Непосредственный преобразователь частоты

 

— ).

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 66ol70

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.03.77 (21) 2471471/24-07 (51)М.Кл.-" H 02 M 5/27 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

CCCP пэ делам изобретений н стуРь1н (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 18.06.79 (53) УДК 621.314.27 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Фокин, О. А. Друшляков, В. И. Турубаров и А. К. Кулиш (71) Заявитель Запорожский машиностроительный институт им. 8. Я. Чубаря (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано при построении преобразователей частоты, предназначенных, например для частотноуправляемого электропривода.

Известны непосредственные преобразователи частоты с искусственной коммутацией, выполненные на базе трансформаторов и диодных мостов, зашунтированных на стороне постоянного тока цепочками из дросселя и тиристора, аноды и, соответственно, катоды которых связаны коммутирующими конденсаторами (1), (2), (3), (4).

Однако, применение в преобразователе (l) известного метода двухполярной широтно-импульсной модуляции (2) для регулирова|ния выходного напряжения характеризуется невысоким качеством выходного тока (3).

Применение другого метода однополярной широтно-импульсной модуляции выходного напряжения, позволяющего несколько повысить качество выходного тока, оказывается невозможным в известном решении преобразователя (1). Этот метод, реализуется в решении преобразователя (4) введением двух дополнительных тиристоров и дополнительного конденсатора.

Отмеченные преимущества преобразователя с регулируемым напряжением (4) по сравнению с преобразователем (1) без такого регулирования достигаются не только увеличением в два раза количества тиристоров, но также увеличением числа емкостей и габаритов коммутирующи: конденсаторов более чем в два раза.

Наиболее близким по технической сущности решением является и преобразователь (4). Он содержит два многофазных трансформатора, первичные многофазные обмотки которы.: соединены пофазно согласт!о, два многофазных двойных моста, выходные выводы каждого из которых зашунтированы цепочками,пз последовательно включенных дросселя и основного тиристора, а также Олок коммутации тиристоров, выполненный, например, в виде коммутирующих конденсаторов, связывающих од20 ноименнь!е силовые электроды основных тиристоров, и вспомогательного тиристора, причем ко входам одного из многофазных дподных мостов подключены концы вторичной многофазной обмотки трансформатора, 25 соединенной в звезду, первичная обмотка этого трансформатора свободными концами образует входные выводы преобразователя для подкл1оченпя его к сети, а концы вторичной мцогофазной обмотки второго транс30 форматора образуют его выходные выводы.

660170

Недостатком этого преобразователя является сравнитсльпая его усложненность H завышенныс масса и габариты.

Цель изобретения — улучшение массогабаритн!ых показатслсй.

Пречлагасмое пзобретсние отличается от

<из)вестно)о тем, что точки соединения первичных многофазных обмоток трансформаторов подключены ко входам второго многофазного днодного моста, концы первичной многофазно f обмот)ки второго трансформатора объсдипень-, вторичные многофазные оомотки трансформаторов соединены пофазно встречно, а в)спомогатсльпый тиристор соединен с основны)!и тиристорами одноимет!Н)!ми электродами.

На чертеже представлена принципиа Ibная схема трехфазного преобразователя.

1-1епосредствснпый преобразо;a re;iь )астоть. состоит пз )рсхфазных трансформато- 20

poB I, 2, псрвичныс обмотки 8, 4 которых соединены пофазно-согласно звездой. Втори шые обмотки 5, 6 этих трапсформатороа

-::àêæå соединены пофазно, )но встречно и тоже звездой, причем к концам обмотки 6 присоединена трехфазная нагрузка 7, например статорная обмотка асппхропног0 двигателя. Об)ци<-. To ricH coe)IHHeHHH rlepBII )ных обмоток 8, 4 присоединены ко входам трс.фазного

10. Общ).с о)кн соединения вторичны.: обмоток 5, 6 подсоединены к входу трехфазного диодно"0 моста 11, зашу нтированпого на стороне постоянного тока цепочкой из основного тпристора 12 и дросселя 18. Между катодами основных тиристоров 9 и 12 включен коммутирующий конденсатор 14, а между,их анодами — конденсатор 15. В схе40 ме применяется вспомoi àòåëüíh)é тиристор

16, анод которого сосдпнсн с анодом тиристора 9, а катод — - с катодом тири<стора 12.

Преобразователь работает следующим образом. После подачи отпираюшего им- 45 пульса на управляющий вход тиристора 9 происходит закорачивание диодного моста

8 и первичной обмотки 4 тра)нсформатора 2, вследствие чего практически все,напряжение питающей сети прикладывается к первичной обмотке 8 трансформатора.1, от вторичной обмотки 5 которого получает питание нагрузка 7 через последовательно соединенную с пей вторичную обмотку 6 (паден)ие напряжения на ней пренебрежимо мало) трансформатора 2 )в режиме короткого замыка:!Ия. В эгот интервал времени конденсаторы 14, 15 заряжаются через днодный мост 11, Последующее отпирание тпристора 16 приводит к запиранию ранее от60 крытого тирпстора 9 обратным напря"онисм конде; caropa 14 и перезарядке э ого конденсатора до нсбольшого напряжен I;! прОтивополо>1;ной поляр ности )срез дроссель 1О и дподный мост 8 и заппрангпо тиристора 16. Запертое состояние тиристоров

