Преобразователь частоты

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем увеличения быстродействия защиты. После подачи напряжения на входные клеммы силового выпрямителя, собранного на тиристорах 1-^6, и соответственно через трехфазный трансформатор 9 - на транзисторы 11-16 выпрямителя-синхронизатора 10. По транзисторам 11-16 начинают протекать токи в соответствии с порядком чередованияфазных напряжений питающей сети через резистор 23, Токи через тиристоры 1-6 не протекают, т.к. не поданы импульсы управления. Не работает инвертор 7. Конденсатор 36 заряжен. При нажатии кнопки 35 предварительно заряженный от источника 38 питания через резистор 37 конденсатор 36 разряжается на первичную обмотку 33 трансформатора 28. На этой обмотке и соответственно на обмотках 29-32 возникает импульс напряжения. Это напряжение прикладывается к формирователям синхронизатора. При открытых транзисторах 11 и 15 эти напряжения подаются на первичные обмотки трансформаторов 17 и 21 через диоды 24 и 27 соответственно. С вторичных обмоток трансформаторов 17 и 21 напряжение поступает на управляющие переходы тиристоров 1 и 5. Тиристоры включаются и напряжение сети поступает на вход инвертора 7. Инвертор начинает рабртать и с его выхода высокочастотное напряжение поср.едством обмоток 33, 29-32 подается на питание вс.ех формирователей. 1 ил.соС

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4756814/07 (22) 09, 11.89 (46) 23,02.92. Бюл. М 7 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) В. И. Дягилев, С. Н. Середа, В. В. Шипицыни А. Ю, Петров (53) 621,316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 641624, кл. Н 02 М 7/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1644334, кл. Н 02 M 7/48, 1989. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехни- ° ке. Целью изобретения является повышение надежности путем увеличения быстродействия защиты; После подачи напряжения на входные клеммы силового выпрямителя, собранного на тиристорах.1-6, и соответственно через трехфазный трансформатор 9 — на транзисторы 11-16 выпрямителя-синхронизатора 10. По транзисторам 11-16 начинают протекать токи в соответствии с порядком чередования

Изобретение относится к преобразова тельной технике и может быть использовано для управления тиристорами силового выпрямителя и для защиты высокочастотного преобразователя.

Известно устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее синхронизатор, выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, соединенный через источник опорного напряжения с sxoдом нуль-органа, вход которого подключен к промежуточному формирователю импуль„„ Ж„, 1714774 А1 фазных напряжений питающей сети через резистор 23, Токи через тиристоры 1-6 не протекают, т.к. не поданы импульсы управления. Не работает инвертор 7. Конденсатор 36 заряжен. При нажатии кнопки 35 предварительно заряженный от источника

38 питания через резистор 37 конденсатор

36 разряжается на первичную обмотку 33 трансформатора 28. На этой обмотке и соответственно на обмотках 29-32 возникает импульс напряжения. Это напряжение прикладывается к формирователям синхронизатора, При открытых транзисторах 11 и 15 эти напряжения подаются на первичные обмотки трансформаторов 17 и 21 через диоды 4 и 27 соответственно. С вторичных обмоток трансформатарЬв 17 и 21 напряжение поступает на управляющие переходы тиристаров 1 и 5, Тиристоры включаются и напряжение сети поступает на вход инвертора

7, Инвертор начинает работать и с его выхода высокочастотное напряжение посредством обмоток ЗЗ, 29-32 подается на питание всех формирователей. 1 ил. сов, выход которого соединен с одним иэ .входов выходного усилителя, другой вход которого соединен с блоком высокочастотного питания, а выход выходного усилителя

-с последовательно соединенными первичными обмотками импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых подключены параллельно управляющим переходам тиристаров выпрямителя.

Кроме этого, оно снабжено дополнительными тиристорами, диодами и резисторами, а импульсные трансформаторы снабжены дополнительными вторичными

1714774

1О

4О обмотками, зашунтированными дополнительными тиристорами, управляющие переходы которых шунтированы встречно включенными диодами и подключены антипараллельно к соответствующим тиристорам выпрямителя через резисторы.

Недостатками этого устройства являются сложность схемы, обусловленная тем, что в нем использованы трехобмоточные импульсные трансформаторы, низкая надежность из-за наличия высокого напряжения на элементах устройства, а также из-за большой мощности потерь на резисторах связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является преобразователь частоты, содержащий последовательно соединенные силовой выпрямитель, выполненный на анодной и катодной группах вентилей, и инвертор напряжения, блок управления, включающий в себя синхронизатор, формирователь управляющих импульсов и-основной источник питания, входом подключенный к выходу инвертора напряжения, а выходом связанный с соответствующими входами питания формирователя управляющих импульсов, выходы которого связаны с управляющими входами вентилей, причем входные выводы синхронизатора подключены к входным выводам силового выпрямителя, использованным как входные выводы преобразователя частоты, при этом он снабжен дополнительным источником питания, цепочкой из последовательно включенных замыкающей кнопки "Пуск" и размыкающей кнопки

"Стоп", одна из групп вентилей силового выпрямителя выполнена в виде диодов, другая — в виде оптотиристоров. Формирователь управляющих импульсов выполнен трехканальным, каждый канал которого со/ . держит светодиод соответствующего из вы-, шеупомянутых оптотиристоров.

