Мостовой тиристорный преобразователь частоты

 

МОСТОВОЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий трехфазньй согласующий трансформатор с двумя вторичными трехфазными обмотками, шесть тиристорных мостов. соединенных попарно последовательно по выходу и свободными выводами постоянного тока подключенных к общему для трех пар мостов сглаживающему дросселю, причем точки соединения мостов образуют выходные вьгаоды преобразователя, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных и энергетических показателей, он снабжен третьей вторичной трехфазной обмоткой, .причем каждая из трех вторичшлх трехфазных обмоток подключена к входам тиристоров моста, .принадлежащих одной паре. g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () )) (5()4 Н 02 М 5 27 (21) 1794910/24-07 (22) 12. 06. 72 (46) 23.09.85. Бюл. Ф 35 (72) С.О. Кривицкий, А.Б. Файтлин, Ю.Л. Шинднес и И.И. Эпштейн (53) 621.314.27 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 169663, кл. Н 02 M 5/27, 1963.

Патент Франции Ó 1569919, кл. Н 02 m, 1 966. (54)(57) МОСТОВОЙ ТИРИСТОРНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий трехфазный согласующий трансформатор с двумя вторичнычи трехфазными обмотками, шесть тиристорных мостов, соединенных попарно последовательно по выходу и свободными выводами постоянного тока подключенных к общему для трех пар мостов сглаживающему дросселю, причем точки соединения мостов образуют выходные выводы преобразователя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных и энергетических показателей, он снабжен третьей вторичной трехфазной обмоткой, .причем каждая из трех вторичных трехфазных обмоток подключена к входам тиристоров моста,,принадлежащих одной наре.

1181086

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и, в частности, к силовым схемам преобразователей частоты с непосредственной связью, формирующим 5 заданный по величине и частоте ток нагрузки путем коммутации тока нагрузки Напряжением ссс ти.

Целью изобретения 1является улучшение массогабаритных и энергетических показателей преобразователя путем уменьшения установленной мощности трансформатора и улучшения условий коммутации тиристоров.

На фиг.1 приведена схема пред- 15 лагаемого преобразователя частоты на фиг.2 — блок-схема системы управления преобразователем частоты, позволяющей реализовать необходимый закон формирования тока на-рузки; 20 на фиг. 3 и 4 — диаграммы, поясняющие принцип формирования выходных токов и работу системы управления преобразователем соответственно.

Преобразователь частоты (фиг.1) 25

1 содержит согласующий трансформатор

1, сглаживающий дроссель 2, шесть мостовых групп 3-8 и нагрузку 9.

Мосты 3-8 соединены по два последовательно и образуют вентильные щ0 группы трех выходных фаз. Питание каждой пары последовательно соединенных мостов осуществляется от отдельного трехфазного трансформатора либо от отдельной трехфазной системы обмоток четырехобмоточного трахфазного трансформатора 1, а точки соединения мостов представляют собой выходные выводы преобразователя, к которым подключаются нагрузки — 40 двигатель переменного тока. Вентильные группы 3-4, .5-6 и 7-8 соединены параллельно и между их общими зажимами включен сглаживающий дроссель 2.

Преобразователь частоты формиру- 45 ет ток нагрузки, форма которого при условии большой индуктивности дросселя 2 в звене постоянного тока приведена на фиг.3. Длительность протекания полуволны тока в фазе нагрузки составляет у рад.. выходной частоты, причем на участках коммутации тока между фазами нагрузки (участок соответствует длительности - рад; выходной частоты) в работе участвуют три вентильные мостовые группы, а в остальные моменты времени — две вентильные группы преобразователя. Амплитуда тока нагрузки определяется углом управления тиристорами в группах о у(фиг.4) а длительность коммутации — параметрами нагрузки,.величиной тока и значением фазы угла управления тиристорами в инверторном режиме (фиг.4).

Рассмотрим процесс формирова. ния тока нагрузки.

