RU1778895C - Преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

Использование: в области электротехники , а именно в преобразовательной технике дл  частотного управлени  электродвигател ми переменного тока. Сущность изобретени : устр-во содержит выпр мительный мост 1-6,выходом соединенный с инверторным мостом 7-12, вспомогательный диодный мост 14-18. Два дополнительных тиристора 21, 22 соединены с конденсатором 20. В блок управлени  выпр мительным мостом включены три синхронизатора , шесть генераторов линейно замен ющегос  напр жени , двенадцать нуль-органов, логический элемент ИЛИ-2И. При этом реализуетс  вертикальный принцип управлени , т.е. формирование алгоритма переключени  тиристоров происходит при сравнении напр жени  управлени  и опорных напр жений, синхронизированных частотой сети, причем дл  i управлени  тиристорами выпр мительного | моста дополнительными тиристорами ис- i пользуетс  опорное напр жение разной величины . 3 ил. СО

Description

Предлагаемое изобретение относитс  к области электротехники, а именно к преобразовательной технике,и может быть использовано дл  частотного управлени  электродвигател ми переменного тока.

Известен преобразователь частоты, содержащий два встречно-параллельно вклю- ченные по цепи посто нного тока выпр мительный и инверторный мосты, вспомогательные диодный и тиристорный мосты, соединенные между собой разноименными выводами посто нного тока и выводами переменного тока, причем между выводами посто нного тока включена цепочка из последовательно включенных конденсаторов , точка соединени  которых предназначена дл  подключени  к нейтрали сети и нагрузки.

Однако, преобразователь предназначен дл  питани  только одного электродвигател .

Известен многодвигательный электропривод , содержащий электродвигатели, посто нного тока, одни концы  корных обмоток которых объединены и подключены к первому выводу выпр мител , другие выводы электродвигателей подключены ко второму выводу выпр мител  через тиристоры , управл ющие электроды которых соединены с системой импульсно-фазового управлени .

Однако в устройстве используютс  только электродвигатели посто нного тока.

Известен электропривод, содержащий два встречно-параллельно включенные по цепи посто нного тока выпр мительный и инверторный мосты, вспомогательный диодный мост, соединенный выводами переменного тока с выводами инверторного моста, выводы посто нного тока вспомогательного моста соединены через конденсаторы с нейтрал ми источника и электродвигател  и через вспомогательные тиристоры с выводами выпр мительного и инверториого мостов, систему управлени  тиристорами преобразовател .

Однако, преобразователь предназначен дл  питани  только одного электродвигател .

Наиболее близким техническим решением к за вл емому объекту  вл етс  преобразователь частоты, содержащий два встречно-параллельно включенные по цепи посто нного тока выпр мительный и инверторный мосты, вспомогательные диодный и тиристорный мосты, соединенные между собой разноименными выводами посто нного тока и выводами переменного тока, причем между выводами посто нного тока

включен конденсатор, систему управление тиристорами преобразовател .

Однако преобразователь предназначен дл  питани  только одного электродвигател .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет независимого питани  нескольких нагрузок с использованием общих элементов схемы.

0Поставленна  цель достигаетс  тем, что

преобразователь частоты, содержащий соединенный с фазными входными выводами выпр мительный мост и встречно-параллельно подключенный к нему по цепи посто5  нного тока инверторный мост, вспомогательный диодный мост, соединенный выводами переменного тока с выводами переменного тока инаерторного моста, предназначенными дл  подключени  на0 грузки, конденсатор, включенный между выводами посто нного тока вспомогательного диодного моста, систему управлени , состо щую из блока управлени  выпр мительным мостом, входом соединенного с

5 фазными входными выводами и блока управлени  инверторным мостом, выполненного в виде системы импульсно-фазового управлени  по синусоидальному закону, снабжен идентичными комплектами почис0 лу нагрузок, состо щими из инверторного моста, вспомогательного диодного моста и блока управлени  инверторным мостом, а также двум  дополнительными тиристорами , причем катодные группы вспомогатель5 ных диодных мостов и анодные группы инверторных мостов соединены через первый дополнительный тиристор, направленный , катодом к инверторному мосту, анодные группы вспомогательных диодных

