RU2591055C1 - Frequency converter - Google Patents
Frequency converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591055C1 RU2591055C1 RU2015106459/07A RU2015106459A RU2591055C1 RU 2591055 C1 RU2591055 C1 RU 2591055C1 RU 2015106459/07 A RU2015106459/07 A RU 2015106459/07A RU 2015106459 A RU2015106459 A RU 2015106459A RU 2591055 C1 RU2591055 C1 RU 2591055C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- rectifier bridge
- voltage
- frequency converter
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям с двойным преобразованием электрической энергии.The proposal relates to the field of electrical engineering and power electronics, in particular to converters with double conversion of electrical energy.
Известно устройство и метод предварительного заряда накопительного конденсатора электрического преобразователя (патент US 20080239432, класс Н02Н 7/125, дата приоритета 26.09.2008 г., дата публикации 01.04.2010 г.), содержащее входной контактор, выпрямитель, инвертор, накопительный конденсатор и зарядный резистор, установленный после выпрямителя и ограничивающий ток заряда конденсатора, а также контактор, шунтирующий зарядный резистор после окончания заряда. Недостатком известного устройства является необходимость установки двух дополнительных контакторов и зарядного резистора.A device and method for pre-charging the storage capacitor of an electrical converter (US Pat. No. 20080239432,
Известно устройство преобразователя частоты (журнал "Электротехника", декабрь 2001, "Сравнительный анализ алгоритмов управления автономными инверторами напряжения в асинхронных электроприводах", автор Грузов В.Л., с. 34-40), содержащее входной силовой контактор, выпрямитель, к положительному выводу которого через сглаживающий дроссель подключены положительные полюса автономного инвертора напряжения, тормозного модуля и накопительного конденсатора, а к отрицательному выводу подключены отрицательные полюса автономного инвертора напряжения, тормозного модуля и накопительного конденсатора. Заряд накопительного конденсатора производится с использованием трех токоограничительных зарядных резисторов, каждый из которых подключен параллельно силовым контактам входного контактора, один из выводов резистора подключен к фазе питающей сети, другой вывод подключен к выводу переменного тока выпрямителя. Недостаток устройства заключается в необходимости использования трех дополнительных зарядных резисторов, ограничивающих зарядный (пусковой) ток конденсатора. В результате увеличиваются масса, габариты и стоимость устройства, снижается надежность. Кроме того, требуется регулярное наблюдение за преобразователем частоты, так как он постоянно находится под питающим напряжением.A device for a frequency converter is known (Journal "Electrical Engineering", December 2001, "Comparative Analysis of Control Algorithms for Autonomous Voltage Inverters in Asynchronous Electric Drives", author V.L. Gruzov, pp. 34-40), containing an input power contactor, rectifier, to a positive terminal which through the smoothing inductor the positive poles of the autonomous voltage inverter, the brake module and the storage capacitor are connected, and the negative poles of the autonomous voltage inverter are connected to the negative terminal I, brake module and storage capacitor. The storage capacitor is charged using three current-limiting charging resistors, each of which is connected in parallel with the power contacts of the input contactor, one of the resistor terminals is connected to the mains phase, and the other terminal is connected to the rectifier's AC terminal. The disadvantage of this device is the need to use three additional charging resistors, limiting the charging (starting) current of the capacitor. As a result, the mass, dimensions and cost of the device increase, and reliability decreases. In addition, regular monitoring of the frequency converter is required, as it is constantly under supply voltage.
Наиболее близким по технической сущности является преобразователь частоты (патент RU 2488937 С2, класс Н02М 5/00, дата приоритета 22.08.2011 г., дата публикации 27.07.2013 г., Гельвер Ф.А., Хомяк В.А., Лазаревский Н.А.), содержащий инвертор напряжения, накопительный конденсатор, тормозную цепочку, неуправляемый выпрямитель напряжения и зарядную цепочку. Зарядная цепочка состоит из трех диодов, зарядного резистора и силового трехфазного контактора. Заряд накопительного конденсатора производится с использованием трех слаботочных диодов, трех диодов анодной группы силового выпрямителя, а также зарядного резистора. После заряда накопительного конденсатора происходит подключение трех диодов катодной группы силового выпрямителя к силовой цепи с использованием контактора. Достоинством такой схемной реализации является повышение надежности преобразователя частоты, упрощение конструкции.The closest in technical essence is a frequency converter (patent RU 2488937 C2,
Недостаток устройства заключается в необходимости использования силового трехфазного контактора, имеющего ограниченное число коммутации. Кроме того, требуется регулярное наблюдение за преобразователем частоты, так как он постоянно находится под питающим напряжением.The disadvantage of this device is the need to use a three-phase power contactor having a limited number of switching. In addition, regular monitoring of the frequency converter is required, as it is constantly under supply voltage.
