Непосредственный преобразователь частоты

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для "мягкого" многоступенчатого частотного пуска и создания энергосберегающих режимов эксплуатации высоковольтных асинхронных и синхронных электроприводов компрессоров, насосов, вентиляторов, газо-, воздуходувок металлургических и теплоэнергетических агрегатов электрических станций при переходе на пониженные частоты вращения путем создания дополнительных ступеней выходных частот преобразователя в диапазоне 25 - 50 Гц. Для этого непосредственный преобразователь частоты, содержащий три потенциально не связанных источника трехфазного напряжения, к каждому из которых присоединены по два трехфазных тиристорных моста, и трехфазную нагрузку, дополнительно снабжен тремя трехфазными тиристорными мостами, присоединенными к соответствующим потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения. При этом анодная и катодная группы вентилей каждого из дополнительных трехфазных тиристорных мостов соединены между собой и присоединены к фазам трехфазной нагрузки, а другие шесть трехфазных тиристорных мостов, присоединенных к трем потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения, соединены в две отдельные группы, причем в одной группе последовательно соединены и замкнуты накоротко три моста одного направления выпрямленного тока, а в другой группе - три моста противоположного направления выпрямленного тока. Технический результат - расширение диапазона регулирования частоты. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для "мягкого" многоступенчатого частотного пуска и создания энергосберегающих режимов эксплуатации высоковольтных асинхронных и синхронных электроприводов компрессоров, насосов, вентиляторов, газо-, воздуходувок металлургических и теплоэнергетических агрегатов электрических станций при переходе на пониженные частоты вращения.

Известен непосредственный преобразователь частоты, содержащий три потенциально не связанных источника трехфазного напряжения, к каждому из которых присоединены по два трехфазных тиристорных моста, соединенные между собой и присоединенные к фазам трехфазной нагрузки. При этом в качестве потенциально не связанных источников трехфазного напряжения использованы три одинаковых трехфазных трансформатора, к вторичным обмоткам каждого из которых присоединены по два трехфазных тиристорных моста, которые соединены между собой встречно-параллельно. Кроме того, указанные группы мостов с одной стороны соединены между собой в общую точку, а с другой стороны присоединены к фазам трехфазной нагрузки (см., например, Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - С.53, рис.1.20).

Недостатком известного устройства является то, что данный преобразователь обеспечивает ограниченный диапазон регулирования выходной частоты, а именно в пределах от 0 до 25 Гц при частоте питающей сети f₁=50 Гц. При этом во всем диапазоне выходных частот преобразователь работает от всех трех источников трехфазного напряжения, что приводит в области низких выходных частот к работе в режиме глубокого регулирования напряжения, т.е. с большими углами управления. В указанном режиме работы заметно ухудшается гармонический состав напряжения преобразователя и снижается коэффициент мощности. Кроме того, максимальные обратные напряжения на вентилях во всем диапазоне от 0 до 25 Гц равны сумме амплитудных значений линейных напряжений вторичных обмоток двух трансформаторов, что не позволяет при существующих максимально допустимых напряжениях тиристоров увеличить максимальное выходное напряжение преобразователя. В известном преобразователе за счет фазового сдвига трехфазных напряжений потенциально не связанных источников невозможно создать ступени выходных частот в диапазоне от 25 до 50 Гц с симметричным трехфазным напряжением.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является непосредственный преобразователь частоты, содержащий три потенциально не связанных источника трехфазного напряжения, к каждому из которых присоединены по два трехфазных тиристорных моста, и трехфазную нагрузку. При этом в качестве потенциально не связанных источников трехфазного напряжения используется трехфазный трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, а пары трехфазных тиристорных мостов, подключенные к каждой из них, соединены встречно-параллельно. Кроме того, указанные пары мостов с одной стороны соединены между собой в общую точку, а с другой стороны присоединены к фазам трехфазной нагрузки (см., например, Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. - М.: Энергия, 1977. - С.16, рис.1-9).

