RU2619079C1 - Тиристорный преобразователь частоты - Google Patents

Тиристорный преобразователь частоты Download PDF

Info

Publication number
RU2619079C1
RU2619079C1 RU2016104349A RU2016104349A RU2619079C1 RU 2619079 C1 RU2619079 C1 RU 2619079C1 RU 2016104349 A RU2016104349 A RU 2016104349A RU 2016104349 A RU2016104349 A RU 2016104349A RU 2619079 C1 RU2619079 C1 RU 2619079C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thyristor
cathode
switching
winding
capacitor
Prior art date
Application number
RU2016104349A
Other languages
English (en)
Inventor
Святослав Константинович Земан
Виталий Петрович Петрович
Александр Юрьевич Чернышев
Игорь Александр Чернышев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2016104349A priority Critical patent/RU2619079C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2619079C1 publication Critical patent/RU2619079C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания обмоток двухфазных асинхронных двигателей, для индукционного нагрева поверхности металла, для питания тигельных печей, для сварки металлоконструкций и изделий. Тиристорный преобразователь частоты содержит неуправляемый выпрямитель, подключенный с одной стороны к питающей сети, с другой стороны к фильтру, к выводам которого подключен однофазный инвертор напряжения, содержащий два силовых тиристора, два коммутирующих тиристора, коммутирующий конденсатор и два обратных диода. Катод первого силового тиристора соединен с анодом первого обратного диода, катод которого подключен к положительному выводу фильтра, катод второго силового тиристора соединен с катодом второго коммутирующего тиристора, катод второго обратного диода соединен с анодом второго силового тиристора, один вывод коммутирующего конденсатора подключен к аноду второго коммутирующего тиристора. В инверторе напряжения аноды первого и второго силовых тиристоров соединены с положительным выводом конденсатора фильтра. Анод второго обратного диода соединен с катодом второго силового тиристора. Катод первого силового тиристора соединен с катодом первого коммутирующего тиристора, к аноду которого подключен катод первого отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. К аноду второго коммутирующего тиристора подключен катод второго отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Трансформатор содержит две первичные полуобмотки, первую и вторую, соединенные последовательно и согласно, образуя средний вывод. Начало первой полуобмотки трансформатора подключено к катодам первого силового тиристора и первого коммутирующего тиристора, а конец второй полуобмотки подключен к катодам второго силового тиристора и второго коммутирующего тиристора. К среднему выводу трансформатора подключено начало основной обмотки трехобмоточного дросселя, конец основной обмотки которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Начало первой дополнительной обмотки дросселя соединено с анодом диода заряда коммутирующего конденсатора, катод которого подключен к одному выводу коммутирующего конденсатора и к аноду первого коммутирующего тиристора. Конец первой дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя соединен со вторым выводом коммутирующего конденсатора и положительным выводом конденсатора фильтра. Начало второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключено к одному выводу конденсатора накопителя электрической энергии и к отрицательному выводу конденсатора фильтра. Конец второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключен к аноду диода заряда конденсатора накопителя электрической энергии, катод которого соединен со вторым выводом конденсатора накопителя электрической энергии и с анодом дополнительного тиристора, катод которого подключен к среднему выводу трансформатора. Технический результат: меньшая мощность дросселя, готовность к работе сразу после включения, обеспечена гальваническая развязка силовой цепи и нагрузки. 2 ил.

