Циклоконвертор с индуктивным регулятором напряжения

 

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11), 31511 Н 02 Л1 5 27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3511934/24-07 (22) 19.11.82 (46) 07.02.84. Вюл. Р 5 (72) В.С.Климаш и В.В.Рудаков (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г,В.Плеханова (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко, Киев, "Техника", 1978, с. 159

2. Авторское свидетельство СССР

Р 191684, кл. Н 02 И 5/27.

3. Шиллинг. Схемы выпрямителей, инверторов и преобразователей частоты. Т., ГЭИ, 1950, с. 385.

4. An adj ustablе-speed induction

motor driче !ЕЕ Irans Indapplе, 1978, 14, 1 2, р. 116-122 (прототип). (54) (57) ЦИКЛОКОНВЕРТОР С ИНДУКТИВН61М

РЕГУЛЯТОРОИ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий входной трансформатор, три анодные и три катодные группы управляемых вентилей и систему управления часто. той, при этом анодные и катодные группы управляемых вентилей подключены к одним иэ выводов вторичной обмотки входного трансформатора,первичная обмотка которого. одними своими выводами подключена к сети,а система управления частотой подключена к трем анодным и трем катодным группам управляемых вентилей, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей и упрощения циклоконвертора, в него введены анодная и катодная группы неуправляемых вентилей, широтно-импульсный коммутатор с системой управления, который включенмежду нулевыми Я точками анодной и катодной групп неуправляемых вентилей, подключенных / к другим выводам первичной обмотки входного трансформатора, вторичная обмотка входного трансформатора включена встречно с его первичной об- моткой и своими другими выводами подключена к сети.

1072214

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может биФь использовано, например, в частотнорегулируемом электроприводе переменного тока.

Известен циклоконвертор, содержащий входной трансформатор, три ано Еные и три катодные группы полуцроводниковых вентилей, обеспечивак«щих регулирование частот изменения длительности открытого состояния групп полупроводниковых вентилей и регулирования нагряжения при помощи фазосдвигающего устройства, осуществляющего регулирование угла открывания полупроводниковых вентилей «13.

Недостатками известного циклсд<онвертора являются снижение коэффициента мощности при увеличении угла открывания полупроводниковых вентилей в процессе y! e «I«.шени я величи ны выходного напря«кения, большой процент высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения во

Всем диапазоне изменения угла регули— рования и сложность устройства.

Известнь« также циклоконверторы, содержащие три дополнительные анодные и три дополнительные катодные группы полупроводниковых вентилей, которые питаются пониженным напряжением, снимаемым с отпайки 5Toðèчной обмотки входного трансформа ора (2 1, или подключены к низковольтным Обмоткам входного трансформатора, в то время, как основные три анодные и три катодные группы полупроводниковых венти— лей подключен«..1 I< высоковольтным обмоткам указ:-нного трансформатора (3 «.

Недостатком J;a««i! la устройств является то, что оНН незначительно поз— воляют улу шить коэффициент мощности и форму выходного «апря>ке«ия за счет дополнительных вантильных групп, значительно снижая надежность, так как элементов сило",ог« схем« и системы управления увеличивается вдвое и добавляется 6J! ol(ОсУ«««е ст вляю«««ий включение H от кл«вч е i!1! Q допол нительных грJJ ïï IoJI> «II)сеЗОд««и кОвых Бент и лей.

Наиболее близким к предлагаемому является циклоконвертор с индуктивным регулятором ««апряже ия, содержащий входной трансформатор, три анодные и три катод««««е гру«i«1:- управляемых вентилей и систему у."IJ;1 Jëåí««ÿ ча "тотой. При этом аноднь.е и «<атодные группы у«Грав««яе«ых «зентилей подключеHbl к ОцниГл I!3 ««е««ЗОдов втОричIIОй Об— мотки входного тра«:.сформатора, первичная обмотка которого од«п«ми своими выводами подключена к сети, а система управления частотой подключена

«< трем аноднь«м и трем катод«««.«м группам управляем,«х вентилей Г 4.« .

Недостатками устройства являются снижение коэффициента мощности при увеличении угла открытия тиристоров в процессе плавного уменьшения вели. чины выходного напряжения, большой процент высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения во всем диапазоне изменения угла регулирования, сложностЬ устройства, обусловленная сложностью системы импульсно-фазового управления тремя анодными и тремя катодными группами управляемых вентилей и наличием элементов дискретного регулирования.

Цель изобретения — повышение знер гетических показателей H упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в циклоконвертор с индуктивным регулятором напряжения, содер жащий входной трансформатор, три анод

«н е и три катодные группы управляемых вентилей и систему управления частотой, при этом анодные и катодные группы . управляемых вентилей под к.-.ючены к одним из выводов вторичной обмотки входного трансформа-.ора, первичная обмотка которого одними своими выводами подключена к сети, а система управления частотой подключена к трем анодным и трем катодным группам управляемых вентилей, введены анодная и катодная группы п«зуправляемь«х вентилей, широтно-импульсный коммутатор с системой управ ления, который включен между нулевыми точкаГ<и аноднсй и катодной групп не- управляем««х вентилей, подкл«оче нных к другим выводам первичной обмотки вход««ого трансформатора, а вторичная обмотка входного трансформатора включена встречно с его первичной обмоткой и другими своими выводами подкк«ючена к сети.