Предлагаемый преобразователь частоты позволяет упростить конструкцию устройства, повысить надежность, эффективность и улучшить габаритные и эксплуатационные характеристики, а также автоматизировать процесс заряда накопительного конденсатора преобразователя частоты.The proposed frequency converter allows you to simplify the design of the device, increase reliability, efficiency and improve overall and operational characteristics, as well as automate the charging process of the storage capacitor of the frequency converter.
Устройство, схема которого представлена на Фиг. 1, содержит систему управления 1, инвертор напряжения 2, тормозную цепочку 3, накопительный конденсатор 4, зарядный резистор 5, три диода 6, 7, 8 и трехфазный выпрямительный мост 9. К отрицательному полюсу трехфазного выпрямительного моста 9 подключены отрицательные полюса автономного инвертора напряжения 2, тормозной цепочки 3 и накопительного конденсатора 4. Положительный полюс автономного инвертора напряжения 2 соединен с положительным полюсом тормозной цепочки 3 и положительным полюсом накопительного конденсатора 4, зарядный резистор 5 первым выводом соединен с катодами трех диодов 6, 7, 8, аноды которых подключены к фазам питающей сети, к которой также подключены выводы переменного тока трехфазного выпрямительного моста 9. Трехфазный выпрямительный мост 9 выполнен полууправляемым с катодной группой, выполненной на тиристорах 10, 11, 12, причем катоды тиристоров 10, 11, 12 объединены и подключены к положительному полюсу тормозной цепочки 3. Преобразователь частоты снабжен дополнительными датчиком напряжения 13, предохранителем 14 и реле напряжения, состоящим из катушки управления 15 и нормально разомкнутого контакта реле 16, который первым своим выводом подключен к катодам тиристоров 10, 11, 12 выпрямительного моста 9, а вторым выводом через предохранитель 14 подключен ко второму выводу зарядного резистора 5. Катушка управления 15 реле напряжения подключена к системе управления 1. Датчик напряжения 13 своими измерительными выводами подключен к плюсовому и минусовому выводам накопительного конденсатора 4, а информационные выводы датчика напряжения 13 заведены в систему управления 1.The device whose circuit is shown in FIG. 1, contains a
Преобразователь частоты, схема которого представлена на Фиг. 2, содержит дополнительное реле напряжения, состоящее из катушки управления 17, нормально замкнутого контакта 18 и нормально разомкнутого контакта 19. Катушка управления 17 реле напряжения подключена одним выводом к положительному полюсу тормозной цепочки 3, а другим выводом к отрицательному полюсу тормозной цепочки 3. Нормально разомкнутый контакт 19 реле напряжения заведен в систему управления 1, а нормально замкнутый контакт 18 реле напряжения первым своим выводом подключен к катодам тиристоров 10, 11, 12 трехфазного выпрямительного моста 9, а вторым выводом через предохранитель 14 подключен ко второму выводу зарядного резистора 5.The frequency converter, the circuit of which is shown in FIG. 2, contains an additional voltage relay, consisting of a
Система управления 1 преобразователем частоты, изображенная на Фиг. 3, содержит блок питания 20, генератор прямоугольных импульсов 21, конденсатор 22, два резистора 23, 24, транзистор 25, семь диодов 26÷32 и импульсный трансформатор 33. Импульсный трансформатор 33 содержит одну первичную обмотку 34 и три вторичных обмотки 35, 36, 37. Выход генератора прямоугольных импульсов 21 через нормально разомкнутый контакт 19 реле напряжения соединен с первой обкладкой конденсатора 22, вторая обкладка которого соединена с первым выводом первого резистора 23, второй вывод которого соединен с первым выводом второго резистора 24 и базой транзистора 25. Второй вывод второго резистора 24 соединен с минусом блока питания 20 и эмиттером транзистора 25, коллектор которого соединен с анодом первого диода 26 и первым выводом первичной обмотки 34 импульсного трансформатора 33, второй вывод которого соединен с катодом первого диода 26 и плюсом блока питания 20. Первая вторичная обмотка 35 импульсного трансформатора 33 своим первым выводом соединена с анодом второго диода 27 и катодом третьего диода 28, катод второго диода 27 соединен с управляющим электродом первого тиристора 10 полууправляемого выпрямительного моста 9. Второй вывод первой вторичной обмотки 35 импульсного трансформатора 33 соединен с анодом третьего диода 28 и общей точкой - катодами тиристоров 10, 11, 12 полууправляемого выпрямительного моста 9. Вторая 36 и третья 37 вторичные обмотки импульсного трансформатора 33 аналогично первой вторичной обмотке 35 импульсного трансформатора 33 через четвертый 29, пятый 30 и шестой 31, седьмой 32 диоды соответственно подключены ко второму 11 и третьему 12 тиристору полууправляемого выпрямительного моста 9.The