Предположим, что в момент времени „ (фиг.2) управляющие импульсы поступают на тиристоры мостов

3 и 8. Ток нагрузки протекает по контуру: вторичные обмотки трансформатора 1, катодная группа вентилей моста 3, фаза А, нагрузки, фаза С, нагрузки, анодная группа вентилей моста 8, вторичные обмотки трансформатора 1, катодная группа вентилей моста 8, дроссель 2, анодная группа моста 3, обмотки трансформа- тора 1. В момент времени t, подаются управляющие импульсы на тиристоры моста 5, а мост 3 переводится в инверторный режим. За время коммутации ток нагрузки переходит из фазы А в фазу В, . В момент времени t снимаются управляющие импуль сы с тиристоров моста 3 и в рабо-. те остаются мосты 5 и 8. Далее процессы в схеме повторяются с

Я периодом — радиан выходной частоты.

На фиг.2 в качестве примера представлена блок-схема системы управления преобразователем, реализующая описанный принцип формирования тока нагрузки. Поскольку преобразователь частоты работает в режиме ис-. точника тока, внешним сигналом задания в системе управления является сигнал задания амплитуды и частоты тока.

Внутренними устройствами управления являются системы импульснофазового управления (СИФУ) 10, датчики 11 нуля тока в фазах нагрузки, логическая схема 12,.разрешающая прохождение управляющих импульсов на тиристоры каждого моста, а также управляемый задающий генератор 13, пересчетное кольцо 14, датчик 15 тока в цепи дросселя и регулятор 16 тока. Укаэанные функциональные узлы системы управления преобразователем могут выполняться по любым известным схемам. Особенностью системы управления является то, что

СИФУ формирует две последовательности импульсов,; Одну с переменным углом управления (о = 0 .+ 1.50 ), определяемым управляющим напряжением, другую с фиксированным углом управления (a(150 ) предельного я инверторного режима °

На входе регулятора 16 тока сравниваются сигналы задания амплитуды переменного тока 3 и сигнал датчика 15 тока в цепи дросселя 2. Выходной сигнал регулятора тока подается на вход СИФУ 10, на выходе СИФУ получают две последовательности импульсов с углами управления е „ и с „, Каждая последовательность имеет шесть каналов по числу тиристоров выпрямительного моста.

На фиг.4 показаны импульсы ау и для ОднОГО тиристОра (7 — IIp. риод частоты сети).

Сигнал задания частоты U 3 т З д (фиг.4) подают на вход управляемого задающего генератора 13, на его выходе получают импульсы, частота которых пропорциональна Ug

Зс(д эти импульсы управляют работой пересчетного кольца 14, на выходе которого получают шесть сигналов длительностью Т /3 (12 — период выходной частоты), соответствующих заданию работы вентильных мостов

3-8 (фиг.1). На фиг.4 показаны сигналы задания работы групп 3 и

5 — сигналы А3 и А т5 соответственно. Датчики 11 нуля фаэных токов нагрузки (фиг.2) выдают логические сигналы наличия тока нагрузки, например для фазы А, (мосты 3 и 4) 181086 4 это сигнал А -3 или инверсный сигнал А „ (фиг.4).

Все рассмотренные сигналы по дают на входы логической схемы 12, которая имеет 36 (по числу тиристоров) логических комбинационных схем, функционирующих аналогично по следующему принципу., Например, для одного тиристора

10 моста 3 (фиг.5) при наличии сигнала

А на выход логической схемы поступают импульсы для данного тиристора с фазой о у. При появлении сигнала A Зт5 сигнал АЗт5 снимают9но

15 ток через мост 3 3 продолжает про3 текать, в течение некоторого времени ток протекает частично через мост 3 и частично через мост 5. В это время, соответствующее логической комбинации сигналов А „5к А 9> Ф А подают на рассматриваемьй тиристор импульсы с фазой d,„.На фиг.4 внизу показаны импульсы управления для одного тиристора моста 3.

2Ю Таким образом, система управления обеспечивает формирование выходных токов заданной частоты и амплитуды и раздельное управление мостов, относящихся к одной фазе преобраэоЗо

Изобретение исключает необходимость увеличения в 2 раза напряжения питания мостов преобразователя для обеспечения условий коммутации тока

-нагрузки при изменении противо-ЭДС и параметров нагрузки, что в итоге либо расширяет область использования по выходной частоте, либо при равных с известным устройством ус- .

40 ловиях позволяет улучшить массогабаритные и энергетические показатели преобразователя.

1181086

1181086

Яб

К7

Мв2 1 62 ta

1! 81386

А за

А т„

А т

4т »

Составитель Г. Мышык

Техред О.Неце Корректор И. Эрдейи

Редактор И. Николайчук

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113 )35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5945/57

4>илнал ЛИП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная,4