Преобразователь частоты

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты. Его целью является улучшение энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощности. Преобразователь содержит два моста, образованных тиристорами 1 - 12. Выходы постоянного тока мостов соединены через реакторы 14, 15. Фазные выводы первого моста являются входами преобразователя, а второго - выходами. Конденсаторы 15 - 23 соединяют входы и выходы так, что каждый из выходов соединен с каждым входом. Система управления состоит из генераторов шестифазных импульсов соотв. входной и выходной частот, генератора высокой частоты и двенадцати двухвходовых элементов И. Выходы генератора входной частоты подключены к одним входам первых шести элементов И, а их выходы через усилители - к входам соответствующих тиристоров первого моста. Выходы генератора выходной частоты подключены к одним входам вторых шести элементов И, а их выходы через усилители - к входам соответствующих тиристоров второго моста. Другие входы всех элементов И подключены к выходу генератора высокой частоты. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Н 02 М 5/27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4624669/07 (22) 26.12.88 (46) 07.07.91. Бюл. N 25 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) В.Ф.Самосейко и Н.В.Белоусова (53) 621.314.27(088.8) (56) Карташов Р,П., Кулиш А.К. и Чехет Э.М.

Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. — Киев: Техника, 1979, с.150.

Энергетическая электроника. Справочное пособие./ Под ред. В.А.Лабунцова. — M.:

Энергоатомиздат, 1987, с.380, рис.6.27. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты. Его целью является улучшение энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощА

„„. Ж„„1661941 А1 ности. Преобразователь содержит два моста, образованных тиристорами 1 — 12. Выходы постоянного тока мостов соединены через реакторы 14,15, Фазные выводы первого моста являются входами преобразователя, а второго — выходами. Конденсаторы

15-23 соединяют входы и выходы так, что каждый из выходов соединен с каждым входом. Система управления состоит из генераторов шестифазных импульсов соотв. входной и выходной частот, генератора высокой частоты и двенадцати двухвходовых элементов И.. Выходы генератора входной частоты подключены к одним входам первых шести элементов И, а их выходы через усилители — к входам соответствующих тиристоров первого моста. Выходы генератора выходной частоты подключены к одним входам вторых шести элементов И, а их выходы через усилители — к входам соответствующих тиристоров второго моста. Другие входы всех элементов И подключены к выходу генератора высокой частоты. 3 ил.

В С

1661941

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения одной частоты в трехфазное переменное напряжение другой частоты, Цель изобретения — улучшение энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощности от источника питания.

На фиг.1 изображена схема силовой части преобразователя частоты; на фиг.2— блок-схема системы управления; на фиг.Зад — эпюры импульсов высокой частоты fo, шестифазных импульсов входной частоты

f< — f6, шестифазных импульсов выходной частоты f7 — f<2, вхсдных фаэных НапРяжений

UA, Ов, Ос, выходных фазных напряжений

0,Ub,U< соответственно.;.

Преобразователь частоты содержит тиристоры 1 — 12, первые шесть из которых образуют первый мост, а вторые шесть— второй мост, фазные выходы первого моста являются входами преобразователя частоты, а второго — выходами.

Анодные группы тиристоров первого моста соединены с катодными группами тиристоров второго моста через реактор 13, а катодные группы тиристоров первого моста соединены с анодными группами тиристоров второго моста через реактор 14. Конденсаторы 15 — 17, 18-20.и 21-23.соединены соответственно в трехфазную звезду и подключены фазными выходами и входам, а нулевыми точками — соответственно к выходам. Система управления (фиг,2) состоит из генераторов шестифазных импульсов входной 24 и выходной 25 частот, генератора 26 импульсов высокой частоты и двенадцати двухвходовых элементов И 27. Выходы генератора 24 подключены к одним входам первых шести элементов И, а их выходы через усилитель — к входам соответствующих тиристаров первого моста. Выходы генератора 26 подключены к одним входам вторых шести элементов И, а их выходы через усилитель — к входам соответствующих тиристоров второго моста. Другие входы всех элементов И подключены к выходу генератора 26.

Преобразователь частоты работает следующим образом.

К входным выводам A,В,С подключена трехфазная симметричная система синусоидальных напряжений ОА, ОвОс(фиг.3I)..

На тиристоры К = 1,...,6 первого моста поступают импульсы управления Ек - fo fx (фиг.За,б).

Импульсы управления fK синхронизированы с входными напряжениями Од, Ов, Uc таким образом, что первый мост работает в ь

35

40 вой точки, образованной системой напря45

5

20 режиме неуправляемого выпрямителя. Зто позволяет уменьшить потребление реактивной мощности от источника входных напряжений. На тиристоры К = 7,...,12 второго моста поступают импульсы управления Рк =

=fo тк (фи Г.ЗЭ, В).

