Тиристорный умножитель частоты
Союз Советекии
Социад истимеских
Респубпик (11) ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 29.08.74 (21) 2055795/07 с присоединением заявки №вЂ”
123) Приоритст— (43) Опубликовано 15.07.77. Бюллетень ¹ 26 (45) 1ата опубликования описания 20.10.77 (51) Ч. Кл H 02М 5/27 гасударственный комитет
Совета Мииистроа СССР оо делам изооретений и отирьпий (о3) ЧК 621.3)4.26 (088.8) (72) Anтор изобретения
Г. С. Мыцык
Московский ордена Ленина энергетический институт (71) 3 аявитсль (54) ТИРИСТОРНЫЙ УМНОЖИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ
Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может, найти применение, в частности, для питания переносных электроинструментов, выполняемых с целью ограничения их веса на повышенную по от.ношению к промышленной частоту.
Известны преобразователи частоты с непосредсгвеппой связью и естественной коммутацией, выполненные .в виде силового многофазного тиристорного моста и осуществляющие повышение частоты питающего трехфазного напряжения в целое число раз. Наиболее известны преобразователи, повышаю|цие частоту сети в три раза (1). Недостатками таких преобразователей являются невозможность регулирования выходного на пряжения, черезмерНо низкий входной коэффициент мощности, а также увеличенная установленная мощность тир исторов из-за плохого использования ВхОдпого,на пряжения.
Извесгны также тиристорпые умножители частоты, содержащие силовой v,tiîãîôàçëûé тнристорный мост, узел принудительной коммутации, состоящий из вспомогательного многофазного вентильного моста, подключенного к входным зажимам силового многофазного моста, и дополнительного тиристорного блока с конденсатором, связанного с обоими моста,ittt, причем с суповым — через вентили j2). Не2 достагкамп этих умножителей являются сложность узла принудительной коммутации и невысокие энергетические показатели из-за лпшпего перезарядного цикла конденсатора, ис5 пользуемого лишь для смены на нем полярносги напряжения.
Целью изобретения является упрощение схемы и повышение энергетических показателей умножителя, 3То достигается тем, что в предлагаемом умножителе теристорный блок выполнен в виде однофазного моста, в диагоín Ib переменного тока которого вклоочеп копдснсагор, причем этот мост соедшгеп с разноименными полюсами вспомогательного моста через тпрпсторы.
На фиг. 1 дана принципиальная схема ott;tсываемого умпожителя; на фиг. 2 — временные диаграммы: а —,выходного напряжения
У. и тока 4 умножителя ii законов переключения его тиристоров, б — входного фаз*.гого тока для разных углов сс регулирования напряжения.
Умножитсль (см. фиг. 1) содержит силовой многофазный мост па тиристорах 1 — -6 и узел принудительной коммутации, в который входят вспомогательный многофазный мост па диодах 7 — 12, однофазный мост на тпрпсторах
13 — 16 с конденсатором 17 в диагонали а — b
Зр переменного тока, распределительные тири56536) торы 18 и 19, разделительные, диоды 20 и 21, рроссе.7» 22 II 22 с .первичными, обмотками 23 и 23 и вторичными обмотками 24 и 24, подключенными через диоды 25 и 26 к полюсам
< — — d вопомогательного моста.
Умножитель работает следующим образом.
Пусть угол регулирования н
==О, а нагрузка является активнои. Предположим, что конденсатор 17 заряжен и имеет полярность, указанную без скобок. Такой заряд осуществляют путем <нредварите<льного отпирания тиристоров 13, 14 и 18, 19, Соглас<но диаграмме на фиг. 2,а вначале к напрузке 27 подключают фазу В питающей сети за счет включения тиристора б. Затем по истечении
1!6 периода ча<стоты сети вкл!Очают тиристор
1, подключающий фазу А сети, а тиристор 6 выключгиот за счет включения тиристоров 15, ! б и 18 и приложе<пия к нему через диоды 9 и