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания обмоток двухфазных асинхронных двигателей, для индукционного нагрева поверхности металла при его подогреве или закаливании, для питания тигельных печей, для сварки металлоконструкций и изделий при производстве ремонтных работ в различных областях народного хозяйства.
Известен тиристорный преобразователь частоты для питания электротехнологических установок [SU 1683150 A1, МПК 5 Н02М 5/45, опубл. 07.10.1991], содержащий источник питания на трехфазном управляемом тиристорном выпрямителе и магнитно-связанных дросселях фильтра. К источнику питания подключен однофазный мостовой инвертор на четырех тиристорах с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, блоки управления выпрямителем и инвертором, выходы которых соединены с управляющими электродами соответственно тиристоров выпрямителя и инвертора, и датчик тока, который включен в цепь одного тиристора инвертора последовательно с коммутирующим конденсатором и дросселем, причем инвертор зашунтирован обратным диодом.
Недостатком аналога является низкая надежность, что объясняется ухудшением условий пуска при изменении сопротивления нагрузки в сторону короткого замыкания.
Известен преобразователь частоты для индукционного нагрева [SU 970602 A1, МПК 5 Н02М 5/42, опубл. 30.10.1982], состоящий из управляемого мостового выпрямителя с индуктивно-емкостным фильтром, мостового вентильного преобразователя частоты с коммутирующим конденсатором и обратными диодами, трансформатора, резонансного LC-контура индуктора и блока управления, который снабжен дополнительным конденсатором и датчиком напряжения. Выход датчика напряжения подключен к блоку управления и дополнительному конденсатору.
Недостатками этого устройства являются: низкая надежность, обусловленная возможным выходом из строя силовых вентилей преобразователя при замыканиях в резонансном LC-контуре вследствие появления на дополнительном конденсаторе постоянной составляющей, вызывающей срабатывание датчика напряжения и подачи на блок управления запрещающих импульсов; сложность регулирования напряжения в нагрузке; значительные габариты из-за наличия нескольких конденсаторов и дросселей.
Известен двухзвенный тиристорный преобразователь частоты со звеном постоянного тока и инвертором напряжения, выбранный в качестве прототипа. [Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. «Основы преобразовательной техники». - М.: Высшая школа, 1980. - С. 283-284, рис. 5.1 - функциональная схема преобразователя частоты, - С. 272-274, рис. 4.66 - схема инвертора напряжения]. Этот преобразователь частоты содержит неуправляемый выпрямитель с емкостным фильтром, к положительному и к отрицательному выводам которого через первые выводы основных обмоток первого и второго двухобмоточных дросселей постоянного тока подключены три идентичных однофазных мостовых инвертора напряжения. Причем второй вывод первой основной обмотки первого двухобмоточного дросселя в однофазном инверторе напряжения соединен с анодами первого силового тиристора и первого коммутирующего тиристора. Второй вывод второй основной обмотки второго двухобмоточного дросселя в однофазном инверторе напряжения соединен с катодом второго силового тиристора, а катод второго силового тиристора соединен с катодом второго коммутирующего тиристора. Первый вывод коммутирующего конденсатора подключен к аноду второго коммутирующего тиристора и к катоду первого коммутирующего тиристора, второй вывод коммутирующего конденсатора подключен к катоду первого силового тиристора и аноду второго силового тиристора. Катод первого силового тиристора соединен с анодом первого обратного диода, катод которого подключен к положительному выводу емкостного фильтра. Катод второго обратного диода соединен с анодом второго силового тиристора, а анод второго обратного диода подключен к отрицательному выводу емкостного фильтра. Управляющие электроды первого и второго силовых тиристоров и первого и второго коммутирующих тиристоров соединены с блоком управления инвертором. Первый вывод дополнительной обмотки первого двухобмоточного дросселя через аналогичные обмотки первых дросселей второго и третьего однофазных инверторов напряжения подключен к положительному выводу емкостного фильтра. Второй вывод дополнительной обмотки первого двухобмоточного дросселя подключен к катоду первого дополнительного диода, а его анод соединен с отрицательным выводом емкостного фильтра. Катод второго дополнительного диода подключен к положительному выводу емкостного фильтра, а его анод соединен с первым выводом дополнительной обмотки второго двухобмоточного дросселя, второй вывод дополнительной обмотки второго двухобмоточного дросселя через аналогичные обмотки вторых дросселей второго и третьего однофазных инверторов напряжения подключен к отрицательному выводу емкостного фильтра.
Нагрузка трехфазного преобразователя частоты включена в звезду и подключена с одной стороны к общей точке звезды, с другой стороны через силовые тиристоры с последовательно включенными обмотками дросселей к фильтру неуправляемого выпрямителя.
Недостатками прототипа являются: значительная установленная мощность дросселей в цепи силовых тиристоров; требуется предварительная подготовка инвертора к пуску, так как в начале работы следует зарядить коммутационные конденсаторы; отсутствует гальваническая развязка нагрузки и высоковольтной цепи преобразователя частоты.
