Непосредственный преобразователь частоты
НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий основные мосты управляемых вентилей, между выводами переменного тока которых и входными выводами преобразователя включены первичные обмотки трансформаторов тока, подключенный к выводам переменного тока основных мостов разделительный мостовой выпрямитель с конденсатором в цепи постоянного тока и подключенный к этой цепи узел искусственной коммутации вентилей основных мостов, зарядный вентильный мост, входом связанный через вторичные обмотки трансформаторов с входными выводами преобразователя и выходом - с обкладками конденсатора, а также блок управления вентилями основных мостов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем стабилизации на заданном уровне напряжения на конденсаторе, он снабжен регулирующими тиристорами, подключенными параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока, управляюш,ие входы которых подключены к выходу введенного о блока импульсно-фазового управления по (Л отклонению напряжения на конденсаторе от заданного. CD N3 оо
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1171928 (04 Н 02 М 5/27
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1,. ., 1
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3356738/24-07 (22) 27.11.82 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) А. А. Чернышев, В. И. Бритик, Н. И. Заброда и Л. А. Фудимова (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина (53) 621.314.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 208115, кл. Н 02 М 5/27, 1964.
Авторское свидетельство СССР № 289485, кл. Н 02 М 5/27, 1969. (54) (57) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий основные мосты управляемых вентилей, между выводами переменного тока которых и входными выводами преобразователя включены первичные обмотки трансформаторов тока, подключенный к выводам переменного тока основных мостов разделительный мостовой выпрямитель с конденсатором в цепи постоянного тока и подключенный к этой цепи узел искусственной коммутации вентилей основных мостов, зарядный вентильный мост, входом связанный через вторичные обмотки трансформаторов с входными выводами преобразователя и выходом — с обкладками конденсатора, а также блок управления вентилями основных мостов, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения надежности путем стабилизации на заданном уровне напряжения на конденсаторе, он снабжен регулирующими тиристорами, подключенными параллельно вторичным обмоткам трансформаторов -îêà,,управ,ляющие входы которых подключены к выходу введенного ф блока импульсно-фазового управления по отклонению напряжения на конденсаторе от зада нного.
С:.1171928
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного управления тяговыми асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями в автономном электроприводе, например на тепловозе.
Целью изобретения является повышение надежности устройства путем стабилизации зарядного напряжения на заданном уровне.
На фиг. 1 представлен пример исполнения предлагаемой схемы преобразователя; на фиг. 2 — характеристики, иллюстрирующие работу предлагаемого устройства в автономном электроприводе локомотива.
Преобразователь (фиг. 1) содержит основные мосты тиристоров 1, соединяющие фазы источника 2 (входные фазы преобразователя А, В, С) с фазами нагрузки 3 (выходные фазы преобразователя). К входным фазам циклоконвертора подключен разделитель ный мостовой диодный выпрямитель 4, который на стороне постоянного тока соединен с узлом искусственной коммутации 5. Во входных фазах циклоконвертора установлены трансформаторные блоки 6. Каждый трансформаторный блок содержит силовой трансформатор 7 тока, первичная обмотка 8 которого подключена началом к источнику 2 питания, а концом — к группам главных тиристоров 1, вторичная обмотка 9 трансформатора концом подключена к первичной обмотке 8. На фиг. 1 показан вариант подключения конца обмотки 9 к концу обмотки 8. Возможен также вариант подключения конца обмотки 9 к началу обмотки 8.
Параллельно вторичным обмоткам 9 трансформатора подсоединены регулирующие тиристоры 10. Вторичная сторона трансформаторных блоков 6, фазы А, В, С, а именно, начала вторичных обмоток 9, подключена к зарядному выпрямителю 11. На стороне постоянного тока (»-13а) к зарядному выпрямителю 11 могут быть подключены вспомогательные нагрузки, например, мотор-вентиляторы преобразовательной установки, изображенные на фиг. 1 эквивалентным резистором 12. На стороне постоянного тока к зарядному выпрямителю 11 подключен также конденсатор 13. Зарядный выпрямитель 11 соединен с разделительным выпрямителем
4 и узлом искусственной коммутации 5. Блок
14 импульсно-фазового управления регулирующими тиристорами 10 подключен к входным фазам А, В, С преобразователя, к фазам А, В, С вторичной стороны трансформаторных блоков 6 и к цепи постоянного тока зарядного напряжения +Uq.
