Всесоюзная пдгрлгно-шинчешбиблиотека

 

3!427!

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Соввтокил

Социалиотичвокил

Рволублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26Л1.1970 (X 1406317/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Н 02пт 1/08

Комитвт по долам иаойрвтвний и открытий при Соввтв Министров

СССР

Опубликовано 071Х.1971. Бюллетень № 27

УДК 621.314.27(088.8) Дата опубликования описания 15.XII.1971

ВСеСОЮЗЩЯ

"-> 1 П иц-ЕХМВЧИЯ 1чБ ИОТЕКЛ

Авторы изобретения

Г. С. Мыцык и Н. 3. Мастяев

Московский ордена Ленина энергетический институт

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ

СВЯЗЬЮ

Известны преобразователи частоты с непосредственной связью, содержащие ключи с двухсторонней проводимостью, каждый из которых выполнен в виде силового тиристора, включенного в диагональ выпрямительного моста, коммутирующие конденсаторы и вспомогательные тиристоры.

Описываемый преобразователь отличается тем, что для упрощения и уменьшения его габаритов, в каждый силовой ключ введены разделительные диоды, аноды которых подсоединены к анодам силовых тиристоров, а катоды — к катодам тех же тиристоров. Катоды разделительных диодов подключены к одной обкладке коммутирующего конденсатора, а аноды разделительных диодов через вспомогательные тиристоры подключены к другой обкладке того же конденсатора. Это позволяет упростить преобразователь и уменьшить его габариты.

На фиг. 1, 2 представлены схемы предлагаемого преобразователя частоты с одним и тремя узлами запирания соответственно; на фиг. 3 — временные диаграммы, иллюстрирующие формирование фазного выходного напряжения и работу узла запирания для схемы преобразователя, показанного на фиг. 2.

Преобразователь (см. фиг. 1) содержит девять полностью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью, выполненных с помощью выпрямительных мостов 1 — 9 и управляемых тиристорами 10 — 18 на стороне постоянного тока. Каждую фазу нагрузки с по5 мощью трех ключей подсоединяют периодически к фазам сети с прямой последовательностью их чередования так, чтобы в каждый момент из девяти ключей преобразователя всегда были замкнуты три.

10 Тиристоры преобразователя, отпираемые и запираемые одновременно, объединяют в три группы, благодаря чему запирание каждой группы из трех тиристоров обеспечивают с помощью одного из трех устройств запира15 ния, общего для тиристоров 10, Il, 12, например, катоды которых подсоединяют параллельно через разделительные диоды 19, 20, 21 к одной обкладке. Аноды этих же тиристоров аналогично подсоединяют через разделитель20 ные диоды 22, 28, 24 к другой обкладке коммутирующего конденсатора 25. В любой момент в открытом состоянии находятся тиристоры одной группы, а тиристоры двух других групп заперты. Введение разделительных дио25 дов уменьшает не только число коммутирующих конденсаторов до трех, но обеспечивает их заряд независимо от нагрузки при отказе от вспомогательных источников (при этом значительно расширяются частотные возмож30 ности преобразователя).

314271

30

Запирание группы тиристоров, например

10, 11, 12 достигается тем, что отпирают вспомогательный запирающий тиристор 2б и прикладывают напряжение конденсатора 25 обратной полярности к зажимам анод-катод этих тиристоров, Выдержку отрицательного напряжения в течение времени, необходимого для восстановления запирающей способности тиристоров, обеспечивают введением в разрядную цепь трехобмоточного дросселя 27.

По окончании разряда конденсатор заряжается трехфазным двухполупериодно выпрямленным напряжением от выпрямителя, образованного разделительными диодами 19 — 24 и диодами мостов 1 — 8. Через время, определяемое постоянной времени заряда конденсатора, которая в данном случае не зависит от характера нагрузки преобразователя, зарядный ток падает до нуля и вспомогательный тиристор

26 запирается. Перезаряд конденсатора 25 .,- для--обеспечения необходимой полярности при щследукиЗ6Ъи заЬирании основных тиристо, pqq l4, 1l, 12:осуществляют с помощью пере," -заряДйых тиристора 28 и дросселя 29. Для

-. от тирания вспомогательного тиристора 28 используют такой же во времени импульс управления, что и для силовых тиристоров 10, 11, 12, При спаде перезарядного тока до нуля тиристор 28 запирается. Аналогично работают остальные две группы тиристоров.

Закон проводимости силовых ключей преобразователя приведен на фиг. 3a — в. На фиг. Зг — ж дана иллюстрация формирования выходного фазного напряжения е... полученного из напряжения фаз сети е„е, е,, посредством ключей 10, 18, 1б (на фиг. 3) приняты обозначения: е,, — основная гармоника преобразованного напряжения;

҄— период коммутации ключей;

Т вЂ” период частоты напряжения питающей сети;

Т, — период частоты преобразованного напряжения.

На фиг. 2 показан другой вариант преобразователя, отличающийся тем, что аноды запирающих тиристоров 80, 81, 82 объединены и подключены к одной обкладке конденсатора

88, а катоды разделительных диодов 84 — 89, соединенных своими анодами с анодами силовых тиристоров, объединены и подключены к другой обкладке конденсатора, Параллельно конденсатору 88 подключена также перезарядная цепочка из тиристора 40 и дросселя 41.

Такой преобразователь имеет меньшее число вспомогательных элементов, меньший вес и габариты. Однако узел запирания работает на частоте в три раза выше, чем в предыдущей схеме, в силу чего частотные возможности такого преобразователя ниже.

Преобразователи частоты рассматриваемого типа работоспособны при любом характере нагрузки и при любом допустимом частотными свойствами тиристоров соотношении частоты подключения ключей /„и частоты питающей сети f>. Схема управления преобразователем достаточно проста, а в преобразователе, показанном на фиг. 1 в нерегулируемом по напряжению варианте, она может состоять из одного трехфазного транзисторного преобразователя, выполненного на основе кольцевой пересчетной схемы. Преобразователь позволяет получить плавно регулируемую частоту в широком диапазоне без наличия субгармонических в выходном напряжении.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью, содержащий ключи с двухсторонней проводимостью, каждый из которых выполнен в виде силового тиристора, включенного в диагональ выпрямительного моста, коммутирующие конденсаторы и вспомогательные тиристоры, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и уменьшения габаритов, в каждый силовой ключ введены разделительные диоды, аноды которых подсоединены к анодам силовых тиристоров, а катоды — к катодам тех же тиристоров, причем катоды разделительных диодов подключены к одной обкладке коммутирующего конденсатора, а аноды разделительных диодов через вспомогательные тиристоры подключены к другой обкладке того же конденсатора.

314271 б Ро е е — е

<пг 3

Составитель М. Юхнин

Редактор Е. Кравцова Техред Т. Курилко Корректоры: Е. Михеева и T. Гревцова

Заказ 3330/17 Изд. № 1389 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раугнская *наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2