SU1104626A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, кажда  фаза которого содержит два тиристорных моста, в диагональ переменного тока одного из которых включены последовательно соединенные дроссель и конденсатор, упом нутые мосты соединены последовательно и подключены к входным выводам, обща  точка тиристорных мостов образует вывод дл  подключени  нагрузки, два последовательно соединенных конденсатора , подключенные к входным выводам, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей схемы путем обеспечени  импульсной модул ции выходного параметра и повышени  надежности, диагонали переменного тока двух указанных тиристорных мостов соединены параллельно и подключены к диагонали переменного тока дополнительно введенного в каждую фазу обратного диодного моста , подключенного к входным выводам, a обща  точка указанных конденсаторов соединена с выводом дл  подключени  нагрузки.

Description

О)

ю

а Изобретение относитс  к области электротехники, а именно к преобразовател м посто нного напр жени  в переменное напр жение (ток) регулируемой частоты и формы, и может быть использовано дл  регулировани  скорости асинхронных и синхронных двигателей переменного тока. Известны трехфазные преобразователи дл  частотного управлени  двигател ми переменного тока, сконструированные на базе параллельного инвертора (инвертор с межвентильной коммутацией ) С 1 1. Одйако форма выходного напр жени  существенно отличаетс  от синусоидаль ной. Кроме того, при управлении двигател ми переменного тока одновременно с изменением частоты необходимо пропорционально мен ть величину напр жени  питани ,дл  чего питание осуществл ю от регулируемого тиристорного выпр мител , что существенно усложн ет устройство . При этом в случае исчезновени  напр жени  в цепи управлени  схема останавливаетс  в аварийном состо нии с открытыми тиристорами. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности  вл етс  схема инвертора, кажда  фаза которой содержит два тиристорных моста, в диагонали переменного тока которых включены последовательно соединенные индуктивность и емкость, а диагонали посто нного тока соединены последовательно и подключены к входным зажимам посто нного напр жени , причем нагрузка одним своим полюсом подключена к общей точке диагоналей посто нного тока -указанных тиристорнык мостов t 2. Недостатком известной схемы  вл етс  то, что величина тока и напр жени  нагрузки существенно завис т от величины нагрузки и практически не поддаютс  регулированию путем изменени  режима управлени  тиристорами указанных мостов, что практически исключает возможность использовани  инвертора дл  управлени  скоростью двигател ми переменного тока. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных во-зможностей схемы путем обеспечени  импульсной модул ции выходного параметра и повышение надежности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе напр жени , кажда  фаза которого содержит два тиристорных моста, в диагональ переменного тока одного из которых включены последовательно соединенные дроссель и конденсатор, упом нутые мосты соединены последовательно и подключены к входным выводам, обща  точка тиристорных мостов образует вывод дл  .подключени  нагрузки, два последовательно соединенных конденсатора , подключенные к входным выводам , диагонали переменного тока двух указанных тиристорных мостов объединены и подключены к диагонали переменного тока дополнительно введенного в каждую фазу обратного диодного моста, подключенного к входным выводам , а обща  точка указанных конденсаторов соединена с выводом дл  подключени  нагрузки. Указанна  конструктивна  особенность при посто нстве напр жени  на входных зажимах делает величину выходного тока независ щей от величины напр жени  на выходных зажимах и линейно завис щей от частоты включени  тиристоров. Направление тока в нагрузке зависит от того, какой тиристорный мост (верхний или нижний) включаетс  в работу. При использовании преобразовател  в качестве трехфазного источника тока регулируемой частоты дл  управлени  скоростью двигател  переменного тока, подключенного к выходным зажимам, повышенную частоту включени  соответствующих тиристорных мостов измен ют по закону синусоид, фаза и частота которых соответствует необходимой на выходных зажимах трехфазной системе переменного тока. На фиг. 1 показана схема преобразовател  и блок-схема управлени  им на примере трехфазного преобразовател ; на фиг, 2 - временные диаграммы напр жений и токов. Три одинаковых преобразовател  1-3 подключены к входным зажимам 4 и 5 посто нного напр жени . Преобразователь каждой фазы содержит два тиристорных моста 6-9 и 10-13, Объединенна  диагональ переменного тока этих мостов, в которую включены последовательно соединенные дроссель 14 и конденсатор 15, соединена с диагональю переменного тока дополнительно введенного диодного моста 16-19, К общей точке 20 тиристорных мостов подключена фаза 21 нагрузки и точка соединени  конденсаторов 22 и 23, Устройство преобразователей 2 и 