SU1163439A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий многообмоточный трансформатор , разновитковые вторичные обмотки которого подключены к входам трех вентильных мостов, выводы посто нного тока которых св заны с каждым из трех выходных выводов преобразовател  через ключевые элементы в виде встречно-параллельно включен ных неуправл емого и полностью управл емого вентилей, причем одни одноименные по пол рности выводы двух мостов между собой объединены, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  энергетических показателей путем повышени  входного коэффициента мощности, выход преобразовател  вьшолнен шестипроводным , каждый из трех его дополнительно введенных выводов подключен к каждому из выходных выводов трех вентильных мостов через дополнительно введенные и аналогичные указанным ключевые элементы, одноименный по пол рности вывод посто нного тока третьего моста подсоединен к точке (Л объединени  вьшодов первых двух указанных мостов, параллельно по входу и встречно-параллельно по выходу в каждом из этих трех мостов включен дополнительно введенный мост управл емых вентилей, а вентили всех мостов выполнены также полностью О) упр авл  емыми. со 4 00 ;о

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в частотно-регулируемо электроприводе, где источником питани   вл етс  переменное однофазное или многофазное напр жение, подаваемо на вход преобразовател  через многообмоточный трансформатор.

Цель изобретени  - улучшение энергетических показателей путем повышени  входного коэффициента мощности.

На фиг. 1 приведена силова  схема преобразовател  частоты; на фиг. 2 - 3 - временные диаграммы, по сн ющие работу преобразовател  частоты; на фиг. 4 - крива  изменени  коэффициента мощности зе в зависимости от изменени  угла регулировани  cL предложенного устройства по сравнению с отсутствием регулировани  реактивной мощности преобразовател  частоты.

Преобразователь частоты (фиг. 1) содержит на входе многообмоточный трансформатор 1 с одной первичной обмоткой 2 и трем  вторичными обмотками 3-5 соответственно низкого, среднего и высокого уровней напр жени , которые подключены к входам трех соответству1ющих выпр мительных 6-8 и реверсивных 9-11 вентильных мостов. Через соответствующие блоки 12 - 14 искусственной комутации и сглаживающие фильтры 15-17 одни выводы посто нного тока вентильных мостов образуют выводы высокого 18, среднего 19 и низкого 20 уровней посто нного напр жени , а другие выводы вентильных мостов объединены и образуют общий вывод 21 всех трех уровней посто нного напр жени . Эти выводы уровней посто нного напр жени  и их общий вывод посредством коммутатора 22, выполненного из неуправл емых и полностью управл емы вентилей, подключены к шести выводам 23-28 трех выходных фаз преобразовател . При помощи распределительных тиристоров 29 блоки 30-33 искусственной коммутации св заны с выводами выходных фаз преобразовател . Кроме того, блоки 12, 13, 14, 30, 31, 32 и 33 искусственной коммутации аналогичны по исполнению.

Рассмотрим работу устройства (фиг. 1), дл  случа , когда входное

напр жение однофазное, а нагрузка трехфазна .

Входное переменное напр жение сети подаетс  на первичную обмотку 2 5 входного трансформатора. С вторичных обмоток 3-3 напр жение поступает на реверсивные вьшр мители низкого, уровн  6 и 9, среднего уровн  7 и 10, высокого уровн  8 и 11. В выпр мительном режиме реверсивных выпр мителей работают тиристорные мосты 6-8, т.е. энерги  от источника поступает к потребителю, а в инверторном режиме - тиристорные мосты 9-11,

т.е. энерги  от потребител  передаетс  источнику. Выходные напр жени  выпр мителей сглаживаютс  фильтрами 15-17 и поступают на выводы 18-20 трех уровней посто нного напр жени 

0 и к общему выводу 21 всех трех

уровней. Значение посто нного напр жени  на выводах высокого 18, среднего 19 и низкого 20 зфовней может быть плавно изменено фазовым регулированием соответствующих выпр мительных 8, 7и6и реверсивных 11, 10 и 9 мостов как с отстающим, так и с опережающим углом сдвига гармоники тока сети. Искусственна  коммутаци 

0 тиристоров вентильных мостов с 6 по 11 осуществл етс  блоками 12-14 коммутации. Напр жение от выводов 18-21 посто нного тока к шести выводам 23-28 подключаетс  ключевьми

5 элементами коммутатора 22 при помощи блоков 30-33 искусственной коммутации и мостов распределительных тиристоров 29. Кривые выходного нап ., р жени  и,. , и35 и Ujg и тока

37 за 39 (фиг. 2) при помощи коммутатора 22 формируютс  из трех ступеней уровней 18-20 напр жени  по принципу инвертора. Каждый полупериод синусоиды вькодного напр жени  формируетс  из п ти пр моугольников.