0 мостов и катодные группы инверторных мостов соединены через второй дополнительный тиристор, направленный анодом к инверторному мосту, блок управлени  выпр мительным мостом состоит из трех син5 хронизаторов, шести генераторов линейно-измен ющегос  напр жени , двенадцати нуль-органов, логического элемента 6-6ИЛИ-2И, шести логических элементов 2ИЛИ, причем входы синхронизаторов сое0 динены с фазными входными выводами, выходы соответственно - с входами первых и вторых генераторов линейно-измен ющегос  напр жени , выходы первых генераторов линейно-измен ющегос  напр жени 

5 присоединены к первым входам первых и вторых нуль-органов, выходы вторых генераторов линейнс-измен щегос  напр жени  присоединены к первым входам третьих и четвертых нуль-органов, к вторым входам первых и третьих нуль-органов подключен

введенный первый источник посто нного напр жени , к вторым входам вторых и четвертых нуль-органов подключен введенный второй источник другого значени  посто нного напр жени , выходы первых и третьих нуль-органов соединены с инверсными входами логического элемента 6-6ИЛИ-2И и с соответствующими входами логических элементов 2ИЛИ, пр мые входы логического элемента 6-6ИЛИ-2И соединены с Соответствующими выходами вторых и четвертых нуль-органов, выходы логических элементов 2И соединены с соответствующими тиристорами выпр мительного моста, выход логического элемента 6-6ИЛИ-2И соединен с управл ющими входами дополнительных тиристоров.

Такое устройство позвол ет регулировать частоту и величину напр жени  питани  нескольких нагрузок независимо друг от друга, комплекту  каждую из них диодным мостом и тиристорным мостом с блоком управлени , остальные элементы схемы - общие.

Сущность предлагаемого изобретени  по сн етс  нижеследующим описанием и прилагаемыми к нему чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - блок управлени  выпр мительным мостом, на фиг. 3 - формы управл ющих импульсов тиристоров схемы, форма выходного напр жени , формы токов элементов схемы.

Устройство включает в себ  выпр мительный мост 1-6. инверторный мост 7-12, подключенный к выходу выпр мительного моста, нагрузку 13, соединенную с выходными зажимами инверторного моста, 7-12, вспомогательный диодный мост 14-19, подключенный выводами переменного тока к нагрузке 13, конденсатор 20, соедин ющий выводы посто нного тока вспомогательного диодного моста 14-19, два дополнительных тиристора 21, 22, соедин ющие разноименные выводы посто нного тока диодного и инверторного мостов, блок управлени  выпр мительным мостом 23, соединенный входами с фазами сети, выходами с соответствующими тиристорами выпр мительного моста и дополнительных тиристоров 21, 22, блок управлени  инверторным мостом 24, соединенный выходами с соответствующими тиристорами инверторного моста 7-12,

Блок управлени  выпр мительным мостом 23 содержит три синхронизатора 25-27, шесть генераторов линейно-измен ющегос  напр жени  28-33, двенадцать нуль-органов 34-45, логический элемент 6-6ИЛИ-2И 46, шесть логических элементов 2ИЛИ 4752 , причем синхронизаторы 25-27 подключены входами к фазам сети, генераторы линейно-измен ющегос  напр жени  28-33 подключены входами к выходам синхронизаторов 25-27. Выходы первых генераторов линейно-измен ющегос  напр жени  28, 30, 32 подключены к первым входам первых и вторых нуль-органов 34, 35, 38. 39, 42, 43, выходы вторых генераторов линейно-изме0 н ющегос  напр жени  29. 31, 33 подключены к первым входам третьих и четвертых нуль-органов 36, 37, 40, 41, 44, 45, к вторым входам первых и третьих нуль-органов 34, 36,, 42, 44 подключен источник посто5  нного напр жени , к вторым входам вторых и четвертых нуль-органов 35, 37, 39, 41, 43, 45 подключен источник другого значени  посто нного напр жени , выходы первых и третьих нуль-органов 34, 36, 38, 40, 42,

0 44 подключены к инверсным входам логического элемента 6-6ИЛИ-2И 46 и к соответствующим входам логических элементов 2ИЛИ 47-52, выходы которых подключены к соответствующим тиристорам выпр ми5 тельного моста 1-6, выходы вторых и четвертых нуль-органов 35, 37, 39, 41, 43, 45 подключены к пр мым входам логического элемента 6-6ИЛИ-2И 46, выход которого подключен к управл ющим входам допол0 нительных тиристоров 21, 22.

