Трансформаторно-полупроводниковый @ -фазно- @ -фазный преобразователь частоты с квазиоднополосной модуляцией

 

Изобретение относится к электротехнике , является усовершенствованием по а. с. К 1105995 и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Цель изобретения - улучшение формы входного

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (1!) А2 д) 4 Н 02 М 5/27

I E

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTGPGHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 Bt

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1105995 (21) 3354416/24-07 (22) 13. 11.81 (46) 07.01,87. Бюл. N - 1 (71) Московский энергетический институт (72) Г.С.Мыцык (53) 621.314.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1105995, кл. Н 02 М 5/27, 1980. (54) ТРАНСФОРМАТОРНО-ПОЛУПРОВОДНИКОBbIA m-ÔÀ3Í0- п-ÔÀ3ÍÛÉ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С КВАЗИОДНОПОЛОСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, является усовершенствованием по а. с. 9 1105995 и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Цель изобретения — улучшение формы входного

1282285 и выходного токов. Преобразователь частоты (ПЧ) содержит трехфазный m трансформатор 1 с первичными 2, 3 и вторичными 4, 5 трехфазными и обмотками, трехцепевые переключатели 6,7 ключи 8-13, составляющие комплект 14, и ключи 15-20, составляющие комплект

21, подключенные к выводам а, Ь, блок управления 23. При трехфазном выходе (n=3) третий выходной вывод

ПЧ C может быть образован либо посредством включения ключей 22, либо

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано для питания различных электромеханических устройств, а также в качестве вторичного источника электропитания и является усовершенствованием изоб-ретения по авт. св. - 1105995, Целью изобретения является улучшение формы входного и выходного токов.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого преобразователя, на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая принцип формирования выходного трехфазного напряжения в упрощенном варианте, когда один из выходных выводов (фаза с ) . образован нулевой точкой вторичной трехфазной обмотки (пунктиром показана полная схема получения трехфазного напряжения); на фиг. 3 — векторная диаграмма (а), поясняющая образование из 3-фазной системы питающих напряжений 12-фазной системы, исполь" зуемой для формирования выходных напряжений преобразователя, и временные диаграммы (б), поясняющие алгоритм работы преобразователя и формирование его выходных напряжений; на фиг. 4 †электрическая схема преобразователя (а) при работе его в режиме выпрямления, на фиг. 5 — временные диаграммы (б), поясняющие алгоритм работы такого преобразователя.

Преобразователь частоты (ПЧ) на фиг. 1 содержит трехфазный трансформатор 1 с двумя первичными 2 и 3 и нулевой точкой О обмотки 4. Введение

1 управляемых ключей 22 с двухсторонней проводимостью и подключение их к точке О,, введение делителя частоты 25 и выполнение распределителя импульсов 26 2 m-канальным позволяет сформировать из исходной 3-фазной эквивалентную 12-фазной систему питающих напряжений с определенным алгоритмом подключения к выходным выводам ПЧ, что приводит к улучшению формы напряжений. 1 з-п, ф-лы, 5 ил.

2 двумя вторичными 4 и 5 3-фазными обмотками. Одни концы первичных обмоток 2 и 3 подключены к силовым входам двух 3-цепевых переключателей

6 и 7, а одни концы двух вторичных обмоток 4 и 5 через ключи 8-13, составляющие комплект 14, и ключи 15

20, составляющие комплект 21, подключены к выходным выводам а и Ь соответственно. При трехфазном выходе (п=3) третий выходной вывод ПЧ с может быть образован либо посредством аналогичногo комплекта ключей 22,либо нулевой точкой О основной вто1 ричной обмотки 4 трансформатора 1.

Блок 23 управления преобразователем включает в себя задатчик 24 управляющих (однополярных) импульсов (ЗУИ) с частотой следования f „=12 f, где

f — частота модуляции (Е„=1/Тм, фиг. Зб), делитель 25 частоты на четыре, выполненный, например,,в виде двух последовательно соединенных триггеров со счетным входом, причем парафазный вход второго триггера связан с управляющими входами переключателей 6 и 7, а также 6-канальный распределитель 26 импульсов (РИ) (каналы его обозначены римскими цифрами I-VI) . Силовые входные выводы

ПЧ, А, В, С, образованы средними точками первичных обмоток 2 и 3.

Для формирования из исходной 3фазной эквивалентной 12-фазной системы питающих напряжений используются фазные (фазы А, В, С) и линейные (фазы АС, ВА, СВ) напряжения, а также инверсные по отношению к

3 12822 ним напряжения (фазы А, В, С и AC

HA СВ), которые на фиг. 3а показаны пунктиром. Подключение к выходным выводам ПЧ а и Ь (в упрощенном варианте) в строго определенной после5 довательности указанных двенадцати фаз напряжений обеспечивается предлагаемой структурно-алгоритмической организацией устройства (фиг, 1а, фиг. За, б). Алгоритмы переключения ключей 6, ?, 8-13, 15-20 показаны на фиг. 36: U, U,, U -U„3, U -U соответственно, Импульсы управления, обеспечивающие такое переключение, снимают с выходов T-IV PH 26. При 15 этом взаимосвязь номеров каналов РИ с номерами ключей (или с управляющими этими ключами импульсами) следую— шая: канал Х ключи 8, 15, II ключи

-9, 16; III ключи 10, 17, IV ключи 11, 2ð

18; V ключи 12, 19; VI ключи 13,20.