Работа преобразователя частоты происходит следующим образом. При подключении преобразователя частоты (Фиг. 1) к питающей сети и подаче сигнала на заряд накопительного конденсатора 4 в систему управления 1, система управления 1 включит катушку управления 15 реле напряжения, которое замкнет свой нормально разомкнутый контакт 16. При этом начнется заряд накопительного конденсатора 4 по цепи фазы А, В, С, искусственно созданный трехфазный двухполупериодный выпрямитель на диодах 6, 7, 8 и диодах анодной группы полууправляемого выпрямительного моста 9, положительный вывод выпрямителя, зарядный резистор 5, предохранитель 14, замкнутый нормально разомкнутый контакт 16, накопительный конденсатор 4 и отрицательный вывод выпрямителя. При этом напряжение на конденсаторе 4 будет нарастать по экспоненциальному закону, определяемому номиналом сопротивления зарядного резистора 5 и емкости накопительного конденсатора 4. Датчик напряжения 13, подключенный измерительными выводами в звено постоянного тока, выдает информацию по информационным выводам об уровне напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты в систему управления 1. При достижении уровня напряжения в звене постоянного тока, близкого к номинальному, произойдет отключение катушки управления 15 реле напряжения и размыкание замкнутого нормально разомкнутого контакта 16, одновременно система управления выдаст команду на включение тиристоров 10, 11, 12 выпрямительного моста 9. Включение тиристоров 10, 11, 12 выпрямительного моста 9 обеспечит "силовое" подключение преобразователя частоты к питающей сети, и начинается работа инвертора напряжения 2 и целиком всего преобразователя частоты по заданному алгоритму управления.The operation of the frequency converter is as follows. When connecting the frequency converter (Fig. 1) to the mains supply and applying a signal to the charge of the
В случае аварийной ситуации - короткого замыкания в звене постоянного тока - зарядная цепь содержит предохранитель 14. В случае продолжительного протекания тока недопустимой величины во время процесса заряда предохранитель 14 перегорит и не допустит выхода из строя диодов 6, 7, 8 и зарядного резистора 5, рассчитанных на кратковременную работу.In the event of an emergency - a short circuit in the DC link - the charging circuit contains a
Такое схемное решение позволяет обеспечить заряд накопительного конденсатора через слаботочные диоды 6, 7, 8 и осуществить безтоковую коммутацию преобразователя частоты к питающей сети при подключении или отключении выпрямительного моста 9. К достоинству предлагаемой схемы можно отнести то, что элементы инвертора напряжения 2, тормозного модуля 3 и накопительного конденсатора 4 не будут находиться под напряжением, пока система управления 1 не подаст сигнал на заряд накопительного конденсатора 4.This circuit solution allows you to ensure the charge of the storage capacitor through low-
С целью автоматизации процесса заряда накопительного конденсатора 3 преобразователь частоты был снабжен дополнительным реле. Рассмотрим более подробно работу данного схемного решения (Фиг. 2). При подключении преобразователя частоты к питающей сети начнется автоматизированный процесс заряда накопительного конденсатора 4 по цепи фазы А, В, С, искусственно созданный трехфазный двухполупериодный выпрямитель на диодах 6, 7, 8 и диодах анодной группы полууправляемого выпрямительного моста 9, положительный вывод выпрямителя зарядный резистор 5, предохранитель 14 замкнутый, нормально замкнутый контакт 18, накопительный конденсатор 4 и отрицательный вывод выпрямителя. При этом напряжение на конденсаторе 4 и катушке управления 17 будет нарастать по экспоненциальному закону. При достижении уровня напряжения на катушке управления 17, близкого к номинальному уровню напряжения в звене постоянного тока, реле напряжения разомкнет свой нормально замкнутый контакт 18, отключив зарядную цепь, и замкнет свой нормально разомкнутый контакт 19, подав в систему управления 1 сигнал о заряде накопительного конденсатора 4. При этом система управления 1 даст команду на включение тиристоров 10, 11, 12 выпрямительного моста 9. Включение тиристоров 10, 11, 12 выпрямительного моста 9 обеспечит "силовое" подключение преобразователя частоты к питающей сети, и начинается работа инвертора напряжения 2 и целиком всего преобразователя частоты по заданному алгоритму управления.In order to automate the process of charging the
