Непосредственный преобразователь частоты

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель - увеличение диапазона регулирования частоты выходного напряжения. Преобразователь содержит мост основных тиристоров 1 - 6, управляемых с помощью распределительных тиристоров 7, 8 через диоды 11 - 16, полуобмотки 9, 10 реактора, включенного на выходе этого моста, и конденсаторы 17 - 19, включенные между входными выводами A, B с преобразователя и средней точкой обмотки реактора, являющейся одним выходным выводом преобразователя. Вторым выходным выводом преобразователя является нулевая точка питающей сети. Блок управления содержит два задатчика частоты и два двухвходовых логических элемента 2 И совпадения, выходами связанных с управляющими входами распределительных тиристоров. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л K 02 М 5/27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4625567/07. (22) 26.12.88 (46) 07.07.91. Бюл. ¹ 25 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) В. Ф. Самосейко и Н. В. Белоусова (53) 621.314,27(088.8) (56) Карташов P. П.; Кулиш А, К. и Чехет Э.М.

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

Электрические изделия и устройства.

Электротехнический справочник, т. 2. — M:

Энергоатомиздат, 1986, с, 63, рис. 32,30, (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель — увеличеЯ2,, 1661942 А1 ние диапазона регулирование частоты выходного напряжения. Преобразователь содержит мост основных тиристоров 1 — 6, управляемых с помощью распределительных тиристоров 7 и 8 через диоды 11 — 16, полуобмотки 9 и 10 реактора, включенного на выходе этого моста, и конденсаторы 17—

19, включенные между входными вводами А, В с преобразователя и средней точкой обмотки реактора, являющейся одним выходным выводом преобразователя. Вторым выходным выводом преобразователя является нулевая точка питающей сети. Блок управления содержит два задатчика частоты и два двухвходовых логических элементов 2И совпадения, выходами связанных с управляющими входами распределительных тиристоров. 3 ил.

1667942

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения одной частоты в однофазное переменное напряжение другой частоты, Цель изобретения — расширение функ- циональных возможностей за счет расширения диапазона регулирования частоты выходного напряжения.

На фиг, 1 изображена схема непосредственного преобразователя частоты; на фиг.

2 — схема системы управления непосредственным преобразователем частоты; на фиг.

3 а-д — эпюры импульсов задатчика частоты

fo, парафазных импульсов f< и fz, трехфазной системы фазных ЭДС ед, ев, ес, выходного напряжения Uo и напряжения UA, Ов, Uc на конденсаторах соответственно.

Непосредственный преобразователь частоты содержит тиристоры 1-8; полуобмотки 9 и 10 реакторов со средней точкой, диоды 11-16, конденсаторы 17-19, образующие звезду, подключенную фазными выводами к фазным выводам моста, образованного тиристора 1-6, выводы постоянного тока которого подключены к полуообмоткам 9 и 10 реактора, средняя точка которого подключена к нулевой точке звезды конденсаторов 17-19 и первому выводу нагрузки 20, второй вывод которой подключен к нулевой точке трехфазной системы напряжений, Диоды 11 — 13. образуют катодную группу, подключенную фазными выводами к трехфазной системе напряжений, а катодами — к аноду тиристора 7. анод которого подключен к управляющим электродам тиристоров 1, 3 и 5, Диоды 14 — 16 образуют анодную группу, подключенную фазными вы водами к уп равляющим электродам тиристоров 4, 6 и 2, а анодами — к катоду тиристора 8, анод которого подключен к анодам .анодной группы, образованной тиристорами2,4и 6. блок управления состоит из задатчика

21 выходной частоты с парафазными выходами и задатчика 22 более высокой частоты, двух двухвходовых элементов 2И 23 и 24, связанных первыми входами соответственно с парафазными выходами задатчика 21 частоты, вторыми входами с выходом задатчика 22, а выходами — с входами соответственно тиристоров 7 и 8.

Непосредственный преобразователь

50 частоты работает следующим образом.

Управляющие импульсы и от блока уп- 55 равления (F1=f1 fo и Fz=fz fo, где f>, 1г— парафазные импульсы задатчика 17 частоты, имеющие период T>, fo — импульсы задатчика 18 частоты, имеющие период Т,) поступ ают на тиристоры 7 и 8.

Период трехфазной системы напряжений Т и периоды Т и Т1 в общем случае некратны.

При отсутствии импульсов F ) и Fz напряжения на конденсаторах 17 — 19, имеющих одинаковые емкости, равны ЭДС ер, ев, ес.

Напряжение между нулем звезды конденсаторов 17 — 19 и нулем трехфазной системы напряжений равно в этом случае нулю.

