Преобразователь частоты

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель - повышение устойчивости работы при малых нагрузках. Преобразователь содержит последовательно включенные трансформатор 7, выпрямитель 2 и инверторный мост 3. Вспомогательные тиристорный 5 и диодный 6 мосты с конденсаторами 7, 8 используются для уменьшения искажений тока нагрузки (для компенсации реактивной его составляющей). Переключатель 9 режимов и логические элементы (в системе управления мостами 3, 5) обеспечивают управляемый режим работы конденсаторов 7, 8. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((() (si)s Н 02 M 5/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739522/07 (22) 19.09.89 (46) 07.12.91, бюл. М 45 (71) Ленинградский горный институт им, Г.В. Плеханова (72) А.В.Шипулин (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 760339, кл. Н 02 М 5 /27, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1222550, кл. H 02 M 5/27, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1288853, кл. Н 02 М 5/27, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1527692, кл, Н 02 М 5/27, 1989. (54) ПРЕОбРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель — повышение устойчивости работы при малых нагрузках. Преобразователь содержит последовательно включенные трансформатор

7, выпрямитель 2 и инверторный мост 3..

Вспомогательные тиристорный 5 и диодный

6 мосты с конденсаторами 7, 8 используются для уменьшения искажений тока нагруз. ки (для компенсации реактивной его составляющей). Переключатель 9 режимов и логические элементы (в системе управления мостами 3, 5) обеспечивают управляемый режим работы конденсаторов 7. 8. 4 ил.

1697227

Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного управления двигателем переменного тока.

Целью изобретения является повышение устойчивости работы, На фиг.1 представлена схема преобразователя частоты; на фиг.2 — схема распределителя импульсов; на фиг.3 — формы сигналов на выходахэлементов распределителя импульсов, на фиг.4 — формы сигналов управления тиристорами инвертора, формы напряжений на фазах нагрузки.

Преобразователь частоты содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого включена в звезду, трехфазный мостовой выпрямитель 2, подключенный к фазам вторичной обмотки трансформатора 1, инвертор 3, подключенный к выходу выпрямителя 2, нагрузку 4, включенную в звезду и соединенную с выходами инвертара 3, подключенные к фазам нагрузки вспомогательные трехфазный мост 5 и трехфазный диодный мост 6, соединенные между собой разноименными выводами постоянного тока, два конденсатора 7 и 8, соединяющие выводы постоянного тока вспомогательных мостов с нейтралями нагрузки и вторичной обмотки трансформатора, переключатель 9 режимов, подключенный входами к фазам и нейтрали нагрузки, а также к одному из конденсаторов, блок l0 управ,чения, который включает в себя систему 11 управления выпрямителем, выходы которой подключены к управляющим электродам тиристоров выпрямителя 2, и систему 12 управления тиристорами инверторного и вспомогательного мостов, включающую в себя шестиканальный распределитель 13 импульсов, подключенный входом к выходу переключателя 9 режимов, Распределитель импульсов содержит одновибратор 14, на вход которого подают тактовые импульсы типа меандр (со скважностью два), собственно схему распределения импульсов для управления тиристарами инверторного и вспомогательного мостов

15, логическую схему 2И-.НЕ 16, подключенную инверсным входом адновибратора l4 прямым входом — к выходу переключателя 9 режимов, и шесть логических элементов 2ИНЕ 17 — 22, подключенных первыми входами к выходу элемента 2И-HF 16, вторыми входами — к тем выходам схемы 15 распределения импульсов управления, которые предназначены для управления тиристорами инвертара 3, а выходами — к соответствующим тиристорам инвертара 3.

На фиг 3 представлены временные диаграммы работы распределителя 13 импульсов: входные тактовые импульсы 0у импульсы выхода одновибратора U>n, импульсы управления тиристорами вспомогательного моста 0, сигнал с выходя переключателя 9 оежимов Ug импульсы с, выхода элемента 2И-НЕ 16 U>6. импульсы управления тиристорами инвертора 0в, Трансформатор 1 служит для питания преобразователя частоты, выпрямитель

2 и инвертар 3 предназначены для формирования напряжения в фазах нагрузки

4, диодный мост 6 служит для заряда конденсаторов 7 и 8, тиристорный мост 5 служит для разряда конденсаторов 7 и 8 через фазы нагрузки 4. Перекл счатель 9 режимов необходим для перевода блока управления тиристорами инвертора в режим меньшего дозаряда конденсаторов при по-. вышении величины напряжения на последних, система 10 управления предназначена для управления ти ристорами и реобразователя частоты, блок 11 управления выпрямителем служи для управления тиристорами выпрямителя 2, блок 12 управления предназначен для управления тиристорами инвертора и вспомогательного тиристорного моста, распределитель 13 импульсов служит для получения на шести выходах импульсов длительностью 180 эл.град., сдвинутых один относительно другого на 60 эл.град. для управления тиристорами инвертора, а также шести импульсов, аналогичных предыдущим, но уменьшенной длительности для управления тиристорами вспомогательного моста 5, Длительность импульса на выходе одновибратора 14 определяет разность длительностей импульсов управления тиристорами инвертора и тиристорного моста.

