Непосредственный преобразовательчастоты c принудительной коммута-цией

 

Союз Советскии

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

< «797018

=e (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 23. 03 ° 79 (21) 2739787/24-07 с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0181. Бюллетень ЙЯ 2

Дата опубликования описания 17. 01. 81 (51)М. Кл.з

Н 02 М 5/27

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) >АК 621. 314.

° 27 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. Т. Загорский (71) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт связи (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ КОММУТАЦИЕЙ

25

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к непосредственным преобразователям частоты и может быть использовано в частотно-управляемых электроприводах переменного тока, в частности в тяговых приводах электровозов переменного тока, питаемых от однофазной сети.

Известны преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока, состоящие нз однофазного мостового выпрямителя, фильтра и и-фазного инвертора, которые позволяют получить на выходе преобразователя и-фазное напряжение, близкое к синусоидальному с заданным коэффициентом нелинейных искажений (1 ).

Однако такие устройства обладают завьваенной установленной мощностью из"эа двойного преобразования энергии, а также требуют дополнительной ннверторно-выпрямительной установки для обеспечения свободного обмена энергией между нагрузкой и сетью.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому являются непосредственные тиристорные преобразователи частоты с принудительной коммутацией, которые обладают меньшей установленной мощностью по сравнению с укаэаннымй преобразователями, а также обеспечивают свободный обмен энергией между нагрузкой и сетью без установки дополнительного оборудования. Это устройство содержит коммутатор иэ

2п пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, включенных между силовыми входными и п выходными выводами преобразователя, и блок принудительной коммутации, связанный через вентильный мост со вход-. ными и через мост распределительных тиристоров с выходными силовыми выводами преобразователя (2 ).

Однако этот преобразователь при питании от однофазной сети не обеспечивает приемлемого качества выходного напряжения иэ-эа наличия в нем пульсаций с частотой, равной удвоенной частоте сети. Это, в частности, ограничивает верхний предел выходной частоты.

Пель изобретения — улучшение качества выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительным и-фазным тиристорным мостом, выводы переменного то-.

797018

5 !

О

25 ка которого подключены к выходнйм выводам преобразователя, а выводы постоянного тока через введенный

Т-образный LC-фильтр — к выводам постоянного тока упомянутого вентильного моста, причем дроссель этого LC-фильтра зашунтирован введенным диодом °

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его действия. устройство (фиг. 1) состоит из тиристорного коммутатора 1, неуправляемого вентильного моста 2 с фильтром 3, блока 4 принудительной коммутации и распределительного тиристорного моста 5, а также из Т-образного фильтра 6, включенного на выходе моста 2, состоящего из дросселей 7 и 8 в последовательной цепи и конденсатора 9 в параллельной цепи.

Выходы фильтра 6 через тиристоры 1015 дополнительного моста подсоединены к нагрузке. Дроссели 7 и 8 шунтированы обратным диодом 16.

В отличие от известного устройства, в котором волна выходного напряжения формируется из отреэкой полуволн входного напряжения, в предлагаемом устройстве голна выходного напряжения (cM. фиг. 2)состоит из чередующихся отрезкой полуволн входного напряжения сети и отрезков полуволн напряжения, образуемых при разряде конденсатора 9 через индуктивность дросселя 8 на нагрузку. При этом в те отрезки времени, когда мгновенные значения вторичного напряжения, определяемые работой тиристорного коммутатора, оказываются меньше некоторой заданной величины, опрецеляемой требуемым качеством напряжения, нагрузка через тиристорный инвертор подключается к заряженному конденсатору С-фильтра и питается от неГо. В результате этого вдвое увеличивается частота пульсаций и вдвое снижается их амплитуда.

Рассмотрим принцип формирования положительной полуволны напряжения для фазы а .

В начальный момент времени через мостовой выпрямитель 2 и дроссель

7 происходит заряд конденсатора 9 и при включении тиристора 17 катодной группы коммутатора 1 в нагрузку передается полуволна сетевого напряжения U . В некоторый момент времени t<, определяемый заданным качеством выходного напряжения, включают тиристор 10, который подключает нагрузку к заряженному конденсатору 9. При этом запирается ранее включенный тиристор 17 и на нагрузке формируется полуволна напряжения за счет разряда конденсатора

9 через дроссель 8. В момент включают тиристор 18 и в нагрузку

l0

Ь0

45 опять передается напряжение сети до момента сЗи т.д. Если момент скончания формирования полуволны выходного напряжения приходится на время работы тиристоров 10-15 (см. фиг.2, момент 4), то происходит принудительное запирание этого тиристора с помощью блока 4 принудительной коммутации о цепи: блок 4, распределительный тиристор моста 5, тиристор

10, диод 16, блок 4.

Предлагаемое устройство позволяет вдвое повысить частоту пульсаций и вдвое снизить. их амплитуду, т.е. снизить мощность пульсаций в 8 раз.

Величина максимального выпрямленного вторичного напряжения в предлагаемом устройстве почти на 25% выше. Удельная установленная мощность оборудования увеличивается незначительно, так как дополнительное оборудование позволяет увеличить максимальную выходную мощность на

ЗЗЪ. Мощность потерь в двигателе от основной гармоники пульсаций уменьшается в 8 раз, поскольку она пропорциональна квадрату амплитуды пульсаций и обратно пропорциональна частоте.

Формула изобретения

Непосредственный преобразователь частоты с принудительной коммутацией, содержащий тиристорный коммутатор из 2 и пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, включенных между силовыми входными и и выходными выводами преобразователя, и блок принудительной коммутации, связанный через вентильный мост со вход ными и через мост распределительных тиристоров с выходными силовыми выводами преобразователя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения преобразователя, он снабжен дополнительным п-фазным тиристорным мостом, выводы переменного тока которого подключены к выходным выводам преобразователя, а выводы постоянного тока через введенный

Т-образный LC-фильтр к выводам постоянного тока упомянутого вентильного моста, причем дроссель этого

LC-фильтра зашунтирован введенным диодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Толстов Ю.Г. Автономные инверторы.Сб. "Преобразовательные устройства в электроэнергетике", "Наука", 1964. 1

2. Величко и др. Функциональная схема управления узлом принудительной емкостной коммутации непосредственного преобразователя. Сб. "Доклады юбилейной научно-технической конференции факультета автоматических систем", Томск, 1970.

797018

Фиг.2

Составитель Г. Мыцык

Редактор Т. Веселова Тех ед К.Бабинец Корректор И. М ска

Заказ 9794/75 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4