На фиг, 3 представлены: 53 - алгоритм включени  тиристоров выпр мительного моста, .54 - алгоритм включени  дополнительных тиристоров 21, 22; 55, 56 - импуль5 сы управлени  тиристорами инверторного моста соответственно 7, 10, АВ - форма напр жени  между фазами А и В нагрузкм дв - форма тока между фазами А и В нагрузки, iy, Ио, И4, И формы токов тиристоров и

0 диодов 7, 10, 14, 17.

Выпр мительный мост 1-6 и инверторный мост 7-12 предназначены дл  формировани  напр жени  в фазах нагрузки 13. Вспомогательный диодный мост 14-19 слу5 жит дл  зар да конденсатора 20. Дополнительные тиристоры 21, 22 предназначены дл  разр да конденсатора 20 через инверторный мост 7-12 и нагрузку 13. Блок управлени  выпр мительным мостом 23 служит

0 дл  управлени  тиристорами выпр мительного моста 1-7 и дополнительными тиристорами 21, 22. Блок управлени  инверторным мостом 24 предназначен дл  управлени  тиристорами инверторного моста 7-12, выпол5 ней в виде системы импульсно-фазового управлени  по синусоидальному закону аналогично, например, описанному в прототипе .

Синхронизаторы 25-27 служат дл  преобразовани  синусоидального напр жени 

сети в пр моугольные пр мые и инвертированные сигналы, длительностью и фазой равные полупериоду напр жени  сети. Генераторы линейно-измен ющегос  напр жени  28-33 предназначены дл  получени  напр жени  пилообразной формы, длительностью определ емые сигналами синхронизаторов 25-27, имеющие пр мой фронт и линейно спадающий срез импульсов. Нуль- органы 34, 36, 38, 40, 42, 44 служат дл  получени  импульсов управлени  тиристорами выпр мительного моста 1-6 путем сравнени  сигналов генераторов линейно- измен ющегос  напр жени  с посто нным напр жением определенного значени . Углы управлени  всех тиристоров выпр мительного моста одинаковы. Нуль-органы 35, 37, 39, 41, 43, 45 служат дл  получени  импульсов управлени  дополнительными тиристорами 21, 22 путем сравнени  сигналов генераторов линейно-измен ющегос  напр жени  с посто нным напр жением определенного значени . Углы управлени  дополнительными тиристорами 21. 22 одинаковы и меньше углов управлени  тиристорами выпр мительного моста. Логический элемент 6-6ИЛИ-2И 46 предназначен дл  прекращени  подачи импульсов управлени  дополнительными тиристорами 31, 22 при подаче импульсов управлени  тиристорами выпр мительного моста 1-6. Логические элементы 2ИЛИ служат дл  получени  одновременно двух импульсов управлени  и отпирани  двух тиристоров выпр мительного моста 1-6.

Устройство, согласно предлагаемому изобретению, работает следующим образом .

Предположим в начальный момент времени отпираютс  тиристоры 1, 7, 8, 2,ток протекает по цепи 1,7, фазы А и В нагрузки, тиристоры 8, 2. Одновременно через диоды 14, 15 происходит зар д конденсатора 20. Затем напр жение между фазами сети уменьшаетс  по амплитуде, ток через тиристоры 1, 7. 8, 2 уменьшаетс , реактивный ток, поддерживаемый индуктивностью нагрузки 13 протекает через диоды 17,18, конденсатор 20, дозар жа  последний. Затем при открывшихс  тиристорах 21, 22 отпираютс  тиристоры 7. 8, конденсатор 20 зар жаетс  по цепи: тиристоры 21,7. фазы А и В нагрузки 13, тиристоры 8, 22, напр жение зар да конденсатора уменьшаетс . Затем открываютс  тиристоры 2, 3 выпр мительного моста, ток протекает по цепи: тиристоры 3, 7, фазы А и В нагрузки 13. тиристоры 8, 2. Одновременно через доиды 14, 15 до- зар жаетс  конденсатор 20, падением напр жени  на тиристорах 7, 8. диодах 14. 15

запираютс  тиристоры 21, 22. При спадании напр жени  между фазами сети до нул  и смене пол рности тиристоры выпр мительного и инверторного мостов запираютс , реактивна  энерги , накопленна  в индуктивност х нагрузки через диоды вспомогательного диодного моста зар жает конденсатор 20, который в следующие моменты времени разр жаетс  через фазы нагрузки

13. Аналогично формируетс  отрицательна  полуволна напр жени  между фазами А и В нагрузки, а также напр жени  других фаз.