Логический элемент 2И-HF необходим для преобразования сигнала переключателя 9 режимов, логические элементы 2И 17 — 22 предназначены для формирования сигналов управления тиристорами инвертара 3, Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени на выходе переключателя 9 режимов логический "0" на выходе логического элемента 2И-НЕ 16— логическая "1", логические элементы 2И 1722 повторяют сигналы, подаваемые на их вторые входы. Выпрямитель и инвертор формируют выходные напряжения фаз А, В, С нагрузки, конденсаторы 7 и 8 подключаемые параллельно нагрузке с помощью вспомогательных диаднога 5 и тиристорнаго 6

MGcToB, сглаживают выходное напряжение и компенсирует реактивную энергию. накапливаемую в индуктивностях нагрузки согласно описанию прототипа.

Предположим, в режиме малых нагрчзок период времени t> — tz (фиг.4), конденсаторы, незначительно разряжаясь через фазы нагрузки и регуляторно дозаряжаясь напряжением сети через выпрямитель и инвертор, достигают значения напряжения, выше которого возможно незапирание какого-либо из тиристоров вспомогательного тиристорного моста 5 вследствие малого прикладываемого запирающего напряжения и возможных колебаний напряжения нагрузки 4 и, следовательно, короткого замыкания через тиристоры вспомогательного моста 5 с полным разрядов конденсаторов 7 и 8, При достижении напряжения конденсаторов предельно допустимого значения на выходе переключателя 9 режимов формируется логическая "1" при появлении которой на выходах логических элементов 2И

17 — 22 вместо импульсов длительностью

180 эл.град. подаются только короткие импульсы, длительность которых определяется одновибратором 14, и необходимые только для подачи тока сети при запирании тиристоров.вспомогательного моста в конце полупериодов выходного напряжения. Например, конденсатор 8 разряжается через открытый тиристор вспомогательного моста 5 и фазу А нагрузки 4; Формируется отрицательная полуволна напряжения фазы А нагрузки, в конце которой отпираются по одному тиристору выпрямителя и инвертора, ток сети протекает по цепи: трансформатор 1, конденсатор 8, тиристор вспомогательного моста 5, открывшиеся тиристоры выпрямителя и инвертора, при этом тиристор вспомогательного моста 5 запирается, происходит дозаряд конденсатора 8, формирование отрицательной полуволны напряжения фазы А нагрузки закончилось.

Поскольку дозаряд конденсаторов происходит только при окончании полупериодов выходного напряжения, уровень напряжения на них понижается..

В момент времени t на выходе переключателя 9 режимов формируется логический "0", устройство переходит в режим работы, описанной в известном преобразователе.

Использование изобретения позволяет увеличить устойчивость работы преобразо10

55 вателя частоты при малых токах нагрузки, в том числе при нагрузках с режимами работы, близкими к холостому ходу, что значительно увеличивает нагруэочный его диапазон и, соответственно, расширяет область применения, Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий два встречно-параллельно включенных по цепи постоянного тока выпрямительного и инверторного трехфазных моста, причем выходы переменного тока инверторного моста образуют выходные выводы преобразователя, вспомогательный диодный и тиристорный мосты, соединенные между собой разноименными выводами постоянного тока и выводами переменного тока, причем последние подключены к выходным выводам преобразователя, между выводами постоянного тока упомянутых вспомогательных мостов подключена цепочка из последовательно соединенных конденсаторов, точка соединения которых предназначена для подключения к нулев,: и точке нагрузки, а также блок управления, включающий в себя систему импульсно-фазового управления выпрямительным мостам и систему управления инверторным и вспомогательным тиристорными мостами в виде шестиканального распределителя импульсов с одновибратором на входе, обеспечивающим формирование импульсов управления вспомогательным тиристорным мостов длительностью меньше заданной длительности импульсов управления инверторным мостом, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы, введены переключатель режимов, логический элемент 2И-НЕ и шесть логических элементов 2И, причем входы переключателя режимов подключены к выходным выводам преобразователя и к обкладкам одного из конденсаторов. а выход — к прямому входу логического элемента 2И-НЕ, инверсный вход которого подключен к выходу одновибратора. а выход к первым входам логических элементов 2И, вторые входы последних присоединены к тем выходам шестиканального распределителя импульсов, которые предназначены для управления тиристорами инверторного моста, а выходы логических элементов 2И связаны с управляющими входами соответствующих тиристоров инверторного моста.

1697227

/< гпариагпо ам ue8epmopa

Pu; . Z

Е

1

f.

Е

Е

Е

Е

Е

Составитель Г.Мыцык

Редактор M.Áëàíàð Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Король

Заказ 4314 Тираж 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