Преобразователь частоты

 

(!9) (11)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК э(л) Н 02 M 45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3364836/24-.07

:(22) 15.12.81 (46) 15.04.83. Бюл. )г 14 ,(72) В.В. Шипицын,*В.И. Лузгин, А.А..Рухман, А.А. Новиков, В.В. Лря.гин, С.l0. Кропотухин, В.А. Глухих, В.А. Чижевский, А.В. Абрамов, Д.В. Чуркин и А.И. Вакарев (53) 621 ° 314.572(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . и 392592, кл. H 02 M 5/42, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2617755/07, кл. Н 02 И 7/515, 1978. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий подключенный .к источнику ,питания выпрямитель, к выводам постоянного тока которого через Фильтровые дроссели подключены два последовательно соединенных через коммутирующие дроссели вентильных моста с коммутирующими конденсаторами и дросселями в диагоналях беременного тока. и два последовательно соединенных конденсатора фильтра, связанных с общей точкой коммутирующих дросселей, выполненных с отпайками, подключенными через встречные диоды к соответствующим точкам соединения конденсато"

М ров фильтра с Фильтровыми дросселями, причем каждый мост совместно с двумя коммутирующими дросселями защунтиро.ван обратным диодом, а также два дополнительных диода, связанных с цепью нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расюирения диапазона допустимых нагрузок и повышения выходной мощности при питании от трехфаз" ной сети с нулем, он снабжен дополнительным дросселем, трехобмоточным выходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, а каждая из двух первичных обмоток, включенных между положительным зажимом последовательно соединенных конденсаторов Фильтра и анодной группой вентилей моста, а также между отрицательным зажимом этих же конденсаторов и катодной группой вентилей другого моста, снабжена вольтодобавочными витками, аунтируацими через допол-. нительный диод соответствующий мост и соединенный с ним последовательно коммутирующий дроссель, причем общая точка коммутирующих дросселей соединена с общей точкой конденсаторов фильтра, подключенной к нулю трехфазной сети через дополнительный дроссель..

1 101 2406 2

Изобретение относится к преобра- выпрямитель, к выводам постоянного зовательной технике, предназначено для тока которого через фильтровы дроснеобратимого преобразования электричес- сали подключены два послед: .::а ально кой энергии промышленной сети в энер- соединенных через коммутирующие дросгию переменного тока повышенной час- 5 сели вентильных моста с коммутируютоты и может быть использовано в ка- щими конденсаторами и дросселями в честве источника питания для устано- диагоналях переменного тока и два повок индукционного нагрева металлов следовательно соединенных конденсатои аппаратов ультразвуковой техноло- ра Фильтра, связанных с общей точкой гии. )p коммутирующих дросселей, выполненных

Известны преобразователи повышен- с отпайками, подключенными через ной частоты, в которых два вентиль- встречные диоды к соответствующим тo" ных моста соединены последовательно кам соединения конденсаторов фильтра и параллельно им. подключены два кон- с фильтровыми дросселями, причем денсатора фильтра, которые запитаны 5 каждый мост совместно с двумя коммучерез дроссель Фильтра от мостового тирующими дросселями зашунтирован об" выпрямителя, подключенного к трехфаз- ратным диодом, а также два дополниной сети с нулем. В этих схемах сред- тельных диода, связанных с цепью наняя точка нагрузки связана через грузки, снабжен дополнительным дросдроссель с нулем сети, что обеспечи- >О селем,трехобмоточным выходным трансвает одинаковое распределение напря- . Форматором, вторичная обмотка которо" жений по мостам при резком изменении го подключена к нагрузке, а каждая нагрузки $ 1). Однако в аварийных ре- из двух первичных обмоток, включенных жимах, связанных со срывом инверти- между положительным зажимом последова рования в одном из мостов, на другом 25 тельно соеДиненных конДенсаторов могут возникать перенапряжения двух- фильтРа и аноДной гРУппой вентилей кратной величины, и это приводит к моста, а также между отрицательным выходу из строя вентилей в этом мос- зажимом этих же конденсаторов и катодту ° ной группой вентилей другого моста, Наиболее близким к предлагаемому снабжена вольтодобавочннми витками, является преобразователь, содержа- шунтирующими чеРез Дополнительный

30 щий подключенные к источнику питания диод соответствующий мост и соединенчерез дроссели.фильтра два моста, ный с ним последовательно коммутируюсоединенные последовательно через щий дроссель, причем общая точка ком- „ коммутирующие дроссели, два соединен- мутиРУющих дРосселей соеДинена с об-ных последовательно конденсатора 35 Щей точкой конденсаторов фильтРа, фильтра, шунтирующих вентильные мос- подключенной к нулю трехфазной сети ты, и диоды, два из которых подклю- через дополнительный дроссель.

