Непосредственный трехфазный тиристорный преобразователь плавно регулируемой частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 21d -, 14/01

Заявлено 08.1.1968 (№ 1208450/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 04.Х1.1969. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 23.111.1970. 11ПК Н 02m

УДК 621.314.27(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. А. Фокин

Запорожский машиностроительный институт им. В. Я. Чубаря

Заявитель

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЛАВНО РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫ

Известен непосредственный трехфазный преобразователь плавно регулируемой частоты, содержащий трехобмоточные многофазные трансформаторы с полупроводниковыми модуляторами, включенными в цепи разомкнутых нулевых точек сдвоенных, первичных обмоток трансформаторов, у которого выходная цепь образована соединением вторичных средних обмоток трансформаторов звездой.

Каждый луч звезды образуется последовательным соединением таких фазных вторичныхх обмоток трансформаторов, соответствующие первичные обмотки которых присоединяются к разным фазам питающей сети.

Известное устройство не обеспечивает хорошего использования вентилей и имеет сравнительно небольшой диапазон плавно регулируемой частоты.

Предложенная схема устройства позволяет улучшить использование вентилей и существенно расширить диапазон плавно регулируемой частоты:при практически синусоидальном токе нагрузки. Его особенность заключается в том, что один из трансформаторов выполнен со сдвоенными вторичными обмотками, а два других — со сдвоенными первичными. Выходная цепь выполнена в виде звезды, каждый луч которой образован последовательным соединением различных фаз вторичных обмоток.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного преобразователя.

Преобразователь частоты включает трн трехобмоточных трехфазных трансформатора

5 1 — 8 и шесть модуляторов — трехфазных полупроводниковых ключей переменного тока

4 — 9. Трансформаторы 2 н 3 имеют по одной трехфазной вторичной обмотке 10 — 15 и сдвоенные первичные обмотки 16 — 27 со вза10 .имно противоположной магнитной связью, переключаемые в определенной последовательностити прн помощи трехфазных ключей переменного тока 9, 7, б, 8, включенных в разрыв нулевой точки первичных обмоток 16 — 27

15 трансформаторов. Трансформатор 1 имеет только одну первичную трехфазную обмотку

28 — 80 н две одинаковые вторичные обмотки

31 — 88» 34 — 86 с взаимно противоположной магнитной связью, причем эти обмотки вклю20 чаются последовательно с остальной частью выходной цепи поочередно с помощью модуляторов — трехфазных полупроводниковых ключей переменного тока 4 и 5.

Вторичные обмотки отдельных фаз предла25 гаемого преобразователя частоты включаются в общую схему соединения звездой, каждый из лучей которой образуется последовательным соединением: а) двух вторичных фазных обмоток, отно30 сящихся к разным трансформаторам 2 и 8 и

256053 расположенных на тех стержнях своих трансформаторов, что .и фазные,первичные обмотки, присоединенные к двум различным фазам напряжения питающей цепи; б) одной из двух поочередно включаемых вторичных фазных обмоток трансформатора 1, расположенных на том стержне трансформатора, где расположена первичная обмотка, присоединенная к третьей фазе питающей цепи.

Например, если обмотка 18 трансформатора 8 соединена с обмоткой 12 трансформатора 2 и одной из двух обмоток (82:или 85) трансформатора 1, то в другой фазе будут соединены обмотки 14, 10, 88 и 8á, а в третьей фазе — обмотки 15, 11, 81 и 84.

Можно показать, что в данном устройстве изменение частоты Р— ж (где Q — частота коммутации вентилей инвертора, а в †частота питающей сети) в самых широких пределах сопровождается изменением выходного напряжения на этой частоте в пределах 3: 1.

Причем, если нагрузкой является асинхронный короткозамкнутый двигатель, то уменьшение амплитуды напряжения основной частоты 2 — а, по мере приближения этой частоты к нулю позволяет уменьшить напряжение для:поддержания на необходимом уровне магнитного потока в статоре частотно регулируемого двигателя. В дальнейшем выходное напряжение изменяется при помощи фазосдвигающего устройства угла а, который соответствует времени отключенного состояния обоих модуляторов, относящихся к одному трансформатору.

Амплитуда напряжения ближайшей паразитной частоты 52+в, которая может вызвать электромагнитный момент, в несколько раз меньше, чем амплитуда напряжения основной частоты Q — о (при а=О).

Влиянием паразитного электромагнитного момента, соответствующего частоте обмотки статора 5Q+o>, можно пренебречь по сравнению с моментом основной частоты Р— (t), так как: электромагнитный момент пропорционален квадрату напряжения соответствующей частоты в обмотке статора; индуктивное сопротивление роторной цепи

5 для частоты 50+о во много раз больше, чем для частоты Q — о, что приводит к подавлению составляющей тока этой паразитной частоты.

Таким образом, предлагаемое устройство

10 обеспечивает частотное регулирование скорости вращения асинхронного короткозамкнутого двигателя: а) с практически неограниченным верхним пределом при практически синусоидальной

15 форме кривой тока в роторе и обусловленными этим хорошими энергетическими показателями привода, что выгодно отличает его от известных устройств; б) с практически неограниченным ниж

20 ним пределом и возможностью бесконтактного реверсирования при наименьшем количестве полупроводниковых модуляторов.

Предлагаемое устройство может быть использовано там, где требуется бесконтактное

25 плавное регулирование приводного механизма в очень широких пределах или бесконтактное реверсирование привода, Предмет. изобретения

30 Непосредственный трехфазный преобразователь плавно регулируемой частоты, содержащий трехобмоточные многофазные трансформаторы с полупроводниковыми модуляторами, включенными B цепи разомкнутых нуле35 вых точек сдвоенных обмоток трансформаторов, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования вентилей при существенном расширении диапазона плавно регулируемой частоты при практически синусои40 дальном токе нагрузки, один из трансформаторов выполнен со сдвоенными вторичными обмотками, а два других — со сдвоенными первичными, причем выходная цепь выполнена в виде звезды, каждый из лучей которой

45 образован последовательным соединением различных фаз вторичных обмоток.

256053

Составителв Дулвкин

Редактор Т. И. Гребенник Техред Л. Я. Левина Корректор Л. С. Колабин

Заказ 531/17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Я-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2