Задачей изобретения является уменьшение массогабаритных показателей тиристорного преобразователя частоты, уменьшение времени подготовки его к работе, обеспечение гальванической развязки высоковольтной части инвертора и нагрузки.
Предложенный тиристорный преобразователь частоты, так же как в прототипе, содержит неуправляемый выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, подключенный с одной стороны к питающей сети, с другой стороны к фильтру, к положительному и к отрицательному выводам которого подключен однофазный инвертор напряжения, содержащий два силовых тиристора, два коммутирующих тиристора, коммутирующий конденсатор и два обратных диода, катод первого силового тиристора соединен с анодом первого обратного диода, катод которого подключен к положительному выводу фильтра, катод второго силового тиристора соединен с катодом второго коммутирующего тиристора, катод второго обратного диода соединен с анодом второго силового тиристора, один вывод коммутирующего конденсатора подключен к аноду второго коммутирующего тиристора, управляющие электроды первого и второго силовых тиристоров и первого и второго коммутирующих тиристоров соединены с блоком управления инвертором, два диода, дроссель.
Согласно изобретению в инверторе напряжения аноды первого и второго силовых тиристоров соединены с положительным выводом конденсатора фильтра, анод второго обратного диода соединен с катодом второго силового тиристора, катод первого силового тиристора соединен с катодом первого коммутирующего тиристора, к аноду которого подключен катод первого отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. К аноду второго коммутирующего тиристора подключен катод второго отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Трансформатор содержит две первичные полуобмотки, первую и вторую, соединенные последовательно и согласно, образуя средний вывод. Начало первой полуобмотки трансформатора подключено к катодам первого силового тиристора и первого коммутирующего тиристора, а конец второй полуобмотки подключен к катодам второго силового тиристора и второго коммутирующего тиристора. К вторичной обмотке трансформатора параллельно подсоединена активно-индуктивная нагрузка. К среднему выводу трансформатора подключено начало основной обмотки трехобмоточного дросселя, конец основной обмотки которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Начало первой дополнительной обмотки дросселя соединено с анодом диода заряда коммутирующего конденсатора, катод которого подключен к одному выводу коммутирующего конденсатора и к аноду первого коммутирующего тиристора. Конец первой дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя соединен со вторым выводом коммутирующего конденсатора и положительным выводом конденсатора фильтра. Начало второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключено к одному выводу конденсатора накопителя электрической энергии и к отрицательному выводу конденсатора фильтра. Конец второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключен к аноду диода заряда конденсатора накопителя электрической энергии, катод которого соединен со вторым выводом конденсатора накопителя электрической энергии и с анодом дополнительного тиристора, катод которого подключен к среднему выводу трансформатора. Управляющий электрод дополнительного тиристора соединен с блоком управления инвертором.
Предлагаемое устройство имеет значительно меньшую мощность дросселя, а следовательно и меньшие массогабаритные показатели, так как в инверторе напряжения используется только один трехобмоточный дроссель вместо двух двухобмоточных дросселей в прототипе, а две дополнительные обмотки трехобмоточного дросселя имеют значительно меньшую мощность и по ним не протекают силовые токи преобразователя частоты. Тиристорный преобразователь частоты готов к работе сразу после включения, так как схема коммутации не требует предварительной подготовки, а заряд коммутирующего конденсатора осуществляется в момент включения любого из двух силовых тиристоров. Активно-индуктивная нагрузка подключена к трансформатору инвертора напряжения, чем и обеспечивается гальваническая развязка нагрузки и высоковольтной цепи инвертора напряжения.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема тиристорного преобразователя частоты.
На фиг. 2 показаны временные диаграммы, поясняющие работу тиристорного преобразователя частоты.
Тиристорный преобразователь частоты содержит неуправляемый диодный выпрямитель 1, выполненный по мостовой схеме, подключенный с одной стороны к питающей сети, с другой стороны - к конденсатору 2 фильтра. К положительному выводу 3 и к отрицательному выводу 4 конденсатора 2 фильтра подключен однофазный инвертор напряжения 5, который содержит два силовых тиристора - первый 6 и второй 7. Аноды первого 6 и второго 7 силовых тиристоров соединены с положительным выводом 3 конденсатора 2 фильтра. Каждый из силовых тиристоров 6 и 7 соответственно шунтирован обратным диодом 8 и 9. Управляющие электроды первого 6 и второго 7 силовых тиристоров подключены к блоку управления инвертором 10.
Катод первого силового тиристора 6 соединен с катодом первого коммутирующего тиристора 11. Катод второго силового тиристора 7 соединен с катодом второго коммутирующего тиристора 12. К аноду первого коммутирующего тиристора 11 подключен катод первого отсекающего диода 13, анод которого соединен с отрицательным выводом 4 конденсатора 2 фильтра. К аноду второго коммутирующего тиристора 12 подключен катод второго отсекающего диода 14, анод которого соединен с отрицательным выводом 4 конденсатора 2 фильтра. Управляющие электроды первого 11 и второго 12 коммутирующих тиристоров подключены к блоку управления инвертором 10.