55

Формирование выходного напряжения U z согласно фиг. За, б в момент начинается с подключения фазы А сети, а формирование второго напряжения U — фазы С. Последовательность подключения эквивалентных фаз сети видна из векторной и временной диаграмм на фиг. 3а, б. В момент

1 к фазе а подключают фазу АС сети, а к фазе Ь вЂ” фазу СВ. При этом в интервале t,-t замыкают ключ 6. В момент t ключ 6 размыкают и замы 2 кают ключ 7.

Описанная адресация номеров каналов РИ номерам ключей ПЧ остается одной и той же как в неупрощенном варианте ПЧ (с комплектом ключей 22), так и в упрощенном (при отсутствии этого комплекта 22). В последнемслучае однако полярность обмотки фазы

Ь нагрузки, в качестве которой здесь выступает асинхронный двигатель (АД), должна быть изменена (фиг. 1а). Только при этом условии вращающееся магнитное поле в рабочем зазоре АД будет круговым (на фиг. 2 показано об-. разование 3-фазной симметричной системы векторов аО, ЬО, 0,0 из двух исходных векторов аО„, b0„, сдвинутых между, собой по основной гармонике на угол 2 и /3), B этом случае, когда изменение включения полярности обмотки АД невозможно, следует применять неупрощенный вариант ПЧ (с комплектом 22).

Описанный преобразователь может быть эффективно применен также в реЗО

85 4 жиме управляемого выпрямителя, обеспечивая при этом на выходе двенадцатипульсное напряжение с высоким содержанием полезной (постоянной) составляющей (при угле регулирования д-=0, равной 0,9886 U, гдe U — амплитудное значение выпрямленного напряжения). В этом случае использует.ся лишь один комплект ключей 21 (фиг. 4а) . Адресность каналов РИ при этом сохраняется той же (фиг. 46): канал 1 ключ 15; II ключ 16 III ключ 17; IV ключ 18; V ключ 19; UI ключ 20.

Блок 23 управления в этой модификации устройства снабжается управляемым широкодиапазонным фазосдвигающим узлом (ФСУ) 27, включенным между задатчиком 24 управляющих импульсов и входами делителя 25 и РИ 26.

Задатчик 24 управляющих импульсов в этом случае выполняется как умножитель частоты сетевого напряжения на

12 любым известным способом (см. выходной сигнал U ЗУИ 24 на фиг.46).

В том случае, если требуется реверсирование выходного напряжения, ключи 15-20 должны выполняться с двухсторонней проводимостью, как и в ПЧ на фиг. 1. В случае, когда реверсивность не требуется, в качестве этих ключей могут быть установлены тиристоры (однооперационные или двухоперационные), как показано на фиг. 4а.

Частота модуляции в данном режиме равна частоте сети f Величину постоянной составляющей выходного напряжения (его уровень) регулируют величиной аналогового сигнала U подаваемого на управляющий вход ФСУ

27. На фиг. 4б показаны алгоритмы

U, -Пд переключения тиристоров 1520 и выходное напряжение (U и U,, )

Ьа, Ьа, для двух значений углов регулирования: о = 15 и с = 75 .

На фиг. 46 показаны также напряжения U, П, П 3-фазной сети и потребляемый из фазы А сети ток (при активной нагрузке преобразователя).

Формула изобретения

1. Трансформаторно-полупроводниковый m-фазно- и-фазный преобразователь частоты с квазиоднополосной модуляцией по авт. св. Р 1105995 о тл и ч а ю шийся .тем, что, с

2, Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что при

1g m=3 отводы основной вторичной обмотки делят числа ее витков в отноше1 нии (1 — —. ): (— ). з Гз

5 12822 целью улучшения формы кривой входно-о и выходного токов, его трансформатор снабжен дополнительной тп-фазной вторичной обмоткой, которая одними своими ко дами соединена с введенными в основную вторичную m-фаз-. ную обмотку отводами, а другими концами через введенные дополнительные управляемые ключи с двухсторонней проводимостью подключена к соответствующим и-выходным выводам преобразователя, его блок управления снабжен делителем частоты, включенным между вь ходом задающего генератора и управляющими входами двух m-цепевых управляемых переключателей первичных обмоток трансформатора, а распределитель импульсов выполнен

2 m-канальным.

1282285 24 б

Ц

"c

Составитель И.Войтович

Редактор С,Патрушева Техред А.Кравчук Корректор N.Ñàìáoðñêàÿ

Заказ 7282/55 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4