Преобразователь частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и, 477505

Внеа 6сеетвнн«

Ооцналистическнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.05,73 (21) 1918397/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.75. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 08.10.75 (51) М. Кл. Н 02m 5/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

153) УДК 621.314.27 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Г. Еременко

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ

СВЯЗЬЮ И ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

Известны преобразователи частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащие коммутирующие конденсаторы, расположенные между двумя согласно включенными управляемыми выпрямительными мостами, один из которых на стороне переменного тока соединен с входными, а другой с выходными шинами преобразователя, причем между катодами и между анодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с входными шинами преобразователя, включены два дополнительных тиристора. Однако такие преобразователи имеют увеличенные размеры коммутирующих конденсаторов и сложную систему управления ввиду того, что при свободном перезаряде коммутирующих конденсаторов через тиристор и дроссель, подключенные параллельно выпрямительным мостам, дроссели преобразователя оказываются шунтирова иным и включенными тиристорами, что приводит к потерям напряжения коммутирующих конденсаторов. Кроме того, недостатком известных преобразователей является реверсивный характер тока через дроссель, подключенный параллельно выпрямительному мосту, соединенному с выходными шинами преобразователя, что обуславливает дополнительные искажения выходного напряжения.

Предлагаемый преобразователь отличается от известных тем, что он снабжен дополнительным диодом, подключенным между катодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с выходными шинами преобразователя.

Такое выполнение преобразователя позволяет улучшить форму кривой его выходного напряжения.

На чертеже дана принципиальная электри10 ческая схема описываемого преобразователя.

Коммутирующие конденсаторы 1 и 2 преобразователя включены между тиристорами

3 — 6 управляемых выпрямительных мостов, Дроссели 7 12 намотаны на общем сердеч15 нике с воздушным зазором. Диод 13 включен между катодами, а тиристор 14 — между анодами тиристоров 4 и 6. Тиристор 15 включен между катодами, а тиристор 16 — между анодами тиристоров 3 и 5. Силовые тирпсто20 ры 17 — 34 включены по встречно-параллельной схеме. Управляемый выпрямительный мост, соединенный с входными шинами преобразователя, выполнен на диодах 35 — 40 и тиристорах 3 и 5, а управляемый выпрямитель25 ный мост, соединенный с выходными шинами преобразователя — на диодах 41 — 46 и тиристорах 4 и 6.

Особенность работы преобразователя за ключается в том, что после выключения си30 ловых тиристоров 17 — 34 нагрузка через ди477500 од 13, шунтирующий выпрямительный мост на диодах 41 — 46, соединенный с выходными шинами преобразователя, закорачивается накоротко, т. е. напряжение на всех фазах нагрузки равно нулю. Длительность этого времени зависит от фазового сдвига между импульсами, поступающими на силовые 17 — 34 и коммутирующие 3 — 6 и 14 — 16 тиристоры, в результате чего выходное напряжение преобразователя состоит из чередующихся участков циклически подключаемых к нагрузке фазных напряжений сети и участков с нулевым напряжением на нагрузке, что имеет место при глубоком регулировании напряжения.

Процесс коммутации протекает следующим образом.

Перед моментом выключения тиристоров

17 — 34 конденсаторы 1 и 2 заряжены напряжением полярности, указанной на чертеже без скобок. Импульс для выключения тиристоров 17 — 34 поступает на управляющие электроды коммутирующих тиристоров 3 — 6, Силовые тиристоры оказываются под обратным напряжением конденсаторов, и те три из силовых тиристоров, которые к этому моменту проводили ток, выключаются. Дроссели

7 — 12 ограничивают разрядный ток конденсаторов, что позволяет уменьшить емкость конденсаторов. Конденсаторы 1 и 2 перезаряжаются под действием напряжения выпрямительного моста, соединенного со входом преобразователя, до напряжения обратной полярности, указанной на чертеже в скобках.

После этого тиристоры 3 — 5 автоматически выключаются, Тиристор 6 после окончания перезаряда конденсаторов 1 и 2 может оставаться включенным за счет индуктивного тока нагрузки, замыкающегося через диод 13. Индуктивная нагрузка может быть такой, что до следующего момента включения силовых тиристоров ток в диоде 13 не спадет до нуля.

Поэтому необходимо принудительно выключить тиристор 6. Это осуществляется подачей открывающих импульсов на добавочные коммутирующие тиристоры 14 — 16. Одновременно очередные открывающие импульсы поступают на силовые тиристоры, Тиристор 6 оказывается под обратным напряжением коммутирующих конденсаторов 1 и 2 и выключается.

Конденсаторы перезаряжаются до напряжения сети с полярностью, указанной на чертеже без скобок, и подготавливаются, таким образом, к следующему выключению силовых тиристоров. Перез а ряд конденсаторов осу1п ществляется через диод 13, диоды 41 — 46 выпрямительного моста, дроссели 7 — 12, тиристоры 14 — 16 и диоды 35 — 40 входного выпрямительного моста. Поскольку перезаряд конденсаторов каждый раз проходит через выходу ной выпрямительный мост на диодах 41 — 46, напряжение на конденсаторах к началу момента коммутации определяется напряжением входной сети. Дроссели 7 — 12 намотаны на одном сердечнике с воздушным зазором, что позволяет избежать коммутационных перенапряжений. Индуктивность дросселей 7 — 12 должна быть достаточной для ограничения потерь мощности в процессе коммутации.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащий коммутирующие конденсаторы, зп расположенные между двумя согласно включенными управляемыми выпрямительными мостами, один из которых на стороне переменного тока соединен с входными, а другой с выходными шинами преобразователя, причем з5 между катодами и между анодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с входными шинами преобразователя, включены два дополнительных тиристора, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения преобразователя, он снабжен дополнительным диодом, подключенным между катодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с выходными шина45 ми преобразователя.

477бОб

Составитель М. Юхнин

Редактор А. Пейсоченко Техред 3. Тараненко Корректоры: Л. Орлова и Н. Аук

Заказ 2480/8 Изд. Мю 1623 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2