Трансформатор 15 инвертора напряжения 5 содержит две первичные полуобмотки, первую 16 и вторую 17, соединенные последовательно и согласно. Начало первой полуобмотки 16 подключено к катодам первого силового тиристора 6 и первого коммутирующего тиристора 11, а конец второй полуобмотки 17 подключен к катодам второго силового тиристора 7 и второго коммутирующего тиристора 12. Конец первой полуобмотки 16 трансформатора 15 и начало второй полуобмотки 17 трансформатора 15 объединены и образуют средний вывод 18.
К вторичной обмотке 19 трансформатора 15 параллельно подсоединена активно-индуктивная нагрузка 20. Начала обмоток трансформатора 15 обозначены точками.
К среднему выводу 18 трансформатора 15 подключено начало основной обмотки 21 трехобмоточного дросселя 22. Конец основной обмотки 21 соединен с отрицательным выводом 4 конденсатора 2 фильтра. Начала обмоток трехобмоточного дросселя 22 обозначены точками.
Начало первой дополнительной обмотки 23 дросселя 22 соединено с анодом диода 24 заряда коммутирующего конденсатора 25. Катод диода 24 подключен к одному выводу коммутирующего конденсатора 25 и одновременно к анодам первого 11 и второго 12 коммутирующих тиристоров. Конец первой дополнительной обмотки 23 дросселя 22 соединен со вторым выводом коммутирующего конденсатора 25 и положительным выводом 3 конденсатора 2 фильтра.
Начало второй дополнительной обмотки 26 трехобмоточного дросселя 22 подключено к одному выводу конденсатора 27 - накопителя электрической энергии и одновременно к отрицательному выводу 4 конденсатора 2 фильтра. Конец второй дополнительной обмотки 26 трехобмоточного дросселя 22 подключен к аноду диода заряда 28 конденсатора 27 - накопителя электрической энергии. Катод диода заряда 28 соединен со вторым выводом конденсатора 27 - накопителя электрической энергии и одновременно с анодом дополнительного тиристора 29, катод которого подключен к среднему выводу 18 трансформатора 15. Управляющий электрод дополнительного тиристора 29 соединен с блоком управления инвертором 10.
Блок управления инвертором может быть выполнен на аналоговых, цифровых элементах или микропроцессоре.
Преобразователь частоты работает следующим образом. При подаче трехфазного напряжения на неуправляемый диодный выпрямитель 1 на его выходе получается пульсирующее постоянное напряжение, которое поступает на конденсатор 2 фильтра. Конденсатор 2 заряжается до напряжения на выходе выпрямителя 1, так что на его выходе образуются положительный вывод 3 и отрицательный вывод 4.
В момент времени t1, когда ток ií нагрузки 20 проходит через ноль (фиг. 2, а), первый силовой тиристор 6 открыт импульсом напряжения управления Uу6 (фиг. 2, б). На интервале времени t1-t2 по контуру: положительный вывод 3 конденсатора 2 фильтра, первый силовой тиристор 6, первая первичная полуобмотка 16 трансформатора 15, основная обмотка 21 трехобмоточного дросселя 22, отрицательный вывод 4 конденсатора 2 фильтра протекает ток. Протекающий по первой первичной полуобмотке 16 трансформатора 15 ток вызывает появление в магнитопроводе трансформатора 15 потокосцепление. Изменяющееся по линейному закону потокосцепление в магнитопроводе трансформатора 15 наводит во вторичной обмотке 19 постоянную по амплитуде положительную полуволну ЭДС (фиг. 2, в). При положительном полупериоде и постоянной по амплитуде ЭДС на вторичной обмотке 19 трансформатора 15, через активно-индуктивную нагрузку 20 инвертора напряжения 5 протекает экспоненциально изменяющийся ток (фиг. 2, а). Протекающий по основной обмотке 21 трехобмоточного дросселя 22 ток открытого первого силового тиристора 6 наводит в первой дополнительной обмотке 23 дросселя 22 ЭДС, которая через диод 24 заряжает коммутирующий конденсатор 25 напряжением, так, что на его нижней обкладке накапливается положительный потенциал. Для надежного запирания первого силового тиристора 6 напряжение на коммутирующем конденсаторе 25 должно быть больше выходного напряжения конденсатора 2 фильтра между выводами 3 и 4.
В момент времени t2 импульсом напряжения управления Uу11 (фиг. 2, г) от блока управления инвертором 10 отпирается первый коммутирующий тиристор 11. Коммутирующий конденсатор 25 разряжается по цепи: плюс нижней обкладки коммутирующего конденсатора 25, первый коммутирующий тиристор 11, первый обратный диод 8, минус верхней обкладки конденсатора 25. При этом потенциал катода первого силового тиристора 6 будет выше потенциала его анода и тиристор 6 закрывается.
За счет накопленной энергии в индуктивности нагрузки 20 и индуктивности первой дополнительной обмотки 23 трехобмоточного дросселя 22 ток первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15 будет продолжать протекать в том же направлении по контуру: конец первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15, основная обмотка 21 трехобмоточного дросселя 22, первый отсекающий диод 13, первый коммутирующий тиристор 11, начало первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15. В результате ток ií активно-индуктивной нагрузки 20 на интервале времени t2-t3 (фиг. 2, а) снижается по экспоненциальному закону. ЭДС во второй дополнительной обмотке 26 трехобмоточного дросселя 22 меняет полярность на противоположную, происходит заряд конденсатора 27 - накопителя электрической энергии по следующей цепи: конец второй дополнительной обмотки 26 трехобмоточного дросселя 22, диод 28 заряда конденсатора накопителя электрической энергии, верхняя обкладка конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, на которой накапливается положительный потенциал, нижняя обкладка конденсатора 27, начало второй дополнительной обмотки 26 трехобмоточного дросселя 22.
