустойчивости, в условиях воздействия мощных импульсных помех или иных аномальных сбоев в работе устройства.
Источники информации, принятые во внимание
[1] RU, 31881, U1, H02J 9/06, 2003.
[3] Губанов В.В. Силовые полупроводниковые преобразователи с выходными стабилизаторами. Л.: Энергия, 1972, с.11, рис.1-6 (прототип).