Синхронизатор имеет вспомогательный Bblпрямитель с включенным на выходе. резистором и трехфазный трансформатор, подключенный первичными обмотками к входным выводам синхронизатора, вторичными — к входам вспомогательного выпрямителя так, что его плечи и плечи силового выпрямителя включены синфазно. Одноименная с силовым выпрямителем группа вентилей вспомогательного выпрямителя выполнена в виде диодов, другая — в виде эмиттер-базовых переходов транзисторов, коллекторы которых использованы как выходы синхронизаторов, подключенные к входам формирователя управляющих импульсов, причем точка соединения эмиттеров упомянутых транзисторов использована как положительный вывод, точка соединения . катодов светодиодов— как отрицательный вывод питания формирователя импульсов. Соединенный с объединенными отрицательными выводами основного и дополнительного источников питания положительный вывод основного источника питания подключен к точке соединения упомянутых кнопок "Пуск" и

"Стоп", последняя из которых подключена к положительному выводу питания формирователя импульсов, а кнопка "Пуск" — к положительному выводу дополнительного источника питания „

Недостатком этого устройства является невозможность управления обычными силовыми тиристорами, а также ограниченная защитная его способность полууправляемых выпрямителей.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения быстродействия защиты.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь частоты, содержащий силовой выпрямитель, выполненный.по трехфазной мостовой схеме, включающей анодную группу тиристоров и катодную группу вентилей, вход которого соединен с. выводами для подключения питающей сети, а выход подключен к входу инверторв напряжения, снабженного выходным трансформатором, синхронизатор, включающий первый, второй и третий транзисторы, эмиттеры которых соединены с первым выводом нагрузочного резистора, а базы подключены к выводам соответствующих вторичных обмоток трехфазного трансформатора, первичные обмотки которого соединены с входными выводами силового выпрямителя, первый, второй и третий диоды и вспомогательный источник питания, через балластный резистор подключенный к конденсатору, первый вывод которого подключен через замыкающие контакты кнопки

"Пуск" к первому размыкающему контакту кнопки "Стоп". В синхронизатор введены четвертый, пятый и шестой транзисторы, четвертый диод, шесть импульсных трансформаторов и пятиобмоточный трансформатор. В качестве вентилей катодной группы силового выпрямителя использованы тиристоры, причем коллекторы первого, второго и третьего транзисторов синхронизатора через первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов и первый диод подключены к первому выводу первой вторичной обмотки пятиобмоточного трансформатора, второй вывод которой соединен с эмиттерами указанных транзисторов, коллекторы четвертого, пятого и ше1714774

15

25

35

50 стого транзисторов синхронизатора через первичные обмотки соответствующих им- .пульсных трансформаторов и соответственно второй, третий и четвертый диоды подключены к первым выводам соответст- 5 венно второй, третьей и четвертой вторичных обмоток пятиобмоточ ного трансформатора, вторые выводы которых соединены соответственно с эмиттерами третьего, четвертого и пятого транзисторов, подключенными соответственно к базам первого, второго и третьего транзисторов.

Вторичная обмотка выходного трансформатора инвертора напряжения первым выводом подключена к объединенным контактам кнопок "Пуск" и "Стоп", а вторым выводом соединена с вторым выводом конденсатора и с первым выводом первичной обмотки пятиобмоточного трансформатора, второй вывод которой подкл ючен к второму размыкающему контакту кнопки "Стоп". при этом вторичные обмотки импульсных трансформаторов подключены к управляющим входам тиристоров силового выпрямителя в соответствии с порядком их коммутации.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Он включает в себя силовой, выпрямитель, собранный по мостовой схеме на тиристорах 1-6 высокочастотный инвертор 7, имеющий выходной трансформатор 8, трехфазный трансформатор 9, выпрямительсинхронизатор 10,, подключенный к вторичным обмоткам этого трансформатора, имеющего в качестве диодов транзисторы 11 — 16, в коллекторные цепи которых включены первичные обмотки трансформаторов 17 — 22, а на выходе этого выпрямителя включен резистор 23, диоды 24 — 27, соеди- 40 няющие первичные обмотки трансформаторов 17-22 с вторичными обмотками 29-32 основного источника питания, выполненного в виде пятиобмоточного трансформатора

28, первичная обмотка 33 которого через кнопку 34 соединена с вторичной обмоткой выходного трансформатора 8 инвертора 7; а через кнопку 35 — с конденсатором 36, который через резистор 37 соединен с источником 38 питания.

