Преобразователь частоты с непосредственной связью и узлом принудительной коммутации

 

О П Й- И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ и1 543Ю8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.75 (21) 2160130/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 14.02.77 (51) М. Кл. H 02М 5/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.727 (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Чернышев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ

СВЯЗЪЮ И УЗЛОМ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ КОММУТАЦИИ

Предлагаемое vcTpOHcTBO относится K области силовой преобразовательной техники.

В известных схемах (1, 2) преобразователей частоты с непосредственной связью принудительная коммутация главных силовых тиристоров преобразователя осуществляется предварительно заряженными конденсаторами, подключаемыми к схеме при помощи дополнительных коммутирующих тиристоров, которые обычно соединяются по мостовой схеме. известна также схема (3), где узел коммутации содержит два моста: один — диодный, который соединен клеммами переменного наппяжения с входными фазами преобразователя, а другой — тиристорный, соединенный клеммами переменного напряжения с выходными фазами преобразователя.

К недостаткам известных схем преобразователей относится то, что для коммутации используется только одна полуволна напряжения, что ведет к увеличению установленной мощности коммутирующих конденсаторов, требует вспомогательных источников питания для перезаряда конденсаторов перед коммутацией и дополнительных зарядных тиристоров, что усложняет схему и ведет к увеличению потерь в узле коммутации.

Для упрощения узла коммутации и снижения установленной мощности его элементов в предлагаемом преобразователе частоты клем. мы постоянного напряжения каждого мосТа соединены друг с другом и между точками соединения включен коммутирующий конден5 сатор.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Тиристоры 1 — 18 являются главными силовыми и образуют собственно преобразователь

1п частоты с непосредственной связью между питающей сетью, соединенной с входными фазами 19 — 21 преобразователя, и нагрузкой, подключенной к выходным фазам 22 — 24 преобразователя.

15 Узел принудительной коммутации содержит два моста. Первый образован коммутирующими тиристорами 25 — 30, второй образован коммутирующими тиристорами 31 — 36. Клеммы постоянного напряжения первого моста

20 подсоединяются к выводу 37, а клеммы постоянного напряжения второго моста — к выводу 38 коммутирующего конденсатора 39.

Преобразователь работает следующим образом. Положительные полуволны тока на25 грузки формируются поочередным включением и отключением главных тиристоров 2, 4, 6 в фазе 22, тиристоров 8, 10, 12 — в фазе 23 и тиристоров 14, 16, 18 — в фазе 24, а отрицательные полуволны тока нагрузки формиру3р ются поочередным включением и отключением

543108 тирпсторов 1, 3, 5 в фазе 22, тнристоров 7, 9, 11 — в фазе 23 и тиристоров 13, 15, 17 — в фазе 24. Естественную коммутацию главных тиристоров преобразователя обычно используют для создания выходного напряжения частоты, в 2,5 — 4 раза меньшей частоты питающей сети. Для получения более высокой частоты выходного напряжения преобразователя использу ют принудительную коммутацию главных тиристоров. Пусть в момент времени, когда потенциал фазы 19 питавшей сети больше потенциала фазы 21, ток нагрузки проводят главные тиристоры 6, 12, 13. Включаем тиристоры 36 и 25, При этом конденсатор 39 зарядится до напряжения питающей сети по цепи 19 — 6 — 22 — 36 — 38 — 39 — 37 — 25 — 21. Узел коммутации таким образом подготовлен для принудительного отключения любого четного главного тиристора преобразователя. При включении коммутирующих тиристоров 30 и

35 конденсатор 39 будет разряжаться по цепи

39 — 38 — 35 — 22 — 6 — 19 — 30 — 37 — 39. Поскольку ток разряда конденсатора протекает встречно проводящему направлению тиристора 6, последний отключается. Конденсатор 39 перезаряжается, и на нем устанавливается напряжение противоположной полярности. Узел коммутации подготовлен для принудительного отключения любого нечетного главного тиристора преобразователя. После отключения четных главных тиристоров в фазе 22, формировавших положительную полуволну тока нагрузки, включаем нечетные главные тиристоры 1, 3, 5 в той же фазе, поочередным переключением которых формируем отрицательную полуволну тока нагрузки. По истечении интервала, равного % периода выходного напряжения преобразователя, осуществляем принудительную коммутацию нечетных тиристоров в фазе 24. Так, если в момент отключения ток нагрузки проводит, например, тиристор 15, включаем коммутирующие тиристоры 27 и 32.

При этом конденсатор 39 разряжается по цепи 39 †37 †27 †20 †15 †24 †32 †38 — 39, в результате чего главный тиристор 15 отключается. Конденсатор 39 перезаряжается, и узел принудительной коммутации вновь готов к отключению любого четного главного тиристора преобразователя и т. д.

Как видно из описания работы схемы, для коммутации главных тиристоров преобразователя используются обе полуволпы напряжения коммутирующего конденсатора 39. Благодаря этому установленная мощность конденсатора узла принудительной коммутации может быть уменьшена вдвое по сравнению с известным.

Кроме того, не требуется перезаряжать коммутирующий конденсатор каждый раз перед

1О очередной коммутацией, поэтому отпадает потребность в зарядных тиристорах и вспомогательных источниках питания, благодаря чему упрощается схема узла принудительной коммутации.

Формула изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью и узлом принудительной коммутации, содержащий конденсатор и тиристоры, образующие два моста, один из которых клеммами переменного напряжения соединен с входными фазами преобразователя, а другой — с выходными фазами, о т л и ч а ю щ и й. ся тем, что, с целью упрощения узла коммутации и снижения его установленной мощности, клеммы постоянного напряжения каждого моста соединены друг с другом и между зО точками соединения включен упомянутый конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г. С. Зиновьев, В. И. Попов. «Инверторы напряжения с непосредственным питанием от сети трехфазного переменного тока». Материалы конференции «Состояние и перспективы развития производства и внедрения силовых

4О и/п вентилей и преобразовательных устройств па их основе», М., 1966.

2. Ю. М. Ионьков, B. П. Феоктистов, В. А. Матюшин. «Непосредственный преобра4,- зователь частоты с искусственной коммутацией тока», Труды МИИТ а, М., 1972, вып. 405, стр. 11 — 24.

3. Авторское свидетельство СССР № 208115, М. Кл. Н 02М 5/27, 1964 (прототип) . о43108

fg z г/

Составитель В. Жмуров

Техред Л. Гладкова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Л. Брахнина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 29/17 Изд. № 103 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5