Полупроводниковый преобразователь

 

1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПР.ЕОБ-, РАЗОВАТЕЛЬ, содержащий тиристорный мостовой параллельный инвертор тока с двухмостовым тиристорным регулятором реактивной мощности на его выходе , выполненным на основе многообмоточного дросселя, средние точки первичных и вторичных обмоток которого подключены к выходу инвертора, а концы вторичных обмоток йодсоединены к силовому входу непосредственного преобразователя частоты, о тли чающий ся тем, что, с целью расширения области использования за счет возможности обеспечения работы в системе бесперебойного питания , между разноименными выводами постоянного тока упомянутого инвер- . тора и одного моста регулятора реактивной мощности включены дополнительно введенные тиристоры. 2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что, с целью р/асширения области использова (Л ния за счет обеспечения возможности электрического торможения двигательной нагрузки, вьшоды постоянного тока другого моста этого же регулятора зашунтированы последовательно включеАыми диодом и резистором. У1 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

{{9) {! !)

4 {5 !) Н 02 J. 9/06 Н 02 М 5 27 ::ъ.-, .

Ф,-...-, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

e aevoaceoMv ceeeevEoecTev

3Ъф;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) (57) 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий тиристорный мостовой параллельный инвертор тока с двухмостовым тиристорным регулятором реактивной мощности ыа его выходе, выполненным на основе многообмоточного дросселя, средние точки (21) 3525194/24-07 (22) 23.12.82 (46) 15.03.85. Бюл. N - 10 (72) В.Ф. Краилин, Е.Г. Подобедов

1 и А.Б. Холопов (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (НИИ Завода "Злектровыпрямитель ) (53) 621.314. 27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, Р 526993, кл. Н 02 М 7/515, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 752675, кл. H 02 M 5/27, 1980. первичных и вторичных обмоток которого подключены к выходу инвертора, а концы вторичных обмоток Подсоединены к силовому входу непосредственного преобразователя частоты, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области использования за счет возможности обеспечения работы в системе бесперебойного питания, между разноименными выводами постоянного тока упомянутого инвертора и одного моста регулятора реактивной мощности включены дополнительно введенные тиристоры.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью р асширения области использования за счет обеспечения возможности электрического торможения двигательной нагрузки, выводы постоянного тока другого моста этого же регулятора зашунтированы последовательно включенными диодом и резистором.

1145410

1Î ющих источников переменного и постоянного токов ключевыми элементами, 45 позволяющими регулировать режим подзаряда источника постоянного токй, и резисторного-торможения, двигательной нагрузки (рассеяние мощности рекуперации в резисторе). 50

Поставленная цель достигается тем,. что в преобразователь, содержащий тиристорный мостовой параллельный инвертор тока с двухмостовым тиристорным регулятором реактивной 55 мощности на его выходе, выполненным на основе многообмоточного дросселя, средние точки первичных и вторичных

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано .в системах бесперебойного питания статических двигательных нагрузок. 5

Известны полупроводниковые преобразователи, обеспечивающие питание различных нагрузок напряжением переменного тока постоянной или регулируемой частоты (11 и (2) .

Недостатком известных преобразователей является ограниченность применения, поскольку они не предусмотрены для использования в объектах с питающими источниками переменного 35 и постоянного токов, а также в объек-

;тах с двигательной нагрузкой, для

I которой необходимо форсированное электрическое торможение.

Наиболее близким техническим ре- 20 шением к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий последовательно соединенные тиристорные преобразователи: выпрямитель; параллельный инвертор тока с двухмостовым регулятором реактивной мощности и непосредственный преобразователь частоты $2) .

Недостатками известного преобра- 30 зователя являются отсутствие устройств, позволяющих обеспечивать двухсторонний обмен энергией между питающими источниками переменного и постоянного токов, а также невозможность электрического торможения (генераторного или резисторнаго) двигательной нагрузки, что снижает эффективность использования преобразователя. 40

Цель изобретения — расширение области использования преобразователя за счет обеспечения связи питаобмоток которого подключены к выходу инвертора, а концы вторичных обмоток подсоединены к силовому входу непосредственного преобразователя частоты, дополнительно введены тиристоры, подсоединенные между разноименными выводами постоянного тока упомянутого инвертора и одного моста регулятора реактивной мощности.

В другой модификации в преобразователь введены последовательно включенные диод и резистор, шунтирующие выводы постоянного тока другого моста этого же регулятора.

На чертеже представлена схема полупроводникового преобразователя.

Преобразователь содержит тиристор" ный мостовой параллельный инвертор в виде инверторного моста 1 со сглаживающими дросселями в цепях переменного тока и ступенчато-регулируемого конденсаторного источника 2 реактивной мощности, непосредственный преобразователь 3 частоты (НПЧ)

| тиристорно-дроссельный двухмостовой регулятор 4 реактивной мощности на основе многообмоточного дросселя 5, дополнительные тиристоры 6 и 7, отсекающий диод 8 и тормозной резистор 9.

Преобразователь работает следующим .образом.