21 напряжения конденсатора 17 обратной полярности. Одновременно конденсатор 17 пере33<р55жае!)Ся 110 I 20 †обмот 23 — обмотка 23 — диод 21— тири стор 15 до напряжения с полярность .о, указа<иной в скобках. Ло истечении 1/3 периода частоты (с начала отсчега) включают тиристор 2, подключающий фазу С сети, а тиристор 1 выкл!Очают за счет включения тиристоров 13, 14 п 19 и приложения к нему через диоды 20 и 8 запирающего напряжения конденсатора. Одновременно конденсатор вновь перезаряжается до обратной полярности (указанной без скобок). Далее процессы повторяются согласно диаграммам па фиг, 2,а. Вторичные оомотки 24 и 24 дросселей 22 и 22 предназначены для сброса избыточной э!!ерг<ни, пакли.ч!гва!Ощейся в конденсаторе. Перезарядпый дрсосель 28 с,пер<вич<ной обмоткой 29 и цепью сброса, состоящей из вторичной обмотки 30 и выпрямителя 31, может быть включен в другом месте, непосредствен<но в диагонали а — <) однофазного тиристорного моста, т. е. дросселн 22 и 22 из силовой цепи могут быть !1 скл10чгны. В этом случае вентили 20 и 21 должны быть упра<вляемычп. Вторичная обмотка 30 может быть подключепа к по,»осам c — -д аналогично илп через одпофазный выпрямитель 31. В обоих вариантах включения дро селей есть свои положительные и отрпцл!с;!ьп! !с стороны, а пред!7очтспие одному ll3 н!Iх мо)кег оьггь отдлпо IHIII!) Нрп конкретныхх тpeoGII3 IIIIslx к л!Ножите 7!О. При активпо-индуктивной нагрузке законы переключения тиристоров видоизменяю. Та)к, fo суммар. !ое время открытого состоя<ния кл)клого 711p!IcrOp3 па периоде частоты сети <;T;IcTc51 тем же, однако с л!еп! Н1ен!!ем cos(f, нагрузки время их работы перераспределяется тлк, что в Bllllðÿìèòå7üíoì реж!!3!е (когда напряжение и ток нагрузки имеют од:!п знак) опо уменьшается, а в и51<верторном режиме (когда нлпряжс1!пе и ток 113ãðóçI II имеют разные знакll) увел!Нчпвлгтся. Интервалы -.!ро!1оДИМО<СТИ ТИРИСТОРОВ ДЛЯ IIPOH380.7hIIO В351ТОГО c0sq;. (см. ток i, на фиг. 2,а при я=О) показаны в законах переключения тиристоров па ф lr. 2,а пунктиром. Для отпирания тнристоров в соответствующие моменты времени прп cosgg ф 1 в систему управления умножптелем должна заводиться ипформац!гя о токе нагрузки, т. е. должен использоваться датчик тока. Как видпо из д<иатрасчм на фиг. 2,б, при я=-0 входной фазный то<к i lë умножителя имеет активный характер, т. е. входной сов<1)» по основной гармо<нике I l l > равеп единице. Штрих-пунктироч показан фаз<ный ток i IA п<р!! активно-индуктивной нагрузке умножителя. Регулирование выхо!диого напряжения умпожителя осуществляют за счет фазового o() сдвига законов переключения тирнсторов. Максимальная кратность регулирования 110 основной гармонике равна трем и соответствует диа<пазо!1) изменения угла я=Π— — . Амчз плитуда осно<впой гармоники, выходного напряжения изменяется при этом от 1,243 Ul, до 0,413 U1„, (U1„— амплитуда входного !!апр5!жепия), 3 коэффициент гапмон!!к 1!лпряжения Uq изменяется в пределах 0,448 — -0,084 30 (3). Фазовь15! сд<впг законов переключения тпристоров может быть использован Ile только для регу7IIpon3IIIIя напряжения, по и для повышения входного cosg» умпожптеля (см. фиг. 2,0 при я= —, - ). 35 3 Формула пзобретсния Тнр55)стор5!ый умножитель частоты, содер40 жащий силовОЙ чногофазнь1Й ти<ристорныи мост, узел принудительной коммутации, выполне5!<Ный в виде вспомогательного многофазного вепти7bl!Oro моста, подключенного к входным зажичам силового моста, и допоч43 l»ITe;II IIOr тирпсторного блока с конденсаторOil, связанного с обоими мостами, причем с силовым — через вентили, о т л и ч а ю щ и йс 51 тем, что, с целью упрощения уюпожителя и повышения его энергетических показателей, ! )" тири, торный блок выполнен в виде однофазпог0 моста, в диагональ переме!шого тока котОрого Велlочеп у!!с< .
;);) Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Чалый Г. В., Маевок!и! О, А. Вентильпые бестрансформаторные умножители частоты. «Электричество», М 7, 1969. 2. Сборник Повышение эффективности устройств преооразовательной техники», ч. 2, «Наукова ду гка», 1972, стр. 215, ри<с. Зб (прототип). G> - 3. i!.ыцык Г. С. Трехфазпо-однофазный пол565361 Cems (Ж о,У/ А a c 0 17 г7 5 ностью управляемый преобразователь частоты в,режиме умножения частоты на три. Сборник «Повышение эффективности устройств преоб6 разливательной техники», ч. 3, «Наукова gygка», 1972. 565361 p 2 1 г гв J б Редактор А. Пейсоченко Подписное Заказ 5248 11зд . о 532 Тираж 917 1-1ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий 113035, Москва, Ж-35, аушскаи иаб., д. 4/5 МОТ, Загорский филиал! г а 5 б 1 г 1 г 3 .оставитсль И. Галиева Текред 3. Тараненко 1(орректор Т. Добровольская