9, 12 и последующий интервал времени обусловливает распределение поровну напряжений ка<к между первичными обмотками 8, 4 трансформаторов 1, 2, так и между их вторичными обмотками 5, 6. Соответствующее включение обмоток 8, 4, 5, 6 обус)1овл)ивает в этот интервал времени нулевое значение выходного напряжения преобразователя. Вместе с тем отсутствие разрыва токовой цепи как вторичных обмоток с нагрузкой, так и первичных обмоток, создает необходимые условия для поддержания режима, непрерывного тока в нагрузке и в обмотках трансформаторон также и B этот Интервал времени обесточенного состояния обоих тиристоров 9, !2, при этом нагрузка

7 может обмениваться рсактпзной энергией с питающей с тью через последовательно соединенные с нею вторичные обмотки 5, 6 трансформаторов 1, 2 и магнитно связанные с пим)! первичные обмотки 8 4. Через полоBHllУ ПЕРИОДа КОММ TBП)!ОННОГО ЦИКЛа ПО,„ают отпираю!ш)й импульс па справлягощий вход тир)!Стора 12, отпирание которого

)IpHBo »т к кордтком< замыка«H10 lifo.IH010 моста 11, вторичной обмотки 5 трансформатора, Ilадснl!o llапря1кс)iия )!а псрзич)roH Оомоткс 8 Ho i opoГО ста)lов;)тся прс)lсбрсж))мо малы м; B этот интерва.ч врсмсни

Ирак ги !Сок)1 все нап1)яжснl)е питalolqci ccTl! прпкладь)вастся K fl p BI! I)foif Обмот:,< трансформатора 2, от вторичной обмотки 6 которого получает питание нагру->,ê а 7. Противоположный характер магнитной связи первич:)ой и вторичной обмоток трансформатора 1 по сравнению с трансформатором

2 обусловлизает изменение на 180 начальной фазы напряжения на нагрузке при переходе питания ес от одной вторичной оомотки к другой. Одновременно происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов

14, 15 от диодпого моста 8. Через регулируемый интервал времени подастся отпирающий импульс на управлявший вход гасящего тиристора 16, что приводит к запиранию ранее открытого тиристора 12 и повторному уменьшению до нуля питающего напря>ке<ния на нагрузке 7 в продолжение регулируемой паузы. Затем следует отпирание тиристора 9 и процессы повторяются. Частота основной составляющей выходного напря?KEíèÿ преобразователя определяется раз.ностью между частотой питающей сети и (регулируемой) частотой переключения тиристоров 9, 12. Амплитуду основной гармоники выходного <напряжс.)ия рсгулир.!oz пзмснсписм соотношения интерва 103 (поОЧСРСДНОГО) ОТI:РЫ 1 ОГО СОСТОЯНИЯ ТИРПСТОров 9, 12 и п)ггсрв!!лаит! ol.!)оврсмсппого пх закрьпого состоя:!Пя. 1 0рл!, л!)Нзо< pст<. Hпя

Нспосрс, <с1 вся пыи и рсоор азов а i сo,, )Hь ". ас

660170

Составитель Г. Мыцык

Техред E. Хмелева

Корректоо И. Симкина

Ред ктор Б. Герцен

Заказ 315 513 Изд.. 1" 289 Тираж 865 Подписное

НГ10 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раугпская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» тоты с искусственной коммутацией, содержащий два многофазных трансформатора первичные многофаэные обмотки которы.; соединены пофазно согласно, два многофазHbIx диодных моста, выходные выводы каждого из которых зашунтированы цепочками из последовательно включенных дросселя ,и основного тиристора, а также блок коммутации тиристоров, выполненный, например, в виде коммутирующих конденсаторов, связывающих одноименные силовые электроды основных тиристоров, и,вспомогательного тиристора, причем ко входам одного из многофазных диодных мостов подключены концы вторичной многофазной обмотки трансформатора, соединенной в звезду, первичная обмотка этого трансформатора своими свободными концами образует входные выводы преобразователя для подключения его к сети, а концы вторичной многофазной обмотки второго трансформатора образуют его выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью упрошення и улучшения массо-габаритных показателей точки соединения первичных многофазных обмоток трансформаторов подключены ко входам второго многофазного диодного моста, концы первичной многофазной обмотки второго трансформатора объединены, вторичные многофазные обмотки трансформаторов соединены пофазно встречно, а вспомогательный тиристор соединен с основнымп тирпсторами одноименными электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Лвто ское ови етельство СССР

P д № 470046, кл. Н 02 М 5/30, 1975.

2. Мыцык Г. С., Еременко В. Г. Гармонический анализ полностью управляемых

15 преобразователей частоты без звена постоянного тока. Доклады НТК по итогам

HHP за 1968 — 69 гг., М., МЭИ, 1969, с. 27—

34.

3. Мастяев Н. 3., Мыцык Г. С. Влияние

20 методов регулирования выходного напряжения на его качество и на передаточные характеристики полностью управляемых преобразователей частоты с непосредственной связью. Труды МЭИ, вып. 147, М., МЭИ, 25 1972, с. 17 — 23.

4. Лвторское свидетельство СССР

¹ 583522, кл. Н 02 М 5/27, 1977.