Если управляющие импульсы отсутствуют, то между нулевыми .точками а,b,с конденсаторных батарей 15 — 23 напряжения равны нулю. Пусть в нулевой момент времени, при котором f5 = f6 = т7 М f12 = О, приходит импульс 16(фиг.3). В этом случае на тиристоры К = 5,6,7 и 12 поступают управляющие импульсы Ек = fp fK, Тиристоры открываются и образуются колебательные контуры: первый — из элементов 5,14,7 и 17, второй—

12,13,6 и 19. Ток, протекающий по колебательным контурам, обратной полуволной погашает тиристоры 5,6,7 и 12 и перезаряжает конденсаторы 17 и 19. Частота собствен н ых колебаний контуров оп редел яется индуктивностями реакторов 13 и 14 и емкостью конденсаторов.

При малых величинах индуктивностей реакторов 13 и 14 период колебаний контуров и время открытого состояния тиристоров 7 и 12 будут достаточно малыми (время равно полупериоду колебаний).

Время перезаряда конденсаторов в этом случае также мало, а напряжение до момента начала перезаряда равно напряжению после перезаряда взятому со знаком минус. Ограничением на скорость перезаряда служит время запирания тиристоров.

После перезаряда конденсаторов между нулевой точкой а батареи конденсаторов

15,16 и 17 и нулевой точкой Ь батареи конденсаторов 18, 19 и 20 образуются разность потенциалов. Если принять потенциал нулежений UA, Ов, Uc, за нулевой то потенциал точки à Ug = Ов — Uba, а точки Ь -Ub = Uc — Ось, где U j — напряжение между точками i =

=А,B,Ñ и j = а,b,с. Так как Ос и Uca до прихода импульсов F5 и F7 были положительны, то после перезаряда конденсаторов Ua >О. Так как Ов и Овь до прихода импульсов F6 u Fn были отрицательными, то после перезаряда

Оь <О.

Под воздействием возникшей между точками а и Ь разности потенциалов по нагрузке, подключенной к выводам а, Ь,с, потекут токи и конденсаторы начнут перезаряжаться таким образом, что их напряжения будут стремиться к напряжениям

Од,Ов,Ос, а напряжения 0>,Ub,0< — к нулю.

В момент прихода второго импульса fo управляющие импульсы F1, F6, F7 и Ра поступают на тиристоры 1,6,7 и 12 и все процессы повторяются.

1661941

В момент прихода третьего импульса то управляющие импульсы F),Fz,FT u Fa поступают на тиристоры 1,2,7 и 8. В результате после перезаряда конденсаторов потенциал точки а будет положительный, а точки с — 5 отрицательный, Далее процессы протекают аналогично, На фазных выводах а,Ь,с образуется трехфазная система напряжений. Частота выходного напряжения определяется 10 частотой импульсов fv,".,f

Так как структура преобразователя симметрична относительно выводов.А,В,С и а,b,с, то для передачи энергии от выводов а,Ь,с, к выводам А,В,С необходимо поме- 20 нять управление мостами — перевести второй мост в выпрямительный режим, а первый в инверторный, в котором распределительные импульсы должны быть синхронизированы с частотой сети. 25

В предлагаемом преобразователе час- тоты основную нагрузку берут конденсаторы. Время, в течение которого тиристоры находятся в проводящем состоянии, мало. 30

Уменьшается также потребление от сети реактивной мощности. Последнее обеспечивается работой моста, подсоединенного к сети в режиме неуправляемого выпрямителя. 35

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий два трехфазных тиристорных моста, фазные выводы первого из которых образуют вход, а второго — выход. реактор, соединяющий катоды тиристоров первого моста с анодами второго, трехфазную батарею конденсаторов, подключенную фазными выводами к выходам, и систему управления, состоящую из двух генераторов шестифаэных импульсов входной и выходной частоты, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощности от источника питания, он снабжен реактором, соединяющим аноды тиристоров nepeoro моста с катодами второго и двумя трехфазными батареями конденсаторов, которые соединены, как и первая, s звезду и подключены фазными выводами к выходам, а нулевыми точками — к входам, третьим генератором импульсов. высокой частоты, выходом подключенным к одним иэ входов двенадцати введенных двухкодовых элементов И, другие входы первых шести из которых подключены к соответствующим выходом генератора шестифазных симметричных импульсов входной частоты, а их выходы — к входам соответствующих тиристоров первого моста, другие входы других шести элементов И подключены соответственно к выходам генератора шестифазных симметричных импульсов выходной частоты, а их выходы — к входам соответствующих тиристоров первого моста.

1661941

8 48С

Составитель Г. Мыцык

Редактор Н. Лазаренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Пожо

Заказ 2133 Тираж 38.4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101