Предлагаемое устройство позволяет улучшить коэффициент мощности и форму кривой выходного напряжения за счет регулирования напряжения Отдельным каналом, состоящим из Входного трансформатора, анодной и катодной групп неуправляемых вентилей, широтно-импульсного коммутатора и системы управле««ия широтно-импульсным коммутатором.

Достижение эффекта обусловлено тем, что устройство обеспечивает регулирование переменного напряжения без сдвига первой гармоники.

IIIJII этом достигается также упроще ние устройства, обусловленное тем, что из него исключены элементы дискретного управления и система импульс««о-фазового управления тремя

«1íîäèûìè и тремя хат од ными группами управляемых вентилей. В предлагаемом устройстве не возникает сложностей в обеспечении симметрии трехфаз ной системы выходного напряжения.

Симметрия выходнЫх фазных напряжений

Обеспз-еивается за с«ет одновременной ком««утации фазных первичных обмоток

1072214

К=Я/<

Составитель Ю. Андреев

Редактор М. Янович Техред И,Метелева Корректор И . Эрдейи

Заказ 141/49 Тираж 667 Подписное

BHHHIIH ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входного трансформатора с частотой превышающей частоту сети, что также можно отнести к повышению энергетических показателей и упрощению устройства.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из входного трансформатора 1 с первичной обмоткой 2 и с вторичной обмоткой 3, одной пары неуправляемых нентилей 4 и 5, включенных встречно-параллельно, трех тгар управляемых вентилей

6 и 7, 8 и 9, 10 и 11, включенных также встречно-параллельно, широтноимпульсного коммутатора 12, системы

13 управления частоты, системы упранления широтно-импульсным коммутатором 14, датчика 15 обратной связи и нагрузки 16.

Процесс преобразования устройством трехфазной системы напряжения

U/i,U8, UL. частотой f в трехфаз— ную систему напряжения 0д, Ugz

UeZ частотой Е протекает в дна этапа: на первом этапе посредством канала регулирования напряжения, состоящего из входного трансформатора

1, анодной и катодной групп неуправляемых вентилей 4 и 5, широтно-импульсногo коммутатора 12 и системы управления широтно-импульсным коммутатором 14, происходит преобразование трехфазной системы напряжений

U, U8,,U „частотой f< в трехфазную систему напряжений 0 д„, U U L-„ той же частоты f „; на втором этапе посредством канала регулирования частоты, состоящего из трех анодных 6, 8 и 10 и трех катодных

7, 9 и 11 групп управляемых вентилей и системы 13 управления частоты происходит преобразование трехфазной системы напряжений

U U U „частотой Х.(в трехФазнУю системУ напРЯжений Од, 0 82, 0< „÷àñòoòoé Е .

Устройство работает следующим образом.

Подводимое к входному трансформатору 1, например к фазе А, напряжение сети U > = 0.(д „ siп((Ф преобразуется посредством входного трансФорматора 1, управляемого (((иротноимпульснь м коммутатором 12, в напряжение 0„д . Напряжение 01д изме(у > няется от нуля при полностью закрытом широтно-импульсном коммутаторе 12 до 0(д - K U ïðè полностью открытом широтно-импульсном коммутаторе 12 широтно-импульсный

5 коммутатор 12, коммутируя первичную обмотку входного трансформатора 1 по закону, определяемому коммутационной функцией Ф(К<Ч), осу(((ествляет модуляцию напряжения на выходе входного трансформатора 1 по закону

0. д - 0 д,„s i nu(t. (1- Кт) Ф (К <ой ) где Кт- коэффициент трансформации входного трансформатора; кратность частоть. управления; круговая частота управления; и(— круговая частота сети; нремя.

Изменяя скважность коммутапионной Функции (скнажность модулированного напряжения на пернично11 обмотке 2 входного трансформатора

1 ) посредством системы управления широтно-импульсным коммутатором 14 можно осуществлять плавное. регулирование Ф,I:шс) от нуля до единицы и тем самым осу("естнлять плавное ( регулирование 0.(ä от 0 до U„„ (1- K )

Для фазы 8 и g процесс преобразования напряжения протекает аналогично. С вторичной обмотки 3 входного трансформатора 1 трехфазная система напряжений 0„д, 0 >, U

I 1 1 подается на входы трех анодных 6, 8 и 10 и трех катодных 7, 9 и 11 групп управляе(«ых вентилей, которые формируют трехфазную систему напряжений 0д2, UgZ, UeZ c регулируе40 мой частотой 1

Внутри каждой группы управляе-. мых вентилей кошута((ия происходит естественным путем за счет питания вентильных групп напряжением, снимаемым с вторичных обмоток входного трансформатора 1, изменяющегося по закону, приведенному вь(.е, а регулирование частоты fz осу(((ествляется изменением длитeëüíîñòè работы каждой группь1 полупроводниковых вентилей н выпрямительном и инверторном режимах.