Аналогично указанному работают остальные ключевые элементы средней фазы преобразовател  в режиме отдачи

Q мощности обратно во входную сеть преобразовател , а также остальные тиристоры преобразовател  частоты.

Процессы переключени  в преобразователе осуществл ютс  в начале каждого такта, а также в интервале такта при достижении нулевого значени  выходного тока преобразовател  и переключении входного напр жени  при формировании соответствующих уровней посто нного напр жени . Во все вышеуказанные моменты вре мени формируют импульсы управлени  системой управлени , котора  представл ет параллельное включение блоков генератора тактовой частоты, регул тора значени  выходного напр жени  и индикатора анодных и като ных тиристорньк групп на блок логического автомата. Диаграммы выходных напр жений вентильных мостов реверсивных выпр  мителей (фиг. 3) показывают компенсацию реактивной мощности в двух разных режимах преобразовател : Т - в режиме потреблени  активной мощности; Т2 - в режиме компенсатор реактивной мощности. Кроме того, показаны U , U(4 и U выходное напр жение вентильных мост реверсивных вьшр мителей нижнего, среднего и высокого уровн  соответственно; - угол включени  тирист ра в вентильных мостов; /3 и /J углы выключени  тиристоров вентильных мостов блоками искусственной коммутацией. Компенсаци  реактивной мощности может осуществл тьс  на всех уровн х напр жени  (фиг. 3) или по отдельным уровн м. На фиг. 4 показаны кривые измелени  коэффициента мощности зе. в зависимости от угла регулировани  напр жени  oi , т.е. величины напр жени  ступеней при фазовом регулировании напр жени  (непрерывна  кри 394 вал) и регулирование предлагаемым устройством (заштрихованна  область) . Коэффициент мощности предлагаемого устройства поддерживаетс  на уровне не ниже 0,95. Технические преимущества предлагаемого преобразовател  по сравнению с известным заключаютс  в том, что применение в выпр мителе реверсивных мостов с искусственной коммутацией позвол ет обеспечить двзгхсторонний обмен энергией между источником и нагрузкой, регулировать реактивную мощность, а также осуществить равномерное , по трем уровн м упр жени , регулирование напр жени  преобразовател . Предлагаемый преобразователь поддерживает коэффициент мощности на максимально возможном уровне или при посто нной величине выпр мленных напр жений генерирует величину реактивной мощности (фиг. 3, режим Т2), что позвол ет отказатьс  от входных фильтрокомпенсирующих устройств. Применение мостов противоположной проводимости позвол ет также обеспечивать двухсторонний обмен энергией, т.е. отдавать в сеть активную мощность, когда асинхронный двигатель находитс  в тормозном режиме. Работа пр мо не св занных трех выходных фаз преобразовател  предложенного устройства стабилизирует работу преобразовател  с двигательной нагрузкой , что устран ет трудности практического применени  преобразователей в электроприводе.

zi

Фиг.

Uu

f//////////////y//////////////////

О30 60 90 т 150 ОС

Фиг.4

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий многообмоточный трансформатор, разновитковые вторичные обмотки которого подключены к входам трех вентильных мостов, выводы постоянного тока которых связаны с каждым из трех выходных выводов преобразователя через ключевые элементы в виде встречно-параллельно включенных неуправляемого и полностью управляемого вентилей, причем одни одноименные по полярности выводы двух мостов между собой объединены, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем повышения входного коэффициента мощности, выход преобразователя выполнен шестипроводным, каждый из трех его дополнительно введенных выводов подключен к каждому из выходных выводов трех вентильных мостов через дополнительно введенные и аналогичные указанным ключевые элементы, одноименный по полярности вывод постоянного тока третьего моста подсоединен к точке объединения выводов первых двух указанных мостов, параллельно по входу и встречно-параллельно по выходу в каждом из этих трех мостов включен дополнительно введенный мост управляемых вентилей, а вентили всех мостов выполнены также полностью упр авля емыми.

   SU „ 1163439