Недостатком известного преобразователя является то, что он обеспечивает регулирования выходной частоты только в диапазоне от 0 до 25 Гц при частоте питающей сети f₁=50 Гц. При этом в указанном диапазоне выходных частот преобразователь работает от всех трех источников трехфазного напряжения, что в области низких выходных частот приводит к режиму глубокого регулирования напряжения, т. е. к работе с большими углами управления, в результате чего ухудшается гармонический состав напряжения и снижается коэффициент мощности. Кроме того, максимальные обратные напряжения на вентилях во всем диапазоне выходной частоты от 0 до 25 Гц равны сумме амплитудных значений линейных напряжений двух вторичных обмоток трансформатора, что не позволяет при существующих максимально допустимых напряжениях тиристоров увеличить максимальное выходное напряжение преобразователя. В известном преобразователе за счет фазового сдвига трехфазных напряжений потенциально не связанных источников также невозможно создать ступени выходных частот в диапазоне от 25 до 50 Гц с симметричным трехфазным напряжением.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение диапазона выходных частот преобразователя от 0 до 50 Гц и обеспечение возможности его работы в диапазоне частот от 0 до 25 Гц от напряжений любого одного из трех источников трехфазного напряжения, а в диапазоне частот от 25 до 50 Гц - от напряжений двух любых из трех потенциально не связанных источников трехфазного напряжения за счет суммирования полуволн двух линейных напряжений, сдвинутых по фазе на 20 эл. градусов, при условии ограничения максимального обратного напряжения на вентилях в пределах амплитуды одной полуволны линейного напряжения.

Поставленная задача решается тем, известный непосредственный преобразователь частоты, содержащий три потенциально не связанных источника трехфазного напряжения, к каждому из которых присоединены по два трехфазных тиристорных моста, и трехфазную нагрузку, согласно изобретению дополнительно снабжен тремя трехфазными тиристорными мостами, присоединенными к соответствующим потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения, анодная и катодная группы вентилей каждого из которых соединены между собой и присоединены к фазам трехфазной нагрузки, а другие шесть трехфазных тиристорных мостов, присоединенные к трем потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения, соединены в две отдельные группы, причем в одной группе последовательно соединены и замкнуты накоротко три моста одного направления выпрямленного тока, а в другой группе - три моста противоположного направления выпрямленного тока.

Отличительные признаки заявляемого непосредственного преобразователя частоты позволяют создать ступени выходных частот в диапазоне от 25 до 50 Гц с симметричным трехфазным напряжением за счет фазового сдвига трехфазных напряжений потенциально не связанных источников, что обеспечивает расширение диапазона выходных частот преобразователя от 0 до 50 Гц. При этом в диапазоне выходных частот от 0 до 25 Гц создается возможность работы преобразователя от одного любого из трех источников трехфазного напряжения, а в диапазоне от 25 до 50 Гц - возможность работы от напряжений двух любых из трех потенциально не связанных источников трехфазного напряжения с суммированием полуволн двух линейных напряжений, сдвинутых по фазе на 20 эл. градусов. Это позволяет улучшить гармонический состав напряжения и повысить коэффициент мощности за счет работы с меньшими углами управления. Кроме того, при увеличении амплитуды полуволны напряжения преобразователя путем суммирования полуволн двух линейных напряжений достигается возможность ограничить напряжение на вентилях в пределах амплитуды одного линейного напряжения, что позволяет при существующих максимально допустимых напряжениях тиристоров вдвое увеличить максимальное выходное напряжение преобразователя.

В процессе проведения патентно-информационных исследований выявлено следующее.

Отличительный признак, характеризующий присоединение трех трехфазных тиристорных мостов к соответствующим потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения, анодная и катодная группы каждого из которых соединены между собой и присоединены к фазам нагрузки, в известных технических решениях не обнаружен.

Отличительные признаки, характеризующие соединение других шести трехфазных тиристорных мостов, присоединенных к трем потенциально несвязанным источниками трехфазного напряжения, в отдельные группы, в одной из которых последовательно соединены и замкнуты накоротко три моста одного направления выпрямленного тока, а в другой группе - три моста противоположного направления выпрямленного тока, в ранее известных технических решениях также не обнаружены.

Указанная совокупность отличительных признаков обеспечивает расширение диапазона выходных частот преобразователя от 0 до 50 Гц и возможность работы в диапазоне от 0 до 25 Гц - от напряжений любого одного из трех источников трехфазного напряжения, а в диапазоне от 25 до 50 Гц от напряжений двух любых из трех указанных источников, что позволяет улучшить во всем диапазоне гармонический состав напряжения и повысить коэффициент мощности. Кроме того, в диапазоне частот от 25 до 50 Гц достигается возможность ограничить напряжения на тиристорах в пределах амплитудного значения одного линейного напряжения при одновременном увеличении диапазона изменения выходных напряжений непосредственного преобразователя частоты до значений суммы двух линейных напряжений.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый непосредственный преобразователь частоты соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена силовая схема непосредственного преобразователя частоты; на фиг. 2 изображена векторная диаграмма линейных напряжений на выходе всех трех потенциально не связанных источников трехфазного напряжения; на фиг.3 изображены временные диаграммы, поясняющие процесс формирования линейных напряжений на трехфазной нагрузке, полученные при формировании частоты 25 Гц; на фиг.4 - то же при формировании частоты 37,5 Гц; на фиг.5 - то же при формировании частоты 50 Гц.

