SU1319192A1 - Трехфазный преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в составе электропривода переменного тока. Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 трансформаторы, обмотки которых подключены к вентил м 3-14. Реакторы 15 и 16 выполнены расщепленными на три секции. Через обмотки трансформаторов протекает разность токов пар вентилей и секций реакторов, при этом происходит снижение действующего значени  тока вентильных обмоток, что приводит к снижению расчетной мощности трансформаторов 1 и 2. 2 ил. JBM VW СдЭ CD СО Ю

Description

fO

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может найти практическое применение в качестве трехфазных статических преобразователей частоты как самосто тельно, так и в составе электропривода переменного тока, в агрегатах бесперебойного питани , в нагружающих устройствах , асинхронно-вентильных каскадах и т.д.

Цель изобретени  - улучшение мас- Сога.6аритных показателей за счет сни- жени установленной мощности трансформаторов .

На фиг.1 приведена принципиальна  схема предлагаемого преобразовател , на фиг.2 - диаграмм : токов и напр жений , характеризующие его работу.

Трехфазный преобразователь частоты содержит входной - выпр мительный 20 трансформатор 1 и выходной - инвер- торный трансформатор 2 с двум  комплектами соответственно вторичных и первичных обмоток, соединенных в идентичные звезды. Свободные концы одной из вторичных обмоток входного трансформатора 1 подключены через пары вентилей, например, 3 и А, 5 и 6, 7 и 8 к смежным по фазе свободным

диненными анодами вентилей выпр мител  и катодами вентилей инвертора - ДЛЯ секций катодного реактора 16.

При подаче сетевого напр жени  на вход трехфазного преобразовател  частоты , образованного входными выводами первичной обмотки трансформатора 1, на концах его вторичных обмоток

Ъ, с и.

 

э

формируютс 

15

две трехфазные идентичные системы напр жений , разность фазных напр жений которых выпр мл етс  вентил ми 3-8, которые работают поочередно.со сдвигом по фазе в 60 эл. град. В течение 60 эл. град, и обеспечивают выпр мление в каждый момент времени наибольшей разности потенциалов с формированием выпр мленного шести- пульсного напр жени  U,j со средним значением U 2,34 U (фиг.1с| иг).

Поскольку вторичные обмотки ст , Ь, с и а , с , Ь выполнены идентичными с разностью синфазных напр жений , равной нулю, аналогичное выпр м- ленное напр жение U формируетс  и между одноименными фазными концами вторичных обмоток трансформатора 1.

При аналогичном пор дке включени  вентилей 9-14 трехфазного инвертора

концам другой вторичной обмотки вход- -30 преобразовател  частоты через секции ного трансформатора 1, при этом сами реакторов 15 и 16 потекут сглаженные

токи ijo,- irffc icfc) образующие суммарный выходной ток i jj J. выпр мител  (1,3-8) и, соответственно, входной

вентили 3-8 соединены между собой ,по кольцевой схеме. Аналогичным об- разом свободные концы одной из первичных обмоток трансформатора 2 под- 35 ток инвертора (2,9-14) без изменени 

ключены через пары вентилей 9 и 10, 11 и 12, 13и14к смежным по фазе концам другой первичной обмотки выходного трансформатора 2 с соединением самих вентилей 9-14 по кольцевой схеме, св зывающей между собой концы смежных фаз двух комплектов первичных обмоток трансформатора 1. Трансформатор 1 с вентил ми 3-8 образует трехфазный выпр митель, а трансформатор 2 с вентил ми 9-14 - трехфазный инвертор, причем выпр митель и инвертор св заны между собой по цепи посто нного тока через сглаживающие реакторы 15 и 16. Анодный 15 50вместо одного положительного импуль- и катодный 16 сглаживающие реакторыса тока с амплитудой 1 и длительно- трехфазного преобразовател  частотыстью 120 эл. град, в каждый период выполнены расщепленными на три сек-протекают два импульса: положительный ции, концы каждой из которых включеныимпульс тока с амплитудой 2/3 Ij и между объединенными катодами венти- 55длительностью 120 эл. град, и отри- лей выпр мител  и анодами вентилей инвертора - дл  секций анодного реак- топа 15 и соответственно между объецательный импульс тока с амплитудой 1/3 I, и длительностью 240 эл. град Аналогичный по форме ток протекает

диненными анодами вентилей выпр мител  и катодами вентилей инвертора - ДЛЯ секций катодного реактора 16.

При подаче сетевого напр жени  на вход трехфазного преобразовател  частоты , образованного входными выводами первичной обмотки трансформатора 1, на концах его вторичных обмоток

Ъ, с и.

 

э

формируютс 

две трехфазные идентичные системы напр жений , разность фазных напр жений которых выпр мл етс  вентил ми 3-8, которые работают поочередно.со сдвигом по фазе в 60 эл. град. В течение 60 эл. град, и обеспечивают выпр мление в каждый момент времени наибольшей разности потенциалов с формированием выпр мленного шести- пульсного напр жени  U,j со средним значением U 2,34 U (фиг.1с| иг).

