Преобразователь частоты


 


Владельцы патента RU 2488937:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Настоящее изобретение относится к области электротехники и преобразовательной техники, в частности к статическим преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности статического преобразователя частоты посредством упрощения конструкции, монтажа и эксплуатации устройства, уменьшения веса, габаритов и стоимости изделия. Кроме того, предлагаемое устройство обладает достаточной универсальностью и может быть использовано для построения преобразователей частоты в широком диапазоне мощностей. При этом преобразователь частоты может как содержать, так и не содержать тормозной цепочки. В схему электрического преобразователя добавлены слаботочные выпрямительные диоды, организующие вместе с силовым выпрямительным мостом цепь заряда накопительного конденсатора, ток заряда которого ограничен зарядным резистором. 1 ил.

 

Предложение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям с двойным преобразованием электрической энергии.

Известен преобразователь частоты (журнал "Электротехника", сентябрь 2005, "Опыт разработки преобразователя частоты для асинхронного электропривода общепромышленного применения", авторы А. Гарганеев, А. Караулов, и др.) содержащий выпрямитель, инвертор, накопительный конденсатор, тормозную цепочку и зарядный резистор, установленный после выпрямителя и ограничивающий ток заряда конденсатора, а также контактор, шунтирующий зарядный резистор после окончания заряда. Недостатком известного устройства является необходимость установки дополнительного силового контактора, рассчитанного на полный ток нагрузки звена постоянного тока, и наличие дополнительного зарядного резистора.

Известно устройство и метод предварительного заряда накопительного конденсатора электрического преобразователя (патент US 20080239432, класс H02H 7/125, дата приоритета 26.09.2008 г., дата публикации 01.04.2010 г.), содержащее входной контактор, выпрямитель, инвертор, накопительный конденсатор и зарядный резистор, установленный после выпрямителя и ограничивающий ток заряда конденсатора, а также контактор, шунтирующий зарядный резистор после окончания заряда. Недостатком известного устройства является необходимость установки двух дополнительных контакторов и зарядного резистора.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь частоты (журнал "Электротехника", декабрь 2001, "Сравнительный анализ алгоритмов управления автономными инверторами напряжения в асинхронных электроприводах", автор Грузов В.Л. с.34-40), содержащий входной силовой контактор, выпрямитель, к положительному выводу которого через сглаживающий дроссель подключены положительные полюса автономного инвертора напряжения, тормозного модуля и накопительного конденсатора, а к отрицательному выводу подключены отрицательные полюса автономного инвертора напряжения, тормозного модуля и накопительного конденсатора. Заряд накопительного конденсатора производится с использованием трех токоограничительных зарядных резисторов, каждый из которых подключен параллельно силовым контактам входного контактора, один из выводов резистора подключен к фазе питающей сети, другой вывод подключен к выводу переменного тока выпрямителя.

Недостаток устройства заключается в необходимости использования трех дополнительных зарядных резисторов, ограничивающих зарядный (пусковой) ток конденсатора. В результате увеличиваются масса, габариты и стоимость устройства, снижается надежность. Кроме того, требуется регулярное наблюдение за цепью заряда накопительного конденсатора, так как она постоянно находиться под питающим напряжением.

Предлагаемый преобразователь частоты позволяет существенно упростить конструкцию устройства, повысить надежность, эффективность и улучшить габаритные и эксплуатационные характеристики.

Устройство, схема которого представлена на чертеже, содержит систему управления 1, трехфазный выпрямительный мост 2, к отрицательному полюсу которого подключены отрицательные полюса накопительного конденсатора 3, автономного инвертора напряжения 4 и тормозной цепочки 5. В состав предлагаемого устройства также входит зарядная цепочка 6 состоящая из зарядного резистора 7, выпрямительных диодов 8, 9, 10 и силового контактора с главными контактами 11 и катушкой 12, обеспечивающего силовое подключение преобразователя частоты к питающей сети. Один вывод каждого из трех главных контактов 11 силового контактора соединен с катодом одного из трех верхних диодов 13, 14, 15 выпрямительного моста 2, второй вывод всех контактов объединяется в узел и соединен с положительным полюсом автономного инвертора напряжения 4, тормозной цепочки 5, накопительного конденсатора 3 и одним выводом зарядного резистора 7. Второй вывод зарядного резистора 7 соединен с катодами трех диодов 8, 9, 10 аноды, которых подключены к фазам питающей сети. Трехфазный выпрямительный мост состоит из шести диодов 13, 14, 15, 16, 17, 18 собранных по схеме "Ларионова", три из которых 16, 17 и 18 участвуют в процессе заряда накопительного конденсатора 3. Контакты контактора 11 управляются катушкой 12 подключенной к системе управления 1.

Работа преобразователя частоты происходит следующим образом. При подключении преобразователя частоты к питающей сети начинается заряд накопительного конденсатора 3 по цепям фазы А, В, С, искусственно созданный трехфазный двухполупериодный выпрямитель на диодах 8, 9, 10, 16, 17, 18, положительный вывод выпрямителя зарядный резистор 7, накопительный конденсатор 3 и отрицательный вывод выпрямителя.

После окончания процесса заряда система управления 1 осуществит включение катушки 12 входного силового контактора, обеспечивающего "силовое" подключение преобразователя частоты к питающей сети контактами 11, и начинается работа инвертора напряжения и целиком всего преобразователя частоты по заданному алгоритму.

Следует отметить, что каждый из контактов 11 силового контактора. должен быть рассчитан на пропускание меньшего тока, при одной и той же мощности преобразователя частоты, по сравнению со схемой прототипа, следовательно, может быть выбран контактор меньшего габарита.

Таким образом, предлагаемое устройство существенно упрощает конструкцию устройства, повышает эффективность и надежность работы, упрощает его изготовление, монтаж и эксплуатацию, снижает вес, габариты и стоимость.