Заявляемый непосредственный преобразователь частоты содержит три потенциально не связанных источника трехфазного напряжения, например трансформатор 1 (фиг.1) с тремя группами потенциально не связанных вторичных обмоток 2, 3 и 4, к трехфазным выходам которых присоединены по три трехфазных тиристорных моста, соответственно мосты 5, 6, 7; 8, 9, 10 и 11, 12, 13. При этом шесть мостов 5, 6, 8, 9, 11 и 12 соединены в две отдельные группы 5, 8, 11 и 6, 9, 12. Причем мосты 5, 8 и 11 соединены последовательно и замкнуты накоротко по цепи выпрямленного тока одного направления в следующей последовательности соединения групп вентилей мостов: тиристоры 14, 15 и 16 катодной группы вентилей моста 5 соединены с тиристорами 17, 18, и 19 анодной группы вентилей моста 11, тиристоры 20, 21 и 22 катодной группы вентилей моста 11 - с тиристорами 23, 24 и 25 анодной группы вентилей моста 8, а тиристоры 26, 27 и 28 катодной группы вентилей моста 8 - с тиристорами 29, 30 и 31 анодной группы вентилей моста 5. Мосты 6, 9 и 12 другой группы соединены последовательно и замкнуты накоротко по цепи выпрямленного тока противоположного направления в следующей последовательности соединения групп вентилей: тиристоры 32, 33 и 34 анодной группы вентилей моста 6 соединены с тиристорами 35, 36 и 37 катодной группы вентилей моста 12, тиристоры 38, 39 и 40 анодной группы вентилей моста 12 - с тиристорами 41, 42 и 43 катодной группы вентилей моста 9, а тиристоры 44, 45 и 46 анодной группы вентилей моста 9 - с тиристорами 46, 47 и 49 катодной группы вентилей моста 6. Остальные три тиристорных моста присоединены к фазам трехфазной нагрузки 50, при этом тиристоры 51, 52 и 53 катодной группы и тиристоры 54, 55 и 56 анодной группы вентилей моста 7 соединены между собой и присоединены к фазе "А" трехфазной нагрузки 50, аналогично тиристоры 57, 58 и 59 катодной группы и тиристоры 60, 61 и 62 анодной группы вентилей моста 10 также соединены между собой и присоединены к фазе "В" трехфазной нагрузки 50, а тиристоры 63, 64 и 65 катодной группы и тиристоры 66, 67 и 68 анодной группы вентилей моста 13 соединены между собой и присоединены к фазе "С" той же нагрузки 50.

Непосредственный преобразователь частоты работает следующим образом.

При подаче напряжения на первичную обмотку трансформатора 1 (фиг.1) на его вторичных обмотках 2, 3 и 4 формируется последовательность линейных напряжений, сдвинутых по фазе на 20 эл. градусов. Эти напряжения представлены в виде векторной диаграммы на фиг.2. При этом линейные напряжения _А2B2, U_А2C2, U_B2C2, U_В2А2, U_С2A2 и U_С2B2 формируются с фазовым сдвигом 60 эл. градусов на выходных зажимах вторичной обмотки 2 и подаются на тиристорные мосты 5, 6 и 7 (фиг.1), линейные напряжения U_A1B1, U_A1C1, U_B1C1, U_B1A1, U_C1A1 и U_C1B1 формируются с таким же фазовым сдвигом на выходных зажимах вторичной обмотки 3 и подаются на тиристорные мосты 8, 9 и 10, аналогично линейные напряжения U_A3B3, U_A3C3, U_B3C3, U_B3A3, U_C3A3 и U_C3B3 формируются на зажимах вторичной обмотки 4 и подаются на тиристорные мосты 11, 12 и 13.