Схема преобразователя частоты работает следующим образом.

В исходном состоянии подано сетевое напряжение на входные клеммы силового выпрямителя, собранного по мостовой схеме на 55 тиристорах 1 — 6, и соответственно через трехфазный трансформатор 9 — на выпрямительсинхронизатор 10. По переходам эмитгер-база транзисторов 11 — 16, которые являются вентилями выпрямителя-cNHxpQ" низатора протекают токи в соответствии с порядком чередования фазных напряжений питающей сети через резистор 23. Токи через тиристоры 1 — 6 не протекают, так как не поданы импульсы управления. Соответственно не работает инвертор 7. Конденсатор

36 заряжен. При нажатии кнопки 35 предварительно заряженный от источника 38 питания через резистор 37 конденсатор 36 разряжается на первичную обмотку 33 трансформатора 28. На этой обмотке и соответственно на обмотках 29 — 32 возникает импульс напряжения. Это напряжение прикладь|вается к формирователю выпрямите- ля-синхронизатора. Так, например, при открытых транзисторах 11 и 15 эти напряжения подаются на первичные обмотки трансформаторов 17 и 21 через диоды 24 и 27 соответственно. А с вторичных обмоток трансформаторов t7 и 21 напряжение поступает на управляющие переходы тиристоров 1 и 5, Тиристоры включаются и напряжение сети поступает на вход инвертора 7. Инвертор начинает работать и с его выхода высокочастотное напряжение посредством обмоток ЗЗ, 29-32 подается на питание всех формирователей, Так кончается этап пуска и начинается установившийся режим работы преобразователя частоты.

Таким образом, п редлагаемое устройство обеспечивает синхронизацию протекания токов управления силовых тиристоров с . моментами приложения прямого напряжения к ним, надежный запуск выпрямителя и защиту выпрямителя при опрокидывании инвертора, так как при этом исчезает напряжение на выходном трансформаторе 8 и соответственно на обмотке 33 и прекращается питание формирователей 11-17 тока управления тиристоров 1 — 6 выпрямителя. Кроме этого, за счет использования высокочастотного напряжения питания уменьшаются габариты трансформаторов 17 — 22 и 28, а за счет использования однополупериодных выпрямителей 24 — 27 уменьшаются потери в управляющих переходах, Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий силовой выпрямитель, выполненный по трехфазной мостовой схеме, включающей анодную группу тирИсторов и катодную группу вентилей, вход которого соединен с выводами для подключения питающей сети, а выход подключен к входу инвертора на пряжения, снабженного выходным трансформатором, синхронизатор, включающий первый, второй и третий транзисторы, эмиттеры которых соединены с первым выводом нагрузочного резистора, а базы подключены к выводам соответствующих вторичных

1714774

2б

В

Составитель B.И.Дегилев

Техред М.моргентал . Корректор Т.Малец

Редактор Т.Курковв

Заказ 702 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„415

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 обмоток трехфазного трансформатора, первичные обмотки которого соединены с входными выводами силового выпрямителя, первый, второй и третий диоды и вспомогательный источник питания, через балластный резистор подключенный к конденсатору, первый вывод которого подключен через замыкающие контакты кнопки

"Пуск" к первому размыкающему контакту кнопки "Стоп", отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения быстродействия защиты, в синхронизатор введены четвертый, пятый и шестой транзисторы, четвертый диод, шесть импульсных трансформаторов и пятиобмоточный трансформатор, в качестве вентилей катодной группы силового выпрямителя использованы тиристоры, причем коллекторы первого, второго и третьею транзисторов синхронизатора через первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов и первый диод подключены к первому выводу первой вторичной обмотки пятиобмоточного транзистора, второй вывод которой соединен с эмиттерами указанных транзисторов, коллекторы четвертого, пятого и шестого транзисторов,синхрониэатора через первичные. обмотки соответствующих импульсных трансформаторов и соответственно второй, третий и четвертый диоды

5 подключены к первым выводам соответственно второй, третьей и четвертой вторичных обмоток пятиобмоточного трансформатора, вторые выводы которых . соединены соответственно с эмиттерами

10 третьего, четвертого и пятого транзисторов, подключенными соответственно к базам первого, второго и третьего транзисторов, вторичная обмотка выходного трансформатора инвертора напряжения первым выво15 дом подключена к объединенным контактам кнопок "Пуск" и "Стоп", а вторым выводом соединена с вторым выводом конденсатора и с первым выводом первичной обмотки пятиобмоточного трансформатора, второй вы20 вод которой подключен к второму раэмыкающему контакту кнопки "Стоп", при этом вторичные обмотки импульсных .

-трансформаторов подключены к управляющим входам тиристоров силового выпрями25 теля в соответствии с порядком их коммутации,