Временем включени  тиристоров инверторного моста 7-12 возможно измен ть

длительность разр да конденсатора 20 и тем самым формировать ток нагрузки по синусоидальному закону.

Поскольку формирование частоты и напр жени  питани  нагрузки определ етс 

алгоритмом включени  тиристоров инверторного моста, возможно параллельное включение нескольких нагрузок с индивидуальными инверторными мостами, вспомогательными диодными мостами и блоками

управлени  инверторными мостами.

Использование предлагаемого изобретени  позволит при независимом управлении несколькими нагрузками использовать общими 50% элементов схемы устройства.

Кажда  нагрузка компенсируетс  двенадцатью тиристорами и диодами, а также блоком управлени , содержащим стандартные узлы, выпускаемые промышленностью в интегральном исполнении и,

следовательно, дешевые, имеющие малые габариты, не требующие специальной настройки . Количество и мощность нагрузок, подключаемых к устройству, определ етс  типом тиристоров выпр мительного моста , дополнительных тиристоров, а также емкостью конденсатора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь частоты, содержащий соединенный с фазными входными выводами выпр мительный мост и встречно параллельно подключенный к нему по цепи посто нного тока инверторный мост, вспомогательный диодный мост, соединенный выводами переменного тока с выводами переменного тока инверторного моста, предназначенными дл  подключени  нагрузки, конденсатор, включенный между выводами

   посто нного тока вспомогательного диодного моста, систему управлени , состо щую из блока управлени  выпр мительным мостом , входом соединенного с фазными входными выводами и блока управлени  инверторным мостом, выполненного в виде

   системы импульсно-фазового управлени  по синусоидальном/ закону отличающийс  тем, что с целью расширени  функциональных возможностей за счет независимого питани  нескольких нагрузок с использованием общих элементов схемы, он снабжен идентичными комплектами по числу нагрузок, состо щими из инверторно- го моста, вспомогательного диодного моста и блока управлени  инверторным мостом, а также двум  дополнительными тиристорами , причем катодные группы вспомогательных диодных мостов и анодные группы инверторных мостов соединены через первый дополнительный тиристор, направлен- ный катодом к инверторному мосту, анодные группы вспомогательных диодных мостов и катодные группы инверторных мостов соединены через второй дополнительный тиристор, направленный анодом к инверторному мосту, блок управлени  выпр мительным мостом состоит из трех синхронизаторов , шести генераторов линейно измен ющегос  напр жени , двенадцати нуль-органов, логического элемента 6- 6ИЛИ-2И, шести логических элементов 2ИЛИ, причем входы синхронизаторов присоединены к фазным входным выводам, выходы соответственно - к входам первых и вторых генераторов линейно измен ющегос  напр жени , выходы первых генераторов линейно измен ющегос  напр жени  присоединены к первым входам первых и вторы х нуль-органов, выходы вторых генераторов линейно измен ющегос  напр жени  присоединены к первым входам третьих и четвертых нуль-органов, к вторым входам первых и третьих нуль-органов подключен введенный первый источник посто нного напр жени , к вторым входам вторых и четвертых нуль-органов подключен введенный второй источник другого значени  посто нного напр жени , выходы первых и третьих нуль-органов соединены с инверсными входами логического элемента 6-6ИЛИ-2И и с соответствующими входами логических элементов 2ИЛИ, пр мые входы логического элемента 6-6ИЛИ-2И соединены с соответствующими выходами вторых и четвертых нуль-органов, выходы логических элементов 2ИЛИ соединены с соответствующими тиристорами выпр мительного моста , выход логического элемента 6-6ИЛИ 2И соединен с управл ющими входами дополнительных тиристоров.

    г0 2

   Л

   Фав.З