При формировании выходной частоты 25 Гц управляющие импульсы через каждый интервал времени длительностью T₁/6, где T₁=0,02 c - период напряжения питающей сети, подают на различные комбинации тиристоров трехфазных тиристорных мостов 5-13 (фиг.1). Причем их подают в такой последовательности включения, при которой обеспечивается формирование симметричной системы трехфазных линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA(фиг. 3), приложенных соответственно к фазам "А", "В" и "С" трехфазной нагрузки 50 (фиг.1) с периодом повторяемости Т₂= 0,04 с (фиг.3) только из участков синусоид U_A2B2, U_A2C2, U_B2C2, U_B2А2, U_С2А2 И U_C2B2 вторичной обмотки 2 (фиг.1) трансформатора 1. При этом положительную полуволну линейного напряжения U_AB (фиг.3) формируют из двух следующих друг за другом участков синусоид линейных напряжений U_A2В2, U_A2C2 путем одновременной подачи управляющих импульсов в момент времени t₁ на тиристоры 27, 30, 51 и 61 соответственно мостов 8, 5, 7 и 10, а в момент времени t₂ - на тиристоры 27, 31, 51 и 61 тех же мостов. А отрицательную полуволну линейного напряжения U_AB формируют через интервал времени T₁ из тех же участков синусоид путем одновременной подачи управляющих импульсов в момент времени t₇ на тиристоры 45, 47, 55 и 58 соответственно тиристорных мостов 9, 6, 7 и 10, а в момент времени t₈ - на тиристоры 45, 47, 56 и 58 тех же мостов. В дальнейшем для формирования напряжения U_AB цикл последовательности подачи управляющих импульсов на указанные тиристоры повторяют через каждый интервал длительностью Т₂=0,04 с.

Положительную полуволну линейного напряжения U_BC (фиг.3) формируют из двух следующих друг за другом участков синусоид линейных напряжений U_C2A2, U_C2B2 путем одновременной подачи управляющих импульсов в момент времени t₅ на тиристоры 32 и 49 (фиг.1) тиристорного моста 6 и тиристоры 45, 58, 36 и 67 соответственно тиристорных мостов 9, 10, 12 и 13, а в момент времени t₆ - нa тиристоры 33, 49 и 45, 58, 36, 67 тех же мостов. Отрицательную полуволну указанного напряжения U_BC также формируют через период напряжения питающей сети T₁=0,02 c и из тех же участков синусоид путем одновременной подачи управляющих импульсов в момент времени t₁₁ на тиристоры 16 и 29 тиристорного моста 5 и тиристоры 27, 61, 18 и 64 соответственно тиристорных мостов 8, 10, 11 и 13, а в момент времени t₁₂ - на тиристоры 16, 30 и тиристоры 27, 61, 18, 64 тех же мостов. В дальнейшем при формировании напряжения U_BC цикл последовательности подачи управляющих импульсов на указанные тиристоры также повторяют через каждый интервал длительностью Т₂=0,04 с.

Аналогично из двух следующих друг за другом участков синусоид линейных напряжений U_B2C2 и U_B2A2 формируют положительные и отрицательные полуволны линейного напряжения U_CA (фиг.3). В момент времени t₃ при формировании отрицательной полуволны этого напряжения управляющие импульсы подают одновременно на тиристоры 52, 67, 36 и 34 (фиг.1) соответственно мостов 7, 13, 12 и 6, а в момент времени t₄ их подают одновременно на тиристоры 52, 67, 36 и 32 тех же мостов. Положительную полуволну указанного напряжения U_CA формируют через интервал времени Т₁, при этом в момент времени t₉ управляющие импульсы подают одновременно на тиристоры 15, 18, 64 и 56 соответственно мостов 5, 11, 13 и 7, а в момент времени t₁₀ - на тиристоры 15, 18, 64 и 54 тех же мостов. В дальнейшем цикл формирования напряжения U_CA путем подачи управляющих импульсов на указанные тиристоры повторяют через каждый интервал времени длительностью Т₂=0,04 с.