В момент времени t3 импульсом напряжения управления Uу29 (фиг. 2, д) от блока управления инвертором 10 открывается дополнительный тиристор 29 и накопленная энергия конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, суммируясь с остаточной энергией второй первичной полуобмотки 17 трансформатора 15, сбрасывается в конденсатор 2 фильтра по цепи: плюс верхней обкладки конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, дополнительный тиристор 29, начало второй первичной полуобмотки 17 трансформатора 15, конец второй первичной полуобмотки 17 трансформатора 15, второй обратный диод 9, положительный вывод 3 конденсатора 2 фильтра, отрицательный вывод 4, нижняя отрицательная обкладка конденсатора 27.
В момент времени t3 импульс напряжения управления Uу7 (фиг. 2, е) от блока управления инвертором 10 подается на второй силовой тиристор 7, однако он открывается только тогда, когда вся реактивная энергия второй первичной полуобмотки 17 трансформатора 15 и, накопленная энергия конденсатора 27 будет сброшена в конденсатор 2 фильтра, а ток второго обратного диода 9 станет равным нулю. Одновременно в момент времени t4 (фиг. 2, а) станет равным нулю ток нагрузки 20.
На интервале времени t4-t5 через открывшийся второй силовой тиристор 7 от выпрямителя 1 будет протекать ток по контуру: положительный вывод 3 конденсатора 2 фильтра, второй силовой тиристор 7, вторая первичная полуобмотка 17 трансформатора 15, основная обмотка 21 трехобмоточного дросселя 22, отрицательный вывод 4 конденсатора 2 фильтра. Во вторичной обмотке 19 трансформатора 15 наводится отрицательная ЭДС (фиг. 2, в), под действием которой в активно-индуктивной нагрузке 20 будет нарастать по абсолютной величине ток, изменяющийся по экспоненциальному закону (фиг. 2, а). В первой дополнительной обмотке 23 трехобмоточного дросселя 22 будет наводиться ЭДС, заряжающая коммутирующий конденсатор 25 через диод 24. Нарастание по абсолютной величине тока iH нагрузки 20 будет продолжаться до момента времени t5, когда от блока управления инвертором 10 на управляющий электрод второго коммутирующего тиристора 12 будет подано напряжение управления Uу12 (фиг. 2, ж). Второй коммутирующий тиристор 12 откроется и заряженный коммутирующий конденсатор 25 начнет разряжаться по контуру: плюс нижней обкладки коммутирующего конденсатора 25, второй коммутирующий тиристор 12, второй обратный диод 9, минус верхней обкладки коммутирующего конденсатора 25. Второй силовой тиристор 7 закрывается, так как потенциал его катода будет выше потенциала анода.
За счет накопленной энергии в индуктивности нагрузки 20 и индуктивности основной обмотки 21 трехобмоточного дросселя 22 ток во второй первичной полуобмотке 17 трансформатора 15 будет продолжать протекать в том же направлении по контуру: начало второй первичной полуобмотки 17 трансформатора 15, основная обмотка 21 трехобмоточного дросселя 22, второй отсекающий диод 14, второй коммутирующий тиристор 12, конец второй первичной полуобмотки 17 трансформатора 15. В результате, на интервале времени t5-t6 ток в активно-индуктивной нагрузке 20 будет спадать по экспоненциальному закону. При этом ЭДС в основной обмотке 21 трехобмоточного дросселя 22 меняет полярность на противоположную и происходит заряд конденсатора 27 - накопителя электрической энергии по контуру: конец второй дополнительной обмотки 26 трехобмоточного дросселя 22, диод 28, верхняя обкладка конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, на которой накапливается положительный потенциал, нижняя обкладка конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, начало второй дополнительной обмотки 26 трехобмоточного дросселя 22.
В момент времени t6 от блока управления инвертором 10 подается напряжение управления Uу29 (фиг. 2, д) на дополнительный тиристор 29, он открывается и накопленная энергия конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, суммируясь с остаточной энергией первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15, сбрасывается в конденсатор 2 фильтра по цепи: плюс верхней обкладки конденсатора 27 - накопителя электрической энергии, дополнительный тиристор 29, конец первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15, начало первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15, первый обратный диод 8, положительный вывод 3 конденсатора 2 фильтра, отрицательный вывод 4, нижняя отрицательная обкладка конденсатора 27. Одновременно в момент времени t6 (фиг. 2, б) импульс напряжения управления подается на силовой тиристор 6, однако он открывается только тогда, когда вся реактивная энергия первой первичной полуобмотки 16 трансформатора 15 и энергия конденсатора 27 - накопителя электрической энергии будет сброшена в конденсатор 2 фильтра и ток первого обратного диода 8 станет равен нулю. Одновременно станет равен нулю ток активно-индуктивной нагрузки 20.
Далее процессы в тиристорном преобразователе частоты повторяются.

