Трехфазный преобразователь частоты

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в составе электропривода переменного тока. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 трансформаторы, обмотки которых подключены к вентилям 3-14. Реакторы 15 и 16 выполнены расщепленными на три секции. Через обмотки трансформаторов протекает разность токов пар вентилей и секций реакторов, при этом происходит снижение действующего значения тока вентильных обмоток, что приводит к снижению расчетной мощности трансформаторов 1 и 2. 2 ил. JBM VW СдЭ CD СО Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО {ИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Н 02 М 5/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3955216/24-07 (22) 23.09.85 (46) 23.06.87. Бюл. N 23 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники Завода "Электровыпрямитель" (72) Е.Г.Подобедов и В.H.Ôèëàòîâ (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 265254, кл. H 02 M 7/ 12, 1966.

Авторское свидетельство СССР

Р 529532, кл. Н 02 M 7/515, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 884059, кл. Н 02 M 7/515, 1980.

Л0„„1319192 А1 (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в составе электропривода переменного тока; Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 трансформаторы, обмотки которых подключены к вентилям 3-14 ° Реакторы 15 и 16 выполнены расщепленными на три секции. Через обмотки трансформаторов протекает разность токов пар вентилей и секций реакторов, при этом происходит снижение действующего значения тока вен- а тильных обмоток, что приводит к снижению расчетной мощности трансформаторов 1 и 2. 2 ил, 1 13191

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти практическое применение в качестве трехфазных статических преобразователей частоты как самостоятельно, так и в составе электропривода переменного тока, в агрегатах бесперебойного питания, в нагружающих устройствах, асинхронно-вентильных каскадах и т д, Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей за счет снижени установленной мощности ТраНсАор маторов.

На фиг.1 приведена принципиал -.ная схема предлагаемого преобразователя., на фиг.2 — диаграммы токов и напряжений, характеризующие era работу.

Трехфазный преобразователь частоты

55

20 содержит входной — выпрямительный ции, концы каждой из которых включены между объединенными катодами вентилей выпрямителя и анодами вентилей инвертора — для секций анодного реактооа 15 и соответственно между объетрансформатор 1 и выходной — инверторный трансформатор 2 с двумя комплектами соответственно вторичных и первичных обмоток, соединенных в идентичные звезды. Свободные концы одной иэ вторичных обмоток вхоцного трансформатора 1 подключены через пары вентилей, например, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 к смежным по фазе свободным концам другой вторичной обмотки вход- -30 ного трансформатора 1, при этом сами вентили 3-8 соединены между собой .по кольцевой схеме. Аналогичным образом свободные концы одной из первичных обмоток трансформатора 2 под- 35 ключены через пары вентилей 9 и 10, i1 и 12, 13 и 14 к смежным по фазе концам другой первичнои обмотки выходного трансформатора 2 с соединением самих вентилей 9-14 по кольце- 40 вой схеме, связывающей между собой концы смежных фаз двух комплектов первичных обмоток трансформатора l.

Трансформатор 1 с вентилями 3-8 образует трехфазный выпрямитель, а 45 трансформатор 2 с вентилями 9-14— трехфазный инвертор, причем выпрямитель и инвертор связаны между собой по цепи постоянного тока через сглаживающие реакторы 15 и 16. Анодный 15 50 и катодный 16 сглаживающие реакторы трехфазного преобразователя частоты выполнены расщепленными на три сек92 2 диненными анодами вентилей выпрямителя и катодами вентилей инвертора— для секций катодного реактора 16.

При подаче сетевого напряжения на вход трехфазного преобразователя частоты, образованного вхопными выводами первичной обмотки трансформатора

1, на концах его вторичных обмоток а, Ь, с и. а, Ъ, с формируются две трехфазные идентичные системы напряжений, разность фазных напряжений которых выпрямляется вентилями 3-8, которые работают поочередно.со сдвигом по фазе в 60 эл. град. В течение 60 эл. град. и обеспечивают выпрямление в каждый момент времени наибольшей разности потенциалов с формированием выпрямленного шестипульсного напряжения U1 со средним значением U> = 2,34 U ф (фиг.1 л и ъ ).

