Преобразователь частоты

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ,содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз на основе трансформаторов , вторичные обмотки которых одними концами объединены в первую общую точку, а другими через тиристоры соединены в две другие общие точки. образуя два выпрямителя по нулевой схеме, включенных между собой встречно-параллельно , а также блок управления состояниями тиристоров, о т - личающийся тем, что, с целью упрощения При умножении частоты сети в два раза, он снабжен реактором , включенным между двумя упомянутЬ1ми точками соединения тиристоров, причем выходные вывода преобразователя образованы указанной первой общей точкой соединения вторичных фазных обмоток и средней точкой обмотки введенного реактора, а управлякицие переходы каждого из тиристоров выi прямителя через введенные цепочки из встречно-последовательно соединен (Л ных стабилитрона, диода и переменного резистора связаны с напряжением фазы, отстающей на Ji /2 по отношению к фазе напряжения, коммутируемого данным тиристором.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5DH 2 5 27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА@ ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТНРЫТИй (21) 3397849/24-07 (22) 19.02.82 (46) 07.05.84.. Бап. 11 17 (72) Т.М.Кадыров, З.Г.Усманов и Л.И.Каримова (71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт им. А. Р. Бируни (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

К 653698, кл. Н 02 М 5/16, .1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 549868, кл. Н 02 М 5/16, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

В 762108, кл. Н 02 М 5/16, 1976. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ,содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз на основе трансформаторов, вторичные обмотки которых одними концами объединены в первую общую точку, а другими через тиристоры соединены в две другие общие точки, образуя два выпрямителя по нулевой схеме, включенных между собой встречно-параллельно, а также блок управления состояниями тиристоров, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения при умножении частоты сети в два раза, он снабжен реактором, включенным между двумя упомянутйми точками соединения тиристоров, причем выходные выводы преобразователя образованы указанной первой общей точкой соединения вторичных фазных обмоток и средней точкой обмотки введенного реактора, а управляющие переходы каждого из тиристоров выпрямителя через введенные цепочки из встречно-последовательно соединенных стабилитрона, диода н переменного резистора связаны с напряжением фазы, отстающей на Л /2 по отношению к фазе напряжения, коммутируемого данным тиристором. сущности к предлагаемому является магнито-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредствен45 ной связью, который состоит из ферромагнитного преобразователя числа фаз на основе трансформаторов, вторичные обмотки которых одними своими концами объединены в первую общую точку, а

50 другими через тиристоры соединены в другую общую точку, образуя два выпрямителя по нулевой схеме, включенные между собой встречно-параллельно, блока управления состояниями тиристоров, а также пар тиристоров, соединя55 ющих общие точки рабочих тиристоров и ферромагнитного преобразователя числа фаз !.33

1 !о

Изобретение относится к преобразовательной технике. Областями применения являются: автоматика, измерительная техника, импульсная электроэнергетика и система электроснабжения.

Известен статический удвоитель частоты, который состоит из двух цепочек, каждая из которых содержит по два тиристора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого имее- среднюю точку. Питание тиристоров производится через общую среднюю точку от двух источников, периодические напряжения которых вдвинуты по фазе на 90 и блока системы управления . состояниями тиристоров.Нагрузка подl ключается во вторичную обмотку трансформатора (!.!

Известен также трехфазный умножитель частоты, состоящий из ферромагнитного преобразователя фаз, четырех тиристоров, подключенных последовательно с первичными обмотками преобразователя и блока системы управления состояними тиристоров. Первичные обмотки ферромагнитного преобразователя намотаны на одном сердечнике.

Нагрузка .подключается во вторичную обмотку преобразователя (2 )

Недостатком этих устройств явля" ется подключение тиристоров непосредственно к источникам питания,что требует применения высококлассных тиристоров, имеющих сложную схему блока управления состояниями тиристоров ° Это приводит к удорожанию устройств, а также к наличию на выходе несинусоидальных кривых напряжения и тока, что не позволяет использовать эти установки рядом с потребителями энергии строго синусоидальной формы.

Наиболее близким по технической

)0

3Т0 устройство позволяет повысить частоту в и раз, На практике часто не требуется черезмерного повышения частоты сети, а достаточно повысить в два раза, для решения этой задачи известкое устроиство является сложным.

Цель изобретения — упрощение устройства при умножении частоты сети в два раза.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь частоты, содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз на основе трансформаторов, вторичные обмотки которых одними концами объединены в первую общую точку, а другими через тиристоры соединены в две другие общие точки, образуя два выпрямителя по нулевой схеме, включенных между собой встречно-параллельно, а также блок управления

D состояниями тиристоров, снабжен реактором, включенным между двумя упомянутыми точками соединения тиристоров, причем выходные выводы преобразователя образованы указанной первой общей точкой соединения вторичных фазных обмоток и средней точкой обмотки введенного реактора, а управляющие переходы кажого из тиристоров выпрямителя через введенные цепочки встречно-последовательно соединенных стабилитрона, диода, переменного резистора связаны с напряжением фазы, отстающей на s /2 по отношению к фазе напряжения, коммутируемого данным тиристором.