На выводах переменного тока инверторного моста 1, к которым подключен источник 2 реактивной мощности, образуется трехфазная система синусоидальных напряжений. Выходное напряжение инвертора преобразуется

НПЧ 3 в регулируемое по амплитуде и частоте напряжение питания двигательной нагрузки с переменной частотой вращения или в стабилизированное напряжение пониженной по отношению к Й „ частоты (например, при Еи„

= 400 Гц, fsnq = 50 Гц, где и „ частота инвертора; f — частота НПЧ) для питания статической и(или) двигательной нагрузки с постоянной частотой вращения. Трехфазное выходное напряжение образуется циклическим переключением выпрямительных групп в каждой фазе НПЧ. Стабилизация выходного напряжения параллельного инвертора тока при изменении нагрузки и напряжения питающего источника постоянного, тока обеспечивается тиристорно-дроссельным двухмостовым регулятором 4 реактивной мощнос1145410 4 ти с многообмоточным регулирующим дросселем 5. Вторичные обмотки дросселя 5 одновременно используются для подключения к силовым входам

НПЧ 3. Для расширения области применения преобразователя за счет возможности использования его в системах . бесперебойного питания с питающими источниками переменного и постоянного токов дополнительно введены тирис- 10 торы 6 и 7, подключенные между выводами постоянного тока мостовых схем в инверторе 1 и регуляторе 4 реактивной мощности. В системе бесперебойного питания выводы переменного тока инвертора 1 используются также для подк.,ючения источника перемен. ного тока.

При наличии на выходных выводах

20 инверторного моста 1 напряжения от источника переменного тока тиристоры моста 1 отключены и переменное напряжение от источника через вторичные обмотки дросселя 5, выполняющего

25 функции токоограничения, подается на силовые входы НПЧ 3. В приведенном виде НПЧ 3 используется при необходимости уменьшения выходной частоты преобразователя по отношению (к частоте питающего источника. Если, выходная частота и напряжение пре образователя равны частоте и напряжению питающей сети, то НПЧ 3 исключается и фазы нагрузки подключаются к вторичным обмоткам дросселя 5. 35

В этом случае для полдержания неизменного значения cos q нагрузки (на.пример, cos q = 1) используется ступенчато-регулируемый. конденсаторный источник 2 реактивной мощности. . 40

В пределах каждой ступени реактивная мощность плавно изменяется двухмостовым регулятором 4 реактивной мощнос- ти. Тиристорные мосты, в которых выводы переменного тока подключены 45 к первичным и вторичным обмоткам дросселя 5, а выводы постоянного тока замкнуты накоротко, работают попеременно, так,как импульсы управления тиристорами каждого моста син- 50 хронизируются от положительных или отрицательных. полуволн напряжения источника питания. Для подзаряда источника постоянного тока (при на-. личии напряжения от источника пере- 55 менного тока) подается система управляющих импульсов с заданным фазовым сдвигом на трехфазный выпрямитель в регуляторе 4, выводы переменного тока которого подсоединены к первичным обмоткам дросселя 5. Одновременно включаются дополнительные тиристоры 6 и 7. При заряде источника постоянного тока до требуемых параметров снимается система импульсов с тиристоров вышеуказанного выпрямителя и дополнительных тиристоров 6 и 7. При необходимости регулирования только амплитуды выходного напряжения преобразователя НПЧ 3 может быть выполнен в виде трех пар встречно-параллельных тиристоров.

При исчезновении напряжения источника переменного тока подаются импульсы управления на тиристоры инверторного моста 1 и на его выводах переменного тока формируется синусо-. идальное трехфазное напряжение с частотой, равной частоте источника переменного тока. При питании от преобразователя двигательной нагрузки необходимо предусматривать возможность ее форсированного электрического торможения. В случае питания преобразователя от источника постоянного тока, обеспечивающего двухсторонний обмен энергией (например аккумуляторной батареи), обеспечивается рекуперативное торможение двигательной нагрузки с возвратом в источник запасенной в нагрузке ахтивной мощности через дополнительные тиристоры 6 и 7 и выпрямительный мост, подключенный в регуляторе 4 к первичным обмоткам дросселя 5. Если источник тйэстоянного тока не воспринимает рекуперируемую энергию (например, управляемый выпрямитель), то для обеспечения возможности резисторного торможения двигательной нагрузки регулятор реактивной мощности 4 дополнительно снабжаются последовательно включенными отсекающим диодом 8 и тормозным резистором 9.

Указанное тормозное устройство подключается в регуляторе 4 на выход выпрямительного моста, в котором выводы переменного тока подсоединены к вторичным обмоткам дросселя 5.

Отсекающий диод 8 блокирует прохождение тока через резистор 9 при включении в регуляторе 4 выпрямительного моста для подзаряда источника постоянного тока. Выводы переменного тока указанного моста подключены к первичным обмоткам дросселя 5, 1145410

Функциональные возможности предлагаемого преобразователя обеспечивают эффективное его применение в составе автономных .транспортных средств для обеспечения бесперебойного питания статических и двигательных нагрузок от источников переменного и (или) постоянного токов (например, в судовых системах электроснабжения). Энергетические показатеI ли системы бесперебойного питания увеличиваются путем обеспечения в преобразователе двухстороннего обмена энергией между источниками пере5 менного и постоянного токов и нагрузкой. Надежность функционирования . системы с двигательной нагрузкой по вышается-путем обеспечения форсированного электрического торможения ,двигателей. !.ЗЙИИПИ Заказ 1182/39 Тираж 620 Подписное! !

I !.

1

I ! !. !

I ! !