Поскольку вторичные обмотки ст , Ь, с и а , с , Ь выполнены идентичными с разностью синфазных напр жений , равной нулю, аналогичное выпр м- ленное напр жение U формируетс  и между одноименными фазными концами вторичных обмоток трансформатора 1.

При аналогичном пор дке включени  вентилей 9-14 трехфазного инвертора

режима работы вентилей (фиг.2   и е).

Однако режи1 1 работы вентильных обмоток трансформаторов 1 и 2 измен етс  по сравнению с классическим случаем подключени  сглаживаюгдих реакторов 15 и 16 между нулевыми точками первичных и вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2. Согласно закону Кирхгофа в предлагаемом преобразователе

частоты через вентильные обмотки

трансформаторов 1 и 2 протекает разность токов пар вентилей и секций реакторов. Например, через фазу а вентильной обмотки трансформатора 1

вместо одного положительного импуль са тока с амплитудой 1 и длительн стью 120 эл. град, в каждый период протекают два импульса: положительны импульс тока с амплитудой 2/3 Ij и длительностью 120 эл. град, и отри-

цательный импульс тока с амплитудой 1/3 I, и длительностью 240 эл. град Аналогичный по форме ток протекает

и через другие фазные вентильные обмотки трансформаторов 1 и 2. Это приводит к снижению действующего значени  тока вентильных обмоток с 0,58 1 до 0,47 1, а соответственно, и к снижению расчетной мощности каждого из трансформаторов 1 и 2 с 1,26 Р до 1,11 Р, т.е. на 15%, причем без какого-либо ухудшени  остальных параметров преобразовател  частоты. Сек- 10 комплектами соответственно вторичных

ционирование сглаживающих реакторов 15 и 16 обеспечиваетс  традиционным путем - использованием параллельного соединени  трех проводов. От такого секционировани  - расщеплени  установленна  мощность сглаживающих реакторов не возрастает. Она только зависит от разности мгновенных значений напр жений, прикладываемой к концам секций реактора, котора  наименьша  при пофазном из подключении к выпр мительным и инверторным группам.

Дл  упрощени  конструктивного ис20 посто нного тока между выпр мителем и инвертором обмотки двух сглаживающих реакторов, отличающий- с   тем, что, с целью улучшени  мас согабаритных показателей за счет сни

полнени  трансформаторов за счет снижени  тока в f3 раз и избежани  па- 25жени  установленной мощности транс- раллельного соединени  проводов, аформаторов, обмотка каждого сглажи- также дл  расширени  диапазона рабо-вающего реактора выполнена в виде чих напр жений в цепи посто нного то-.трех секций, концы каждой из которых ка в Vl раз вентильные обмотки транс-включены между Точкой объединени  ка форматоров 1 и 2 могут быть соединены 30тодов или анодов соответствующей па- в треугольники. В частных случа хры вентилей выпр мител  и точкой со- анодный или катодный реактор можетединени  анодов или катодов соответ- отсутсТвовать, а его секции можно выпол-ствующей пары вентилей инвер- н тьраздельно, немагнитносв занными.тора.

В качестве вентильных обмоток 1трансформаторов могут использоватьс  обмотки двигател  и генератора.

Формула, изобретени 

Трехфазный преобразователь частоты , содержащий входной и выходной трахфазные трансформаторы с двум 

и первичных идентично выполненных обмоток с включенными между комплектами этих обмоток двух трансформаторов выпр мителем и инвертором, вентили каждого из которых соединены по кольцевой схеме, св зыва  между собой концы обмоток смежных фаз двух комплектов соответствующего трансформатора , а также включенные в цепи

посто нного тока между выпр мителем и инвертором обмотки двух сглаживающих реакторов, отличающий- с   тем, что, с целью улучшени  мас- согабаритных показателей за счет снижени  установленной мощности транс- форматоров, обмотка каждого сглажи- вающего реактора выполнена в виде трех секций, концы каждой из которых включены между Точкой объединени  ка тодов или анодов соответствующей па- ры вентилей выпр мител  и точкой со- единени  анодов или катодов соответ- ствующей пары вентилей инвер- тора.

Claims (1)

1. Формула, изобретения

   Трехфазный преобразователь частоты, содержащий входной и выходной трахфазные трансформаторы с двумя комплектами соответственно вторичных . и первичных идентично выполненных обмоток с включенными между комплектами этих обмоток двух трансформаторов выпрямителем и инвертором, вентили каждого из которых соединены по кольцевой схеме, связывая между собой концы обмоток смежных фаз двух комплектов соответствующего трансформатора, а также включенные в цепи постоянного тока между выпрямителем и инвертором обмотки двух сглаживающих реакторов, отличающийс я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей за счет снижения установленной мощности трансформаторов, обмотка каждого сглаживающего реактора выполнена в виде трех секций, концы каждой из которых включены между Точкой объединения катодов или анодов соответствующей пары вентилей выпрямителя и точкой соединения анодов или катодов соответствующей пары вентилей инвертора.

   Фиг 2