На чертеже изображена схема преобим коммУ™РУюЩим ДросселЯм, а Два разователя частоты. кажДому конДенса . Преобразователь частоты содержит тору Фильтра и нагрузке

" " " - М THpNGTopbl l 6 выпрямителя, фильтроСхема обесйечивает работу инвер- вые дроссели 7 и 8 и тиристоры 9-16 тора в режиме от холостого хода до инвертора, МосТН которого соединены короткого замыкания нагрузки, но при через коммутирующие дроссели 17 и 18, резком изменении нагрузки возможно в диагоналях мостов включены коммуперераспределение напряжения источни- тирующие дроссели 19 и 20 и конденсака питания по конденсаторам фильтра, торы 21 и 22, вентильные мосты подв результате чего вентили одного иэ ключены через первичние обмотки 23 мостов буду работать под большим на- и 24 выходного трансформатора и фильтпряжением, а это может привести к вы-50 ровые дроссели 7 и 8 к выводам постоводу их из строя. янного тока выпрямителя, конденсаЦель изобретения - расширение диа- торы Фильтра 25 и 26, обратные диопазона допустимых нагрузок, а также ды 27 и 28, вторичную обмотку трансповышение выходной мощности при пита- форматора с подключенной к нему нании от трехфазной сети с нулем. 55 грузкой 29, дополнительной дроссель 30, Поставленная. цель достигается тем, соединенный с нулем питающей сети, что преобразователь частоты, содержа- дополнительные диоды 31 и 32, подклащий подключенный к источнику питания ченные между средней точкой конденса3 1012 торов фильтра 25 и ?Б, коммутирующих дросселей 17 и 18 и выводами первичных обмоток 23 и 24 выходного трансформатора, встречные диоды 33 и 34, соединявщие положительную обкладку фильтрового конденсатора 25 с отпайкой коммутирующего дросселя 17 и отрицательную конденсатора 26 с отпайкой дросселя 18.

Схема работает следующим образом. 10

При включении тиристоров 1-6 выпрямителя заряжаются конденсаторы Фильт ра 25 и 26 через фильтровне дроссели 7 и 8, после этого включают тиристоры 9 и 12 одного моста инвертора: ток протекает по контуру: конденсатор 25 - обмотка 23 - тиристор 9дроссель 19 - конденсатор 22 - тиристор 12 - дроссель 17 - конденсатор 25 и формирует в первичной обмотке 23 20 выходного трансформатора, а следовательно, и в нагрузке 29 синусоидальный импульс тока в течение половины периода собственной частоты коммутирующего контура. Поочередным отпиранием 25 тиристоров 13, 16, 10, 11, 14 и 15 ток протекает по контурам, аналогичным описанному выше, при этом в нагрузке Формируются два периода выходной частоты.

Если эквивалентное сопротивление нагрузки мало, т.е. напряжение на элементах инвертора возрастает и, например, на отпайке дросселя 1.7 превышает напряжение Фильтрового конденсатора 25, то открывается диод 32 и ток

3S начинает, протекать по контуру: дроссель 17 - диод 34 конденсатор 25дроссель 17, Таким образом, напряжение на отпайке дросселя 17 жестко огра40 ничено, следовательно, ограничена и скорость нарастания тока, протекающего через коммутирующий дроссель 17, и его амплитуда. Если напряжение надросселе 17 превышает напряжение на обмотке 24 и конденсаторе фильтра 26, 43 то отпирается диод 28 и ток рекуперации излишней электрической энергии

406 4 коммутирующих дросселей в источнике питания замыкается по контуру: дроссель 17 - конденсатор ?6 - обмотка 24-. диод 28 - дроссель 17. Ограничение раскачки напряжения на элементах другого моста осуществляется по анало,гичному контуру. При возрастании эквивалентного сопротивления нагрузки, напряжение на первичных обмотках 23 и 24 выходного трансформатора может достигать и превышать величину напря-. жения на конденсаторах ?5 и 26. В этом случае диоды 31 и Я отпираются, и ток протекает соответственно по. контурам: обмотка 28 - конденсатор 25диод 32 - обмотка 23 и обмотка 24диод 31 - конденсатор 26 - обмотки, 24.

В предлагаемой схеме при уменьшении эквивалентного сопротивления нагрузки осуществляется рекуперация электромагнитной энергии коммутирующих дросселей в источник питания, т.е. происходит ограничение раскачки напряжения на элементах мостов..Схема позволяет ограничить скорость нарастания тока через коммутирующие дроссели, а следовательно, и его амплитуду, вследствие чего снижаются перенапря" жения на элементах мостов, такая защита элементов схемы от перенапряже-. ний обеспечивает надежную работу преобразователя. В отличие от известной предлагаемой схемы используется передний сброс, что ограничивает раскачку напряжения на элементах моста, следовательно, можно получить более высо-. кую мощность на выходе преобразовате" ля. При возрастании эквивалентного сопротивления нагрузки схема поддерживает напряжение на каждой первичной обмотке выходного трансформатора на уровне, равном напряжению на одном фильтровом конденсаторе, вследствие чего время восстановления управляемости вентилей мостов сохраняется и преобразователь надежно работает в режиме холостого хода.

Составитель И. Жеребина

Редактор К. Волощак Техред А.Бабинец Корректор Г, Решетник

Заказ 27Ы/58 Тираж 685 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11/03) Москва Ж-Яд Ра шская наб. д. 4/g

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 1