Claims (1)

  1. Тиристорный преобразователь частоты, содержащий неуправляемый выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, подключенный с одной стороны к питающей сети, с другой стороны к фильтру, к положительному и к отрицательному выводам которого подключен однофазный инвертор напряжения, содержащий два силовых тиристора, два коммутирующих тиристора, коммутирующий конденсатор и два обратных диода, катод первого силового тиристора соединен с анодом первого обратного диода, катод которого подключен к положительному выводу фильтра, катод второго силового тиристора соединен с катодом второго коммутирующего тиристора, катод второго обратного диода соединен с анодом второго силового тиристора, один вывод коммутирующего конденсатора подключен к аноду второго коммутирующего тиристора, управляющие электроды первого и второго силовых тиристоров и первого и второго коммутирующих тиристоров соединены с блоком управления инвертором, два диода, дроссель, отличающийся тем, что в инверторе напряжения аноды первого и второго силовых тиристоров соединены с положительным выводом конденсатора фильтра, анод второго обратного диода соединен с катодом второго силового тиристора, катод первого силового тиристора соединен с катодом первого коммутирующего тиристора, к аноду которого подключен катод первого отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра, к аноду второго коммутирующего тиристора подключен катод второго отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра, трансформатор содержит две первичные полуобмотки, первую и вторую, соединенные последовательно и согласно, образуя средний вывод, начало первой полуобмотки подключено к катодам первого силового тиристора и первого коммутирующего тиристора, а конец второй полуобмотки подключен к катодам второго силового тиристора и второго коммутирующего тиристора, к вторичной обмотке трансформатора параллельно подсоединена активно-индуктивная нагрузка, к среднему выводу трансформатора подключено начало основной обмотки трехобмоточного дросселя, конец основной обмотки которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра, начало первой дополнительной обмотки дросселя соединено с анодом диода заряда коммутирующего конденсатора, катод которого подключен к одному выводу коммутирующего конденсатора и к аноду первого коммутирующего тиристора, конец первой дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя соединен со вторым выводом коммутирующего конденсатора и положительным выводом конденсатора фильтра, начало второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключено к одному выводу конденсатора накопителя электрической энергии и к отрицательному выводу конденсатора фильтра, конец второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключен к аноду диода заряда конденсатора накопителя электрической энергии, катод которого соединен со вторым выводом конденсатора накопителя электрической энергии и с анодом дополнительного тиристора, катод которого подключен к среднему выводу трансформатора, управляющий электрод дополнительного тиристора соединен с блоком управления инвертором.
RU2016104349A 2016-02-09 2016-02-09 Тиристорный преобразователь частоты RU2619079C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104349A RU2619079C1 (ru) 2016-02-09 2016-02-09 Тиристорный преобразователь частоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104349A RU2619079C1 (ru) 2016-02-09 2016-02-09 Тиристорный преобразователь частоты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619079C1 true RU2619079C1 (ru) 2017-05-11