Схема управления тиристорами 10, 11, 12 системы управления 1 преобразователя частоты может быть реализована схемой, представленной на Фиг. 3. Предложенная схема работает следующим образом. В случае достижения уровня напряжения на катушке управления 17, равного уровню напряжения срабатывания катушки управления 17, реле напряжения замкнет нормально разомкнутый контакт 19. При этом импульсы с генератора прямоугольных импульсов 21 через замкнутый нормально разомкнутый контакт 19 поступают на конденсатор 22, представляющий из себя дифференцирующую цепь, генерирующую импульсы тока управления, поступающие через токоограничительный резистор 23 на базу транзистора 25. При этом транзистор 25, открываясь и закрываясь с частотой импульсов генератора прямоугольных импульсов 21, коммутирует первичную обмотку 34 импульсного трансформатора 33, получающую питание от блока питания 20. При этом на вторичных обмотках 35, 36, 37 будут генерироваться положительные и отрицательные импульсы тока. Для того чтобы на управляющие электроды тиристоров 10, 11, 12 приходили импульсы тока положительной полярности относительно катодов тиристоров 10, 11, 12, установлены диоды 27÷32, организующие работу импульсного трансформатора 33 в режиме трансформатора тока. Следует отметить, что частота импульсов генератора прямоугольных импульсов 21 должна быть значительно больше частоты напряжения питающей сети преобразователя частоты. Резистор 24 предназначен для исключения самопроизвольного открытия транзистора 25. Диод 26 предназначен для исключения коммутационных перенапряжений на транзисторе 25.The control circuit of the
Таким образом, предлагаемый преобразователь частоты позволяет значительно упростить конструкцию, повысить надежность работы, упрощает изготовление, монтаж и эксплуатацию, снижает вес, габариты и стоимость, а также позволяет автоматизировать процесс заряда накопительного конденсатора.Thus, the proposed frequency converter can significantly simplify the design, increase reliability, simplifies the manufacture, installation and operation, reduces weight, dimensions and cost, and also allows you to automate the process of charging the storage capacitor.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106459/07A RU2591055C1 (en) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | Frequency converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106459/07A RU2591055C1 (en) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | Frequency converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2591055C1 true RU2591055C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56372273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015106459/07A RU2591055C1 (en) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | Frequency converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2591055C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107287714A (en) * | 2017-07-23 | 2017-10-24 | 经纬纺织机械股份有限公司 | A kind of device for controlling spinning frame synchronously to stop |
RU2636390C1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-11-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Frequency converter |
RU175937U1 (en) * | 2017-06-21 | 2017-12-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Transistor frequency converter with compact control system |
RU194734U1 (en) * | 2019-05-28 | 2019-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Frequency converter for three-phase asynchronous electric motors with the possibility of power from a low-voltage source of constant voltage |
RU2748366C1 (en) * | 2020-12-23 | 2021-05-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | Frequency converter |
RU2754945C1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-09-08 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter |
