CS215452B1 - Zapojení třífázového měniče kmitočtu - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je zapojení třífázového měniče kmitočtu, které řeší problém přeměny kmitočtu z napájecí sítě na nižší volitelný kmitočet. Řešení podle vynálezu navazuje na přihlášku vynálezu, jejímž předmětem je zapojení zdroje stejnosměrného napětí obou polarit, napájeného z vícefázové sítě, s možností rekuperace energie. Podstata navrhovaného řešení spočívá ve využití triaků jako spínacích prvků připojených k samostatnému sekundárnímu vinutí napájecího transformátoru, a tím vytvoření takového počtu reverzačních měničů, kolik je žádáno výstupních fází měniče kmitočtu. Zapojení lze upravit do jednodušší či do náročnější a složitější formy, a to podle druhu pohonů, jehož součástí je.

Description

3

Vynález se týká zapojení třífázového měničekmitočtu, které řeší problém přeměny kmitočtuz napájecí sítě na nižší volitelný kmitočet. Takový-to problém se vyskytuje zvláště při napájenía řízení otáček asynchronních nebo synchronníchtřífázových motorů. ! Zvláště u třífázových motorů pracujících s ko-tvou nakrátko není jiné řízení s nízkými energetic-i kými ztrátami možné. Současně s řízením kmitočtuje prováděno i řízení velikosti amplitudy výstupní-ho napětí. K těmto účelům je vyvinuta řadazapojení s polovodičovými spínači s rozdílnýmiparametry,, jež je možno shrnout do dvou typovýchřad.

První typovou řadu tvoří nezávislé měniče pracu-jící tak, že napětí sítě je nejprve usměrněnořízeným nebo neřízeným polovodičovým usměrňo-vačem a toto stejnosměrné napětí je pak třífázo-vým polovidičovým střídačem znovu přeměněno ;I na nový třífázový kmitočet. Amplituda novéhotřífázového kmitočtu je většinou nastavována vol-í bou velikosti stejnosměrného napětí.

Druhou typovou řadu tvoří cyklokonvertory,které vytváří nový třífázový kmitočet přímo z kmi-točtu sítě bez meziusměrňovacího článku. U zná- >mých zapojení se to provádí tak, že přes tyristorovéskupiny se vždy do vinutí motoru pouští určitý ipočet kladných půlvln z napájecí sítě a potom zase,záporných, v rytmu nového kmitočtu. Půlvlnysíťového napětí ještě mohou být fázově zpožďová-ny, čímž se současně dosahuje žádané amplitudyvýstupního napětí. Takové cyklokonvertory mají18 až 36, a někdy i více tyristorů podle žádanékvality a počtu výstupních fází výstupního napětí.Každý tyristor musí být kromě řídícího obvoduvybaven ještě i spouštěcím obvodem pro galvanic-ké oddělení. To vše dohromady dělá oba typyměničů kmitočtu velmi nákladné, takže se dajítěžko vyrobit měniče pro nižší výkony, které bybyly cenově únosné. Zvláště pro elektrické pohonynižších výkonů s třífázovými asynchronními moto-ry s kotvou nákrátko je tedy nutno vytvořit měničkmitočtu technicky stejně dokonalý, ale podstatněvýrobně jednodušší.

Shora uvedené nedostatky odstraňuje a před-pokládané požadavky splňuje zapojení třífázovéhoměniče kmitočtu vhodného pro napájení třífázo-vých motorů podle vynálezu, které má jednotliváprimární vinutí síťového napájecího transformáto-ru připojena k přívodům třífázové sítě, sekundárnívinutí síťového napájecího transformátoru připoje-na jedněmi začátky nebo konci k prvním anodámtriaků, jejichž druhé anody jsou uzemněny a spouš-těcí elektrody připojeny k výstupům synchronizač-ního řídícího obvodu synchronizovaného s napáje-cí sítí. Toto zapojení je charakterizováno tím, žedruhé začátky nebo konce sekundárních vinutínapájecího transformátoru jsou vzájemně či přesoddělovací tlumivky připojeny k výstupním svor-kám fází měniče. Přitom počet sekundárních vinutínapájecího transformátoru a triaků je dán souči-nem počtu výstupních fází měniče a počtem mož- 215452 ných výstupních proudových impulzů v každévýstupní fázi měniče za jednu periodu síťovéhokmitočtu.

Podstata navrhovaného řešení spočívá ve využitítriaků jako spínacích prvků připojených k samo-statnému sekundárnímu vinutí napájecího trans-formátoru, a tím vytvoření takového počtu rever-zaČních měničů, kolik je žádáno výstupních fázíměniče kmitočtu. Výhodou nového zapojení podle vynálezu jepoloviční množství výkonových spínacích prvků- triaků oproti známým zapojením s tyristoryi a dále možnost spouštět tyto triaky přímo z řídícíhosynchronizačního obvodu impulzy o nízkém napětíί vůči zemi, tedy bez oddělovacích zkoušecíchi obvodů.