Family

ID=58715925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104349A RU2619079C1 (ru) 2016-02-09 2016-02-09 Тиристорный преобразователь частоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619079C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217101U1 (ru) * 2022-12-01 2023-03-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Тиристорный преобразователь частоты для однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя с явно выраженным звеном постоянного тока

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU970602A1 (ru) * 1981-04-30 1982-10-30 Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова Преобразователь дл индукционного нагрева металлов
SU1683150A1 (ru) * 1989-03-03 1991-10-07 Е.М.Силкин Преобразователь частоты
WO2012093009A2 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Siemens Aktiengesellschaft Assembly for converting an input ac voltage to an output ac voltage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU970602A1 (ru) * 1981-04-30 1982-10-30 Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова Преобразователь дл индукционного нагрева металлов
SU1683150A1 (ru) * 1989-03-03 1991-10-07 Е.М.Силкин Преобразователь частоты
WO2012093009A2 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Siemens Aktiengesellschaft Assembly for converting an input ac voltage to an output ac voltage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217101U1 (ru) * 2022-12-01 2023-03-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Тиристорный преобразователь частоты для однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя с явно выраженным звеном постоянного тока

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150180350A1 (en) Resonant bidirectional converter, uninterruptible power supply apparatus, and control method
US10044278B2 (en) Power conversion device
CN111371302B (zh) 一种多电平直流固态变压器多阶段软充控制方法及系统
KR20110110783A (ko) 단상과 3상 동작을 위한 컨버터, dc 전압원 및 배터리충전기
Borage et al. Characteristics and design of an asymmetrical duty-cycle-controlled LCL-T resonant converter
EP3700074B1 (en) Dc-dc converter
Itoh et al. Development of solid-state transformer for 6.6-kV single-phase grid with automatically balanced capacitor voltage
EP3406023B1 (en) Resonant dc-dc converter
RU2619079C1 (ru) Тиристорный преобразователь частоты
Munoz et al. A new high-power-factor three-phase AC-DC converter: analysis, design, and experimentation
RU2345473C1 (ru) Преобразователь постоянного напряжения
CN110492752A (zh) 基于曲折联结双反星型变压器的12脉波整流器
RU2614045C1 (ru) Транзисторный преобразователь частоты
RU2399145C1 (ru) Преобразователь частоты с явно выраженным звеном постоянного тока
Limpaecher et al. Harmonic free new inverter topology for high voltage, high power applications
RU61964U1 (ru) Автономный согласованный резонансный инвертор
RU91236U1 (ru) Устройство для управления асинхронным электродвигателем на транспортном средстве
RU2802419C1 (ru) Регулируемое трансформаторно-выпрямительное устройство
RU117744U1 (ru) Преобразователь
RU104400U1 (ru) Автономный согласованный инвертор с резонансной коммутацией
RU119959U1 (ru) Преобразователь постоянного напряжения
RU2819809C1 (ru) Преобразователь частоты с устройством коммутации постоянного тока
RU90275U1 (ru) Автономный согласованный инвертор с резонансной коммутацией
RU2539353C2 (ru) Магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в шесть раз
RU2449459C1 (ru) Автономный согласованный инвертор с резонансной коммутацией

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Change in inventorship

Effective date: 20171204

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190210