Положим, что в момент прихода тактового импульса fo f1=1, fz=-0 и ЭДС ел максимальная (фиг, 3). В этом случае открывается тиристор 7 и по -цепи элементов 11 — 7 — 1 — 9 протекает ток, который приводит к отпиранию тиристора 1, после чего тиристор 7 оказывается шунтированным и в результате этого закрывается. Тиристор 1, индуктивность 9 и конденсатор 17 образуют колебательный контур, обратная полуволна тока которого закрывает тиристор 1 и перезаряжает конденсатор 17 так, что на нем оказывается отрицательное напряжение.

Если индуктивноть 9 мала, то период собственных колебаний контура также будет малым. Соответственно и. длительность открытого состояния тиристора 1, равная полупериоду собственных колебаний. будет малой.

Поскольку напряжение на нагрузке 20

О,=-ед-0А и учитывая, что ед>0, а после перезарядки конденсатора 17 отрицательно, то напряжение на нагрузке будет положительным. После запирания тиристора 1 конденсаторы 17 — 19 начинают перезаряжаться таким образом, что напряжение на них будет стремиться к ЭДС ед,ев, ес

После прихода очередного импульса F< все процессы повторяются. При этом каждый раз включается тот тиристор, на котором окажется в данный момент времени максимальное положительное напряжение.

В результате на нагрузке образуется серия импульсов напряжения положительной полярности.

В случае прихода импульса Гг на тиристор 8 процессы протекают следующим образом. Предположим, что в момент прихода импульса Fz на тиристор 8 на конденсаторе

17 будет наименьшее напряжение. После открывания тиристора 8 образуется цепь из элементов 10 — 8-14-4, по которой течет ток,0 вследствие чего тиристор 4 открывается, шунтирует тиристор 8, и последний закрывается. В образовавшемся из цепи элементов 17 — 10 — 4 колебательном контуре течет ток, обратная полуволна которого приводит к за пира нию тиристора и перезарядку конденсатора 17, после чего на-последнем имеется положительное напряжение, При этом напряжение на нагрузке Uo=ед-UA< 0 661942

После запирания тиристора начинается перезаряд конденсаторов 17 — 19 и напряжение на нагрузке стремится к нулю. При приходе следующего импульса Рг все процессы протекают аналогично, При этом после каждого включения тиристора 8 включается тот из тиристоров 2, 4 и 6, на котором окажется наименьшее напряжение. В результате на нагрузке образуется серия импульсов отрицательной полярности (фиг. Зг), Чередование импульсов f< и 1 приводит к чередованию на нагрузке серий положительных и отрицательных импульсов напряжения. В результате основной период выходного напряжения оказывается равным Т1. Он может регулироваться в широких пределах. Ограничением в сторону уменьшения Т> является время перезаряда конденсаторов при отпирании тиристоров 1 — 60 которое в свою очередь ограничивается временем выключения тиристоров.

Модулируя последовательность импульсов fo, можно добиться формы напряжения, которая будет наиболее близкой к синусоидальной. Действующее значение напряжения можно регулировать, изменяя частоту импульсов 4, Таким образом, предлагаемый непосредственный преобразователь частоты позволяет регулировать как величину действующего напряжения на нагрузке, так и его форму и имеет широкий диапазон регулирования частоты за счет искусственной коммутации тиристоров. Кроме того, преобразователь имеет достаточно простую силовую структуру, Тиристоры в нем открыты в течение короткого времени и выполняют лишь коммутационную функцию, Следовательно, их массогабаритные показатели будут малы. Основную нагрузку несут конденсаторы.

Формула изобретения

Непосредственный преобразователь частоты, содержащий трехфазный тири5 сторный мост, фазные выводы которого являются его входами, подключенными к трехфазной системе напряжений с нулевой точкой, а выводы постоянного тока моста замкнуты на дроссель со средней точкой, 10 образующей совместно с указанной точкой нулевой выход преобразователя, а также блок управления, включающий в себя первый задатчик выходной частоты с парафазным выходом и второй эадатчик более

15 высокой частоты, отл и ч а ю щ и йсятем, что, с целью увеличения диапазона регулирования частоты выходного напряжения, в него введены три конденсатора, одни обкладки которых подключены к соответству20 ющим фазным выводам моста, а другие — к средней точке упомянутого дросселя, трехфазная анодная группа диодов, подключенная катодами к управляющим электродам тиристоров анодной группы моста, трехфаз25 ная катодная группа диодов, подключенная фазными выводами к фазным выводам моста, и два тиристора, анод первого из которых соединен с анодами тиристоров анодной группы моста, а катод — с анодами

ЗО анодной группы диодов, причем анод второго тиристора соединен с катодами катодной группы диодов, катод — с управляющими электродами тиристоров катодной группы моста, первый задатчик частоты подключен

35 парафазными выходами соответственно к первым входам двух введенных двухвходовых логических элементов 2И, вторые входы которых подключены к выходу второго задатчика частоты, а выходы элементов 2И

40 связаны соответственно с входами упомянутых первого и второго тиристоров.

1661942

Составитель Г.Мыцык

Редактор Н,Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С,Черни

Заказ 2134 Тираж 384 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