3, питающих фазы 24 и 25 нагрузки , полностью аналогично. Схема управлени  содержит трехфазный задающий генератор 26, на выходах 27-29 которого генерируютс  синусоидальные напр жени  одинаковой величины и частоты но сдвинутые по фазе на 1/3 периода. Выходную частоту и величину выходного напр жени  задают сигналами, поступающими на, входы 30 и 31 генератора 26. Напр жение с каждой фазы (27, 28, 29) генератора 26 поступает на соответствующий блок 32, 33, 34 формировани  импульсов управлени . Каждый из них содержит генератор 35 импульсов, частота импульсов на выходе которого (до 5000 Гц) пр мо пропорциональна модулю входного напр жени . Импульсы с блока 35 поступают на делитель 36 каналов, с выходов которого импульсы управлени  (после соответствующего усилени ) подают на управл ющие элек роды тиристоров верхнего (6-9) или нижнего (10-13) мостов в зависимости от пол рности сигнала на выходе 27 генератора 26. Аналогично с выходов 28 и 29 формируют импульсы управлени  дл  преобразователей фаз 2 и 3. На диаграмме 37 (фиг. 2) показано напр жение на выходе 27 задающего генератора 26; на диаграмме 38 - сла боточные импульсы, формируемые на выходе генератора 35 импульсов; на диаграммах 39 и 40 - импульсы на выходах блока делител  36 каналов; на диаграмме 41 - силовые импульсы тока на выходе 20 фазы 1 преобразовател  где 42 - среднее значение тока в фазе нагрузки 21, сглаженного конденса торами 22 и 23. Схема работает следующим образом Воздействием сигналов 30 и 31 на выходе задающего генератора 26 формируют систему трехфазного напр жени . На диаграмме 37 показано напр жение на одном из выходов (27) генератора 26. Напр жение на двух других выходах (28, 29) при любой частоте сдвинуты по отношению к указанному и друг к другу на 1/3 периода. Это напр жение, подаваемое на вход гене ратора 35, модулирует частоту генерируемых в нем импульсов управлени  При этом на величину частоты вли ет модуль напр жени . В делитель 36 им пульсы дел тс  на два канала в зави . симости от пол рности напр жени . подаваемого на генератор 35. С одного канала после усилени  импульсы управлени  подают на управл ющие электроды верхнего тиристорного моста 6, 8 и 7, 9. При открытии, например , тиристоров 6, 8 ток проходит по следующей цепи: 4-6-14-15-8-20. После каждого интервала зар дки конденсатора 15 (в фазе 1) через тиристоры 6, 8 (или 7, 9) происходит перезар дка конденсатора через ди- . оды 16 и 18 по цепи: 5-18- 15-14-16-4. Аналогично после работы тиристоров 7 и 9 работают диоды 17 и 19. Особенностью схемы вл етс  то, что величина импульса TOKaj подаваемого на выходной зажим 20 (дл  фазы 1), не зависит от величины напр жени  на выходном зажиме 20. Аналогичные процессы со сдвигом на 1/3 периода формируют в фазах 2 и 3. Поскольку частота импульсов тока на выходе весьма велика (до 5000 Гц), высшие гармонические составл ющие легко сглаживают конденсаторами 22 и 23. Ток в нагрузке имеет практически синусоидальную форму. В каждом плече преобразовател  может быть установлено не по одному, а несколько коммутирующих мостов, что существенно уменьшит пульсацию тока на выходе. Предлагаемый преобразователь позвол ет осуществл ть токовое управление двигател ми переменного тока, что повышает надежность работы привода в целом, так как исключает перегрев двигател  от сверхтоков при пуске и перегрузке. Повьпвенна  надежность преобразовател  и системы в цепом обусловлена также тем, что при исчезновении напр жени  в системе управлени  преобразователь останавливаетс  в неаварийном режиме при запертых тиристорах . Особенностью преобразовател   вл етс  также то, что введенные диодные мосты позвол ют осуществл ть генераторный режим при любой выходной частоте, скорости вращени  двигател  и чередовании фаз, что существенно повышает КПД управлени  двигателем. Повьпиенна  частота, на которой работают дроссели и конденсаторы преобразовател , существенно снижает их габариты и массу. Устройства, выполненные на основе рассмотренных принципов, имеют массу и габариты в 1,5-2 раза меньше чем существующие аналогичного назначени .

0З:

Si7X3

W 15 .-

±:

1

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, каждая фаза которого содержит два тиристорных моста, в диагональ переменного тока одного из которых включены последовательно соединенные дроссель и конденсатор, упомянутые мосты соединены последовательно и подключены к входным выводам, общая точка тиристорных мостов образует вывод для подключения нагрузки, два последовательно соединенных конденсатора, подключенные к входным выводам, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей схемы путем обеспечения импульсной модуляции выходного параметра и повышения надежности, диагонали переменного тока двух указанных тиристорных мостов соединены параллельно и подключены к диагонали переменного тока дополнительно введенного в каждую фазу обратного диодного мос- § та, подключенного к входным выводам, а общая точка указанных конденсаторов соединена с выводом для подключения нагрузки.

   SU .1104626