Преобразователь частоты, содержащий систему управления, трехфазный выпрямительный мост, к отрицательному полюсу которого подключены отрицательные полюса автономного инвертора напряжения, тормозной цепочки и накопительного конденсатора, отличающийся тем, что он снабжен контактором с тремя контактами, один вывод каждого из которых соединен с катодом одного из трех верхних диодов выпрямительного моста, второй вывод всех контактов объединяется в узел и соединен с положительным полюсом автономного инвертора напряжения, тормозной цепочки, накопительного конденсатора и одним выводом зарядного резистора, второй вывод которого соединен с катодами трех диодов, аноды которых подключены к фазам питающей сети.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике а именно к высоковольтным линиям электропередач. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков, а также на преобразовательных подстанциях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных устройствах, вращающейся машине или в двигателе транспортного средства для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот или для изменения формы, амплитуды и частоты тока.

Изобретение относится к устройствам широкополосного преобразования частоты, ведомых сетью, и может быть использовано в электроприводе для управления скоростью асинхронных электродвигателей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразователями. .

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств и электроприводу. .

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким.

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано при эксплуатации преобразовательной схемы. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания высоковольтных асинхронных и синхронных двигателей

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе электроподвижного состава переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе электроподвижного состава переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей

Изобретение относится к области электротехники, к управлению преобразователем, связанным, по меньшей мере, с одним из источников бесперебойного питания. Техническим результатом является устранение искажений из сигнала управления, улучшение работы преобразователя, снижение гармонических искажений и субгармонических колебаний из сигнала управления. В преобразователе частоты и стабилизации напряжения источника бесперебойного питания (ИБП) контролируют и управляют входным сигналом в преобразователе в одном или более из ИБП. Искажение, обусловленное, по меньшей мере, частично напряжением пульсации, может быть удалено из сигнала управления, который управляет входным током в преобразователь. Системы и способы, описанные в материалах настоящей заявки, обеспечивают простой эффективный способ для снижения или устранения одного или более из субгармонического колебания и суммарного гармонического искажения из входного тока преобразователя во время синхронного и асинхронного режимов работы. Преобразователь может включать в себя один или более из выпрямителя и инвертора. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока. Техническим результатом является увеличение коэффициента мощности. Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь переменного тока содержит параллельные ключевые мосты, трансформатор с одной или более вторичными обмотками, диодное плечо, образующие схему двухполупериодного мостового выпрямителя с возможностью зонно-фазного регулирования, соединенного с коллекторным электродвигателем, датчик тока первичной сети и датчик напряжения первичной сети, подключенные к системе управления. Каждое ключевое управляемое плечо состоит из последовательно включенных диода и управляемого электронного ключа, в качестве которого может использоваться IGBT транзистор (модуль). При зонно-фазном управлении выпрямительно-инверторным преобразователем после момента перехода напряжения через ноль с помощью управляемых ключевых плеч на электродвигатель сначала подается напряжение с малой обмотки трансформатора, а через некоторое время подается дополнительное напряжение с дополнительной обмотки трансформатора, которое через некоторое время снимается. Время включения и выключения дополнительной обмотки трансформатора выбирают такими, чтобы сдвиг тока сети относительно напряжения сети на первой гармонике сетевой частоты уменьшить до нуля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат заключается в повышении надежности регулятора переменного напряжения путем диагностирования отказов в силовых ключах. Для этого заявленное устройство содержит входную клемму 1 для подключения источника сигнала задания, сумматор 2, интегратор 3, первый 4, второй 5 и третий 6 релейные элементы, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10, пятый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14 и девятый 15 компараторы, первый 16, второй 17 и третий 18 динамические D-триггеры, шины напряжения сети фаз А, В, С-клеммы 19, 20, 21, первый 22-1, второй 22-2, третий 22-3, четвертый 22-4, пятый 22-5, шестой 22-6, седьмой 22-7, восьмой 22-8 и девятый 22-9 силовые ключи, трехфазную нагрузку с нулевым выводом 23, первый 24-1, второй 24-2, третий 24-3, четвертый 24-4, пятый 24-5, шестой 24-6, седьмой 24-7, восьмой 24-8 и девятый 24-9 датчики проводимости, арифметическо-логическое устройство 25, клемму «сброс» 26, первый и второй селекторы длительности импульсов 27 и 29, «Выход аварийного отключения» 28, клемму «Дублирующий выход защиты» 30. 5 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Технический результат заключается в создании регулятора переменного напряжения с улучшенными массо-габаритными показателями. Для этого заявленное устройство содержит в каждой фазе балластный конденсатор, причем в него введены в каждую фазу по одному демпфирующему конденсатору, два трехфазных диодных моста, при этом между входами трехфазных диодных мостов включены демпфирующие конденсаторы, а к выходам трехфазных диодных мостов подсоединено по транзистору, также к входам первого и второго трехфазного моста присоединены балластные конденсаторы и реакторы, вторые концы которых присоединены к трехфазной нагрузке, которая другими концами соединена с сетью. 3 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Технический результат заключается в создании регулятора переменного напряжения с улучшенными массо-габаритными показателями. Для этого заявленное устройство содержит в каждой фазе балластный конденсатор, причем в него введены в каждую фазу по одному демпфирующему конденсатору, два трехфазных диодных моста, при этом между входами трехфазных диодных мостов включены демпфирующие конденсаторы, а к выходам трехфазных диодных мостов подсоединено по транзистору, также к входам первого и второго трехфазного моста присоединены балластные конденсаторы и реакторы, вторые концы которых присоединены к трехфазной нагрузке, которая другими концами соединена с сетью. 3 ил.
Наверх