На фиг. 1 изображен преобразова- „ тель частоты; на фиг.2 представлены кривые напряжения и тока, когда преобразова".åëü частоты работает без уравнительного реактора, т.е. когда нагрузка чисто активная; на фиг.3— кривые напряжения и тока при подключении в силовую часть преобразователя реактора.

Преобразователь частоты состоит из двух трансформаторов и 2 с нулевой точкой во вторичных обмотках.

Первичная обмотка трансформатора подключена на фазное напряжение 0 трехфазной сети, а первичная обмотка трансформатора 2 подключена на линейное напряжение ВС ° Такое подключение. дает возможность получить во вторичных обмотках симметричную четырехфазную систему..Вторичные обмотки трансформаторов и 2 одними концами образуют первую общую точку, а к.другим концам вторичных обмоток

Рассмотрим изменение напряжения за время, равное одному периоду (фиг. 21. В момент, равный О, происходит изменение полярности в фазе

1С и при этом поступает импульс на отпирание вентиля V в момент, равный

Я /2, происходит изменение в фазе и подается импульс на отпирание вентиля V<, в момент, равный 71, меняет полярность фаза d и подается импульс

45 на отпирание вентиля V, в момент, равный 2 л, изменяет йолярность фаза Ь и йодается импульс на отпирание вентиля V, с момента, равного 2Л, повторяется снова вышеизложенный про- цесс, т.е. последовательно работают вентли Ч„; V<, V ; Ч

3 1091 присоединены рабочие вентили V ; V

Ч ; V+ согласно приведенной схеме.

Разнойменные электроды вентилей Ч,, V и U ; V соединены через реактор

3. Между нулевой точкой вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2 и средней точкой реактора 3 подключена нагрузка 4. Входные обмотки трансформаторов 5-8 системы управления состояниями вентилей подключены к выход- 1g ным зажимам симметричной четырехфазной системы, а выходные обмотки — к управляющим электродам вентилей.

Устройство работает следующим образом„ 15

При изменении на положительный знак полуволны напряжения во вторичной обмотке трансформатора 5, которая включена согласно с первичной, подает" ся отпирающий сигнал на вентиль U<, 2g

В связи с тем, что трансформатор 5 подключен на фазу напряжения (U ), отстающей на 4/2 по отношению к фазе напряжения, коммутируемого вентилем V (U ), вентиль U пропустит поло- 2 вину коммутируемого напряжения U

Так как трансформаторы б-8, подающие импульс управления на вентили, подключены к фазам напряжений, отстающих на л/2 по отношению к фазе напряжения,,коммутируемого соответствующими вентилями, то вентили V

V V пропустят половины полуволн коммутируемых фазных напряжений.

287 4

Как видно из фиг.2, выходные напряжения и ток преобразователя меняют свой знак по отношению к входному напряжению дважды за время, равное 2М.

При активной нагрузке кривые тока и напряжения идентичны друг другу, но возникает вероятность одновременной работы вентилей Ч,; Ч, и Ч

3 так как один вентиль не успеет закрыться полностью, В связи с инер ционностью полупроводниковых приборов, а второй получает импульс на отпирание.

Для устранения этого режима в системе управления предусмотрен стабилитрон, который дает определенный сдвиг угла открытия вентиля.

Для случая активно-индуктивной нагрузки кривые тока и напряжения могут иметь сдвиг фаз до У/2 (фиг.З).

Ток возрастает до тех пор, пока напряжение на питающей фазе трансформатора не станет меньше напряжения на нагрузке, затем в области отрицательных значений разности этих напряжений ток спадает до нуля.

Таким образом, в противоположность случаю чисто активной нагрузки, в цепи с активно-индуктивной нагрузкой возникает постепенно нарастающий ток и происходит затягивание момента приращения тока относительно момента перехода фазного напряжения через нулевое значение. Б связи с этим может появиться вероятность межфазного короткого замыкания через силовые вентили и уравнительный реактор, который рассчитан только на гашение уравнительных токов, возникающих во внутреннем контуре преобразователя.

Для предотвращения аварийных режимов в систему управления состоянияо ми управляемых вентилей включен переменный резистор, позволяющий применять фазное регулирование угла открытия вентилей.

Таким образом, предлагаемое устройство упрощает преобразователь, т.е. уменьшает количество силовых тиристоров, полупроводниковых приборов в блоке системы управления венJ тилей, что приводит к увеЛичению надежности устройства.

109I287

Составитель Г.Мыцык

Техред Л.Мартяшова Корректор А. дзятко

Редактрр К.Папп

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3095/51 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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