При формировании выходной частоты 37,5 Гц положительные и отрицательные полуволны системы трехфазных линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA создают путем подачи управляющих импульсов через каждый интервал времени длительностью 2T₁/9 на такие комбинации тиристоров, включение которых обеспечивает формирование симметричной системы трехфазных линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA (фиг.4), приложенных соответственно к фазам "А", "В" и "С" трехфазной нагрузки 50 (фиг.1) с периодом Т₂=1/37,5=0,02667 с (фиг.4), при этом каждую полуволну указанной совокупности линейных напряжений формируют путем суммирования участков двух синусоид линейных напряжений различных групп вторичных обмоток трансформатора 1 (фиг. 1), имеющих фазовый сдвиг 20 эл. градусов. Причем при формировании линейного напряжения U_AB(фиг.4) суммируют участки синусоид линейных напряжений вторичных обмоток 2 и 3 трансформатора 1 (фиг. 1), при формировании линейного напряжения U_BC - участки синусоид линейных напряжений вторичных обмоток 3 и 4, а при формировании линейного напряжения U_CA - участки синусоид линейных напряжений вторичных обмоток 2 и 4. Полный цикл формирования указанных линейных напряжений на трехфазной нагрузке 50 (фиг.1) состоит из 18 одинаковых по длительности интервалов, в начале каждого из которых подают управляющие импульсы на новую комбинацию из четырех тиристоров различных тиристорных мостов, и имеет длительность, равную трем периодам выходного напряжения полученной частоты 37,5 Гц, т.е. t_ц=3/37,5= 0,08 c.

При формировании линейного напряжения U_AB (фиг.4) управляющие импульсы подают на различные комбинации их четырех тиристоров в следующие моменты времени: t₁ - на тиристоры 51, 61, 26 и 30 (фиг.1) соответственно мостов 7, 10, 8 и 5, t₄ - на тиристоры 49, 44, 59 и 53 соответственно мостов 6, 9, 10 и 7, t₇ - на тиристоры 52, 62, 27 и 30 соответственно мостов 7, 10, 8 и 5, t₁₀ - на тиристоры 57, 55, 47, 45 соответственно мостов 10, 7, 6 и 9, t₁₃ - на тиристоры 53, 60, 28 и 29 соответственно мостов 7, 10, 8 и 5, t₁₆ - на тиристоры 58, 56, 48 и 46 соответственно мостов 10, 7, 6 и 9. В дальнейшем этот цикл подачи управляющих импульсов на указанные комбинации тиристоров соответствующих мостов повторяют.

При формировании линейного напряжения U_BC (фиг.4) управляющие импульсы также подают на различные комбинации их четырех тиристоров, но в другие моменты времени, а именно: в момент времени t₃ управляющие импульсы подают на тиристоры 58, 68, 21 и 23 (фиг.1) соответственно мостов 10, 13, 11 и 8, в момент времени t₆ - на тиристоры 42, 39, 63 и 62 соответственно мостов 9, 12, 13 и 10, t₉ - на тиристоры 58, 66, 21 и 24 соответственно мостов 10, 13, 11 и 8, t₁₂ - на тиристоры 41, 40, 63 и 60 соответственно мостов 9, 12, 13 и 10, t₁₂ - на тиристоры 57, 67, 20 и 25 соответственно мостов 10, 13, 11 и 8, t₁₈ - на тиристоры 65, 61, 43 и 38 соответственно мостов 13, 10, 9 и 12. В дальнейшем также этот цикл подачи управляющих импульсов на указанные комбинации тиристоров соответствующих мостов повторяют.

Аналогичным образом формируют линейное напряжение U_CA (фиг.4), при этом управляющие импульсы подают в другие моменты времени и на другие комбинации тиристоров, а именно: в момент времени t2 управляющие импульсы подают на тиристоры 51, 68, 35 и 34 (фиг.1) соответственно мостов 7, 13, 12 и 6, в момент времени t₅ - на тиристоры 16, 18, 65 и 55 соответственно мостов 5, 11, 13 и 7, t₈ - на тиристоры 52, 66, 36 и 32 соответственно мостов 7, 13, 12 и 6, t₁₁ - на тиристоры 63, 56, 14 и 18 соответственно мостов 13, 7, 5 и 11, t₁₄ - на тиристоры 53, 67, 37 и 33 соответственно мостов 7, 13, 12 и 6, t₁₇ - на тиристоры 64, 54, 15 и 17 соответственно мостов 13, 7, 5 и 11. Описанный цикл подачи управляющих импульсов на указанные комбинации тиристоров соответствующих мостов в дальнейшем также повторяют. Кроме того, на всех интервалах включения указанных тиристоров максимальное напряжение на тиристорах указанных мостов не превышает амплитуды одного линейного напряжения, хотя при этом на двигателе линейное напряжение достигает значений, близких сумме двух амплитуд линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора 1 (фиг. 1). Это позволяет значительно расширить диапазон выходного напряжения преобразователя при существующих возможностях по максимальному напряжению у современных тиристоров.

