Преобразователь частоты с непосредственной связью

 

О П И C А Н И Е пп 47О 046

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.01.73 (21) 1873253 24-7 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.05.75, Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 11.08.75 (51) Л>. Кл. Н 02гп 5 30 !

1, (53) УДК 621.314.27 (088.8) !

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 72) Авторы изобретения

В. А. Фокин, В. И. Чаплыгин, В. А. Кравцов и В. И. Богомолов (71) Заявитель Запорожский машиностроительный институт им. В. Я. Чубаря (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ „, „, ";7 :";!

СВЯЗЬЮ

1+;ф,: и:.:.., 1

Известны преобразователи частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией тиристоров, содержащие трехфазные трансформаторы, каждая из вторичных обмоток которого соединена с зажимами переменного тока одного из двух диодных мостов, а между зажимами постоянного тока последних включены цепочки из дросселя и тиристора, а также коммутирующие конденсаторы, соединяющие аноды и катоды тиристоров указанных цепочек.

Такой преобразователь имеет ряд недостатков. Один из них характеризуется удвоенным значением напряжения на вентилях преобразователя относительно максимального значения напряжения на нагрузке.

Второй недостаток обусловлен прерывистым характером тока через каждую из вторичных обмоток трехфазного трансформатора, что является одной из причин повышения напряжения на коммутирующих конденсаторах: при циклическом обесточивании вторичных обмоток запасенная в индуктивностях рассеяния электромагнитная энергия передается в коммутирующий контур.

Отличием предлагаемого изобретения является то, что первичные обмотки трехфазных трансформаторов соединены пофазно последовательно треугольником, а их вторичные обмотки соединены звездой, причем фазы нагрузки подключены между соответствующими зажимами переменного тока диодных мостов.

Такое построение преобразователя позволяет уменьшить напряжение на его полупровод5 пиковых элементах.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема описываемого преобразователя частоты.

Особенность работы данного преобразовате10 ля заключается в том, что два трехфазных трансформатора попеременно с частотой переключения тиристоров работают в двух режимах: в режиме трансформатора напряжения и в режиме трансформатора тока. При этом то15 ки в первичных и вторичных обмотках трансформаторов протекают непрерывно, что позволяет исключить вредное влияние пндуктивностей рассеяния трансформаторов и одновременно снизить вдвое напряжение на полупро20 годниковых элсмснтах преобразователя.

Преобразователь частоты работает следующим образом, После подачи отппрающего импульса на упраьляющий вход тиристора 1 происходит за25 корачивание диагонали постоянного тока моста 2, и одноименные зажимы трехфазной пагрузкп 3 (напрпмер, статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Р) замыкаются в общую нулевую точку. Сосдп30 ненная в звезду нагрузка таким образом яв470046 ляется подключенной к зажимам вторичной обмотки 4 трансформатора 5. Одновременно при этом оказываются закороченными зажимы вторичной обмотки 6 трансформатора 7, в результате чего входное сопротивление на зажимах первичной обмотки 8, так же, как и падение напряжения на ней, пренебрежимо малы.

Учитывая это, а также последовательное соединение первичных обмоток 8 и 9, очевидно, что практически все напряжение питающей сети прикладывается к первичной обмотке 9 трансформатора 5 и соответственно посредством вторичной обмотки 4 к нагрузке 3. Одновременно после отпирания тиристора 1 благодаря напряжению обмотки 4 через мост 10 происходит заряд коммутирующих конденсаторов 11, 12 до напряжения с полярностью, показанной без скобок, по цепи, содержащей открытый тиристор 1.

Через половину периода коммутации подают отпирающий импульс на управляющий вход тиристора 13. В результате его отпирания к ранее открытому тиристору 1 прикладывают напряжение обратной полярности конденсаторов 11, 12, что приводит к запиранию тиристора 1. Одновременно происходит перезаряд конденсаторов через дроссели 14, 15, мост 2, обмотку 6 и тиристор 13 до полярности, показанной в скобках. Теперь у нагрузки оказываются замкнутыми накоротко другие зажимы, одновременно закорачивается обмотка 4 трансформатора 5, и все напряжение питающей сети прикладывается к обмотке 8 и через вторичную обмотку 6 к нагрузке 3. При этом напряжение на нагрузке имеет фазу, противоположную фазе в предшествующем интервале

5 коммутации. Основная гармоника выходного напряжения имеет частоту, равную разности частоты сети и частоты коммутации.

При подаче отпирающего импульса на тиристор 1 тиристор 13 запирают, и процессы

10 повторяются.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты с непосредствен15 ной связью и искусственной коммутацией тиристоров, содержащий трехфазные трансформаторы, каждая из вторичных обмоток которого соединена с зажимами переменного тока одного из двух диодных мостов, а между за20 жимами постоянного тока последних включены цепочки из дросселя и тиристора, а также коммутирующие конденсаторы, соединяющие аноды и катоды тиристоров указанных цепочек, отличающийся тем, что, с целью

25 уменьшения обратных напряжений на силовых полупроводниковых элементах, первичные обмотки трансформаторов соединены пофазно последовательно треугольником, а их вторичные обмотки соединены звездой, причем фазы

30 нагрузки подключены между соответствующими зажимами переменного тока диодных мостов.

470046

С оста нитель Г. Мы цы к

Техред Т. Миронова

Корректор А. Галахова

Редактор В. Фельдман

Заказ 192!/12 Изд. ¹ 690 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2