Блок 14 управления имеет шесть каналов, синхронизированных от напряжения трансформаторов тока 7. Каждый из каналов выполнен по общеизвестному вертикальному принципу.
Работа схемы осуществляется следующим образом.
Вследствие протекания тока в первичной обмотке 8 трансформатора во вторичной обмотке 9 наводится ЭДС, которая геометрически суммируется с фазным напряжением источника 2, действующим на входе преобразователя. Таким образом, напряжение на вторичной стороне трансформаторных блоков 6, подводимое к зарядному выпрямителю 11, выше напряжения, питающего преобразователь. Выпрямленное при помощи зарядного выпрямителя 11 зарядное напряжение подводится к узлу 5 искусственной коммутации, обеспечивая необходимый для надежной коммутации уровень напряжения на коммутационных конденсаторах узла 5 при низком напряжении, питающем преобразователь. При изменении питающих преобразователь напряжения и тока стабилизация зарядного напряжения осуществляется при помощи регулирующих тиристоров 10. Включение в течение полупериода с некоторым углом регулирования (включения) тиристоров 10 ведет к закорачиванию вторичной обмотки 9 силового трансформатора тока 7, вследствие чего среднее за период значение вторичного напряжения уменьшается. Варьируя углом регулирования тиристоров 10, обеспечивают (в автоматическом режиме) постоянство зарядного напряжения. Допустим, что зарядное напряжение Ud уменьшается, тогда разность опорного и зарядного напряжений (Š— 14) увеличивается, т. е. напряжение обратной связи возрастает.
Наибольший эффект от предлагаемого технического решения может быть получен в автономном тяговом электроприводе, например, тепловоза. Характеристики этого электропривода и предлагаемого устройства приведены на фиг. 2: зависимость частоты fq выходного напряжения преобразователя от его величины U (ломанная abed), зависимость входного тока 1i, (примерно равного выходному току 1 ) от величины входного напряжения Ui (примерно равного выходному напряжению U, ломанная а, b, с, причем точка d совпадает с точкой с ) и зависимость зарядного напряжения Uz от входного тока 1 (ломанная а", b", с", причем точка d" совпадает с точкой с" и, кроме того, точки с и с" совпадают). На локомотиве, оборудованном асинхронным преобразовательным электроприводом, максимальное значение выходной частоты 1 дщ почти совпадает с максимальным значением входной частоты fg т. е. 4нзю =fz(d)=f> c, При пуске локомотива 4/У =сопа1 (прямая аЬ) .
Поскольку — = — — — — (ф качество выходного напряжейия удовлетворительно и не требуется применения искусственной коммутации, поэтому в пусковом режиме достаточно только естественной коммутации (ЕК) и величина зарядного напряжения
U3 не представляет интереса. При переходе в режим длительной работы локомо1171928
ЕК фиг. Р
Составитель Г. Мыщык
Техред И. Верее Корректор В. Бутяга
Тираж 646 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор Ан. Шандор
Заказ 4912/48 тива для соблюдения постоянства реализуемой локомотивом мощности действуют соотношения =const (кривая Ьс) и Uq=
Мз
=const (прямая cd). В длительном режиме
fq)fz(b), т. е. f2/f l/4, поэтому целесообразно применение искусственной коммутации (ИК) для обеспечения хорошей формы выходного напряжения. Следовательно, в длительном режиме желательно иметь зарядное напряжение на уровне максимального питающего. Поэтому параметры трансформатора 7 должны обеспечивать Uz(b") =
= Uf a c — Ug (C ) — Uz (d ) — 1- 2 (d) — 1- 2 (c) При этом если не включать тиристоры 10, то зарядное напряжение U> при f )f (b) изменяется по штриховой кривой b" c*(b"d") т. е. выше максимально допустимого. Для стабилизации зарядного напряжения доста5 точно, начиная с частоты выше f2(b), начать включать тиристоры 10, так что U3=const (прямая b"с").
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечит стабильное зарядное напряжение
10 на уровне максимального напряжения источника питания, что гарантирует высокую надеж ность.