Поскольку вторичные обмотки л, Ь, " и а, с, Ь выполнены идентичными с разностью синфазных напряжений, равной нулю, аналогичное выпрямленное напряжение U< формируется и между одноименными фазными концами вторичных обмоток трансформатора 1.

При аналогичном порядке включения вентилей 9-14 трехфазного инвертора преобразователя частоты через секции реакторов 15 и 16 потекут сглаженные токи ld -- 1, = 1,, образующие суммарный выходной ток i выпрямителя (1,3-8) и, соответственно, входной ток инвертора (2,9-14) без изменения режима работы вентилей (фиг.2 а и 6 ) .

Однако режим работы вентильных обмоток трансформаторов 1 и 2 изменяется по сравнению с классическим случаем подключения сглаживающих реакторов

15 и 16 между нулевыми точками первичных и вторичных обмоток трансформаторов и 2. Согласно закону Кирхгофа в предлагаемом преобразователе частоты через вентипьные ббмотки трансформаторов 1 и 2 протекает разность токов пар вентилей и секций реакторов. Например, через фазу а вентильной обмотки трансформатора 1 вместо одного положительного импульса тока с амплитудой I и длительноcf стью 120 эл. град. в каждый период протекают два импульса: положительный импульс тока с амплитудой 2/3 I и длительностью 120 эл. град. и отрицательный импульс тока с амплитудой

1/3 I и длительностью 240 эл. град, Аналогичный по форме ток протекает

3 1319 и через другие фазные вентильные обмотки трансформаторов 1 и 2. Это приводит к снижению действующего значения тока вентильных обмоток с 0,58 I . до 0,47 I, а соответственно, и к снижению расчетной мощности каждого иэ трансформаторов 1 и 2 с 1,26 Рс до 1,11 Р,1, т.е. на 157, причем без какого-либо ухудшения остальных параметров преобразователя частоты. Сек- 1О ционирование сглаживающих реакторов

15 и 16 обеспечивается традиционным путем — использованием параллельного соединения трех проводов. От такого секционирования — расщепления уста- f5 новленная мощность сглаживающих реакторов не возрастает. Она только зависит от разности мгновенных значений напряжений, прикладываемой к концам секций реактора, которая наименьшая 20 при пофазном иэ подключении к выпрямительным и инверторным группам.

Для упрощения конструктивного ис полнения трансформаторов за счет снижения тока в 3 раз и избежания па- 25 раллельного соединения проводов, а также для расширения диапазона рабочих напряжений в цепи постоянного тока в 1ГЗ раз вентильные обмотки трансформаторов 1 и 2 могут быть соединены 30 в треугольники. В частных случаях анодный или катодный реактор может отсутствовать, а его секции можно выпол— нять раздельно, немагнитносвязанными.

192 4

В качестве вентильных обмоток трансформаторов могут использоваться обмотки двигателя и генератора.

Формула изобретения

Трехфазный преобразователь частоты, содержащий входной и выходной трахфазные трансформаторы с двумя комплектами соответственно вторичных, и первичных идентично выполненных обмоток с включенными между комплектами этих обмоток двух трансформато" ров выпрямителем и инвертором, вентили каждого из которых соединены по кольцевой схеме, связывая между собой концы обмоток смежных фаэ двух комплектов соответствующего трансформатора, а также включенные в цепи постоянного тока между выпрямителем и инвертором обмотки двух сглаживающих реакторов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей за счет снижения установленной мощности трансформаторов, обмотка каждого сглаживающего реактора выполнена в виде трех секций, концы каждой иэ которых включены между точкой объединения ка. тодов или анодов соответствующей пары вентилей выпрямителя и точкой со" единения анодов или катодов соответствующей пары вентилей инвертора..