[ Příkladné provedení zapojení třífázového měni-če kmitočtu vhodného pro napájení třífázovýchmotorů je znázorněno na přiloženém schématu. ; Na obrázku je primární vinutí 5 třífázovéhotransformátoru 4 připojeno vždy k přívodu 1 třífá-zové napájecí sítě. Počet sekundárních vinutí I 6 napájecího transformátoru 4 je dán součinempočtu vstupních fází měniče a počtem možnýchi výstupních proudových impulzů v každé výstupnífázi měniče za jednu periodu síťového kmitočtu. Vei znázorněném případě, kdy počet možných výstup-ních proudových impulzů v každé výstupní fáziměniče za jednu periodu síťového kmitočtu je6 šestipulzních zapojení, je počet sekundárníchvinutí 18. Začátky prvních sekundárních vinutíu jednotlivých primárních vinutí jsou vzájemněpropojeny a vyvedeny přes oddělovací tlumivku9 na jednu výstupní svorku 8 fáze měniče. Na tutéžvýstupní svorku 8 jsou přes druhou polovinu vinutítéže oddělovací tlumivky 9 vzájemně propojenyi konce druhých sekundárních vinutí u jednotlivýchprimárních vinutí. Obdobně na další výstupnísvorku 8 měniče jsou přes obě části vinutí následu-jící oddělovací tlumivky 9 připojeny začátky třetíchsekundárních vinutí a konce čtvrtých sekundárníchvinutí a na další výstupní svorku 8 začátky čtvrtýchsekundárních vinutí a konce šestých sekundárníchvinutí u jednotlivých primárních vinutí. Ke druhýmkoncům sekundárních vinutí jsou pak připojenyprvní anody triaků, jejichž druhé anody jsouuzemněny. Spouštěcí elektrody triaků jsou připo-jeny k výstupům synchronizačního a řídícího obvo-du 2 synchronizovaného s třífázovou napájecísítí.

Funkci obvodu lze vysvětlit na základě činnostiřízeného zdroje stejnosměrného napětí obou pola-rit napájeného z třífázové sítě s možností rekupera-ce energie. Dvojice prvního a druhého sekundární-ho vinutí, stejně jako třetího a čtvrtého a pátéhoa šestého u každého primárního vinutí transformá-toru tvoří spolu s připojenými triaky 7 tři samostat-né řiditelné zdroje stejnosměrných napětí oboupolarit řízené spouštěcími impulzy z řídícíhoa synchronizačního obvodu 2. Sled řídících impulzůz řídícího a synchronizačního obvodu 2 pak spouštítriaky 7 tak, aby na výstupních svorkách 8 fází

Claims (1)

1. měniče, což jsou výstupní svorky těchto tří zdrojů,se měnila velikost a polarita výstupních napětív rytmu žádaného kmitočtu nastaveného řídícímvstupem 3 se vzájemným fázovým posuvem 120°.Výstupní napětí na výstupních svorkách 8 fázíměniče může být podle způsobu řízení triaku 7 buďlichoběžníkové s konstantní amplitudou, lichoběž-níkové s proměnnou amplitudou v závislosti navýstupním kmitočtu, stupňové modulované s pro-měnnou amplitudou podle výstupního kmitočtunebo přibližně sinusové s proměnnou amplitudoupodle výstupního kmitočtu. Zapojení samozřejmě může být upraveno dojednodušší formy s třípulzními zdroji, což znamená PŘEDMĚT Zapojení třífázového měniče kmitočtu s jednot-livými primárními vinutími síťového napájecíhotransformátoru připojenými k přívodům třífázovésítě, sekundárními vinutími síťového napájecíhotransformátoru připojenými jedněmi začátky nebokonci k prvním anodám triaků, jejichž druhé anodyjsou uzemněny a spouštěcí elektrody připojenyk výstupům synchronizačního řídícího obvodusynchronizovaného s napájecí sítí, vyznačené tím, 215452 poloviční počet sekundárních vinutí a triaků. Totozapojení může být použito pro méně náročnépohony. Rovněž může být toto zapojení upraveno nasložitější, např. dvanáctipulzní s dvojnásobnýmpočtem sekundárních virtutí a triaků. Dále můžebýt znázorněné šestipulzní zapojení zdrojů s nulo-vou tlumivkou nahrazeno zapojením s vyvedenýmuzlem, nebo dalšími obdobnými zapojeními. Rov-něž může být upraveno podle požadovaného počtuvýstupních fází měniče, např. na dvojfázové nebodále upraveno na napájení z jiné než třífázovésítě. VYNÁLEZU že druhé začátky nebo konce sekundárních vinutí(6) napájecího transformátoru (4) jsou vzájemně čipřes oddělovací tlumivky (9) připojeny k výstup-ním svorkám (8) fází měniče, přičemž počet • sekundárních vinutí (6) napájecího transformátoru (4) a triaků (7) je dán součinem počtu výstupníchfází měniče a počtem výstupních proudovýchimpulzů v každé výstupní fázi měniče za jednuperiodu síťového kmitočtu. 1 výkres