RU2794649C1 (en) * | 2022-12-21 | 2023-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Frequency converter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080239432A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-10-02 | Yukio Itami | Optical deflector, method of manufacturing optical deflector, optical scanning apparatus, and image forming apparatus |
US20080310202A1 (en) * | 2004-06-30 | 2008-12-18 | Hubert Schierling | Method for Automatic Adjustment of the Mains-System Frequency Parameter of a Frequency Converter Which Is Connected to a Mains System |
RU2491702C2 (en) * | 2011-08-22 | 2013-08-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Frequency converter |
-
2015
- 2015-02-25 RU RU2015106459/07A patent/RU2591055C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080310202A1 (en) * | 2004-06-30 | 2008-12-18 | Hubert Schierling | Method for Automatic Adjustment of the Mains-System Frequency Parameter of a Frequency Converter Which Is Connected to a Mains System |
US20080239432A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-10-02 | Yukio Itami | Optical deflector, method of manufacturing optical deflector, optical scanning apparatus, and image forming apparatus |
RU2491702C2 (en) * | 2011-08-22 | 2013-08-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Frequency converter |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636390C1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-11-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Frequency converter |
RU175937U1 (en) * | 2017-06-21 | 2017-12-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Transistor frequency converter with compact control system |
CN107287714A (en) * | 2017-07-23 | 2017-10-24 | 经纬纺织机械股份有限公司 | A kind of device for controlling spinning frame synchronously to stop |
CN107287714B (en) * | 2017-07-23 | 2023-06-30 | 经纬智能纺织机械有限公司 | Device for controlling spinning frame to stop synchronously |
RU194734U1 (en) * | 2019-05-28 | 2019-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Frequency converter for three-phase asynchronous electric motors with the possibility of power from a low-voltage source of constant voltage |
RU2754945C1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-09-08 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter |
RU2748366C1 (en) * | 2020-12-23 | 2021-05-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | Frequency converter |
RU2794649C1 (en) * | 2022-12-21 | 2023-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Frequency converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2591055C1 (en) | Frequency converter | |
US10186874B2 (en) | Predicting high-voltage direct current transmission in a wind turbine system | |
CN102484372B (en) | Power conditioner for photovoltaic power generation | |
RU2491702C2 (en) | Frequency converter | |
EP2308714A2 (en) | Power supply device and method for making decision as to contactor weld of power supply device | |
CN102983568A (en) | Modular multilevel converter high voltage direct current (MMC-HVDC) converter station starting method used for power network black start | |
CN108701556B (en) | DC voltage switch | |
JP2017225279A (en) | Power conversion system | |
EP3633818A1 (en) | Power conversion device | |
US10972015B2 (en) | Method of initiating a regenerative converter and a regenerative converter | |
EP2945246A1 (en) | Voltage adjusting apparatus | |
US20180222328A1 (en) | Railroad vehicle control device | |
JP2014064349A (en) | Power conversion device and method of controlling the same | |
RU2557807C2 (en) | Frequency converter | |
US20090262469A1 (en) | Circuit for protecting a dc network with dc loads against overvoltage | |
RU2653856C2 (en) | Frequency converter | |
RU115132U1 (en) | AUTONOMOUS INVERTER VOLTAGE CONVERTER | |
US11177662B2 (en) | Monitoring of a high-voltage DC transmission | |
CN101651405B (en) | Method of controlling a rectifying bridge in a diode mode and a circuit for the control | |
RU2606406C1 (en) | Dc electric traction drive | |
RU138388U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF SUBMOTOR PUMP MOTOR | |
RU2682896C1 (en) | Frequency converter | |
RU2748366C1 (en) | Frequency converter | |
RU2794649C1 (en) | Frequency converter | |
RU2558681C1 (en) | Independent voltage inverter to supply load through transformer with low coupling coefficient between its windings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190226 |