При формировании выходной частоты 50 Гц положительные и отрицательные полуволны системы трехфазных линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA создают путем подачи управляющих импульсов через каждый интервал времени длительностью Т₁/6 на такие комбинации тиристоров, включение которых обеспечивает формирование симметричной системы трехфазных линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA (фиг.5) путем суммирования участков двух синусоид линейных напряжений только двух групп вторичных обмоток трансформатора 1, например группы 2 и 4 (фиг. 1). При этом линейное напряжение U_AB (фиг.5) формируют путем подачи управляющих импульсов на две различные комбинации тиристоров, именно: в момент времени t₁ управляющие импульсы подают на тиристоры 51, 61, 42, 33 и 39, 35 соответственно мостов 7, 10, 9, 6 и 12, а в момент времени t₄ - на тиристоры 15, 24, 58, 54 и 17, 21 соответственно мостов 5,8, 10, 7 и 11. Затем цикл подачи управляющих импульсов на указанные комбинации тиристоров соответствующих мостов повторяют. При формировании линейного напряжения U_BC управляющие импульсы подают в момент времени t₃ на тиристоры 45, 58, 36, 68 и 34, 48 соответственно мостов 9, 10, 12, 13 и 6, а в момент времени t₆ - на тиристоры 18, 65, 61, 27 и 16, 30 соответственно мостов 11, 13, 10, 8 и 5, после чего цикл подачи управляющих импульсов на указанные комбинации тиристоров повторяют. При формировании линейного напряжения U_CA управляющие импульсы подают на две различные комбинации из четырех тиристоров, при этом в момент времени t₂ - на тиристоры 51, 68, 35 и 34 соответственно мостов 7, 13, 12 и 6, а в момент времени t₅ - на тиристоры 16, 17, 65 и 54 соответственно мостов 5, 17, 65 и 7. Затем цикл подачи управляющих импульсов на указанные комбинации тиристоров повторяют. При этом на всех интервалах включения указанных тиристоров максимальное напряжение на тиристорах указанных мостов также не превышает амплитуды одного линейного напряжения, хотя линейное напряжение на двигателе достигает значений, близких сумме двух амплитуд линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора 1 (фиг.1). Это позволяет значительно расширить диапазон выходного напряжения преобразователя при существующих возможностях по максимальному напряжению у современных тиристоров.

Таким образом, заявляемый непосредственный преобразователь частоты обеспечивает расширение диапазона выходных частот преобразователя от 0 до 50 Гц и создает возможность его работы в диапазоне частот от 0 до 25 Гц от напряжений одного источника трехфазного напряжения, а в диапазоне частот от 25 до 50 Гц - от напряжений двух любых из трех потенциально не связанных источников трехфазного напряжения с суммированием полуволн двух линейных напряжений, сдвинутых по фазе на 20 эл. градусов, причем одновременно с этим обеспечивается условие ограничения максимального обратного напряжения на вентилях в пределах амплитуды одной полуволны линейного напряжения. Последнее позволяет при существующих в полупроводниковой технике предельных максимально допустимых для тиристоров напряжений реализовать по заявляемой силовой схеме высоковольтный преобразователь частоты.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый непосредственный преобразователь частоты работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примерами описания его работы при формировании различных ступеней выходных частот.

Соответственно заявляемое устройство может найти применение для "мягкого" многоступенчатого частотного пуска и создания энергосберегающих режимов эксплуатации высоковольтных асинхронных и синхронных электроприводов компрессоров, насосов, вентиляторов, газо-, воздуходувок металлургических и теплоэнергетических агрегатов электрических станций при переходе на пониженные частоты вращения путем создания дополнительных ступеней выходных частот преобразователя в диапазоне от 25 до 50 Гц.

Формула изобретения

Непосредственный преобразователь частоты, содержащий три потенциально не связанных источника трехфазного напряжения, к каждому из которых присоединены по два трехфазных тиристорных моста, и трехфазную нагрузку, отличающийся тем, что непосредственный преобразователь частоты дополнительно снабжен тремя трехфазными тиристорными мостами, присоединенными к соответствующим потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения, анодная и катодная группы вентилей каждого из которых соединены между собой по цепи постоянного тока и присоединены к соответствующим фазам трехфазной нагрузки, а другие шесть тиристорных мостов, присоединенных к трем потенциально не связанным источникам трехфазного напряжения, соединены в две отдельные группы, причем в одной группе последовательно соединены и замкнуты накоротко по цепи постоянного тока три моста одного направления тока, в другой группе - три моста противоположного направления тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5