Непосредственный -фазный преобразователь частоты

 

117251 65

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сецлалнстнческнх

Реслубллк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.08.78 (21) 2655984/24-07 с присоединением заявки № (51) М.К .

Н 02М 5/27 (53) УДК 621.314,27 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.80 ло делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения

В. С. Высочанский (71) Заявитель (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ т-ФАЗНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ

УА Р твенный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в качестве преобразователя частоты для питания различных типов электр оприводов, Известны непосредственные преобразователи частоты (НПЧ), выполненные на основе вентильных мостов, соединенных в анодную и катодную группы, общие точки которых связаны между собой непосредственно или через реактор (1). Мостовые НПЧ, питающиеся от четырех и семи обмоточных трансформаторов, являются аналогами предложенному.

Мостовой трехфазный НПЧ, питающийся от трехобмоточного трансформатора (или двухобмоточного синхронного генератора) является прототипом. Если НПЧ питается от автономного генератора, например, в приводе электродвижения на морских судах, то энергия двигателя (нагрузка НПЧ) при его торможении не может быть возвращена турбине и обычно рассеивается в активных сопротивлениях двигателя, генератора и вентилей (2). Кроме того, есть приводы, питающиеся через НПЧ от обычной сети переменного тока, куда можно рекуперировать энергию, но по условиям работы механизма торможение производится или редко или медленно, поэтому величина рекуперируемой энергии крайне незначительна по сравнению с потребляемой энергией и применение выпрямителей, собранных целиком на управляемых вентилях, для целей рекуперации энергии экономически неоправдано.

Недостатком известных НПЧ является то, что они неучитывают отмеченные специфические условия работы НПЧ в системе и

10 потому не позволяют осуществлять интенсивное торможение двигателя в условиях, когда некуда рекуперировать энергию. При редком торможении двигателя, питающегося от НПЧ, как и при частом торможении, 11 НПЧ излишне сложны так как для интенсивного торможения приходится применять только управляемые вентили.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Цель достигается тем, что в электрическую цепь, связывающую общие точки вентилей анодной и катодной групп мостов, включен элемент сопротивления, шунтированный управляемым ключевым элементом.

На фиг, 1 и 2 приведены примеры выполнения схем предложенного НПЧ, где 1 — 6 вентильные мосты, собранные по управляемой или полуправляемой схеме; 7 — сопро30 тивление; 8 — управляемый ключевой эле725165 мент; 9 — нагрузка; 10 — реактор (его включение необязательно) .

При работе НПЧ в режиме передачи энергии от сети к двигателю сопротивление

7 шунтировано элементом 8, Управление вентилями НПЧ производится известным способом. В НПЧ на фиг. 1, где вентильные мосты собраны только на управляемых вентилях, при торможении двигателя снимают управляющие импульсы со всех вентилей

НПЧ. Как только появляется тенденция к переходу мостов в инверторный режим, ток нагрузки начинает уменьшаться и двигатель обесточивается. Вследствие этого прекращается ток в цепи вентилей и в цепь, соединяющую группы выпрямителей, вводят сопротивление 7. После этого (в функции тока или времени) подают отпирающие импульсы на вентили одной из ветвей каких-либо двух (по порядку их номеров) вентильных мостов или всех шести мостов.

Двигатель переходит в режим динамического торможения. ЭДС двигателя уравновешивается падением напряжения на резисторе. Подавая отпирающие импульсы на вентили одной ветви очередного выпрямителя с учетом фазы ЭДС двигателя, можно регулировать ток торможения. НПЧ работает в этом режиме до тех пор, пока требуется продолжать процесс торможения или пока двигатель не остановится и его ток не спадает до нуля.

В НПЧ на фиг. 2, где половина вентилей мостов — диоды, перевод привода в режим торможения производится несколько иначе.

Сперва, как и в предыдущем случае, прекращается подача отпирающих импульсов на все вентили НПЧ. Одновременно воздействием на ключевой элемент 8 вводят резистор. Как только появляется тенденция к переходу мостов НПЧ в инверторный режим, ток нагрузки в каждом из работавших в это время мостов начинает протекать по ветви, в которой находится проводящий ток тиристор. Дальнейшая работа НПЧ в режиме торможения двигателя может проводиться аналогично предыдущей схеме.

B случае, если управление током торможения не требуется, целесообразно подать отпирающие импульсы на один из вентилей каждого моста. В этом случае ток каждой фазы двигателя будет распределяться между ветвями двух вентильных мостов.

1о Если НПЧ используется на корабле, то в качестве резистора может быть применена забортная вода.

Включение резистора, шунтированного управляемым ключевым элементом, позволяет существенно увеличить интенсивность торможения двигателя в тех случаях, когда рекуперировать энергию двигателя некуда или нецелесообразно. Применение данного узла в схеме НПЧ позволяет значительно упростить НПЧ, заменив в нем половину управляемых вентилей на диоды.

Формула изобретения

1. Непосредственный m-фазный преобразователь частоты, содержащий вентильные мосты, объединенные в анодную и катодную группы, общие точки которых связаны между собой, например, через реактор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упроще30 ння и повышения функциональных возможностей при рассеянии энергии нагрузки преобразователя, например двигателя 5, при его торможении, в цепь связи анодных и катодных групп мостов включен элемент

35 сопротивления, зашунтированный управляемым ключевым элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берштейн Н. Я. Тиристорные преобра4р зователи частоты без звена постоянного тока. M., «Энергия», 1969.

2. Михайлов В. А. и др. Электродвижение судов и электропривод судовых механизмов. Л., «Судостроение», 1969.

725165

Put.1

Pui, Л

Составитель Г. Иыцык

Техред В, Серякова

Корректор Л. Тарасова

Редактор В. Левятов

Заказ 365/10 Иэд. № 219 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2