SU1697226A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике. Его целью  вл етс  улучшение формы тока в нагрузке. Преобразователь частоты содержит основные выпр мительный 1-6 и инверторный 7- 12 тиристорные мосты и вспомогательные диодный 14-19 и тиристорный 21-25 мосты. Цель достигаетс  тем, что управление основным 7-12 и вспомогательным 21-25 мостами осуществл ют по синусоидальному закону. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано дл  частотного управлени  двигателем переменного тока.

Целью изобретени   вл етс  улучшение формы выходного тока.

На фиг. 1 представлена силова  схема преобразовател  частоты; на фиг. 2 - форма линейного напр жени  между фазами А и В нагрузки, формы токов в элементах силовой схемы; на фиг. 3 - формы импульсов управлени  тиристорами преобразовател , форма напр жени  между фазами А и В нагрузки; на фиг. 4 - система управлени  инверторным мостом и система управлени  вспомогательным тиристорным мостом.

Преобразователь частоты на фиг. 1 содержит выпр мительный мост 1-6, инверторный мост 7-12, подключенный к выходу выпр мительного моста 1-6, нагрузку 13, соединенную с выходными выводами ин- верторного моста 7-12, вспомогательный диодный мост 14-19, подключенный выводами переменного тока к нагрузке 13, вспомогательный тиристорный мост 20-25, также подключенный выводами переменного тока к нагрузке 13 и выводами посто нного тока встречно-параллельно вспомогательному диодному мосту 14-19, конденсатор 26, соедин ющий выводы посто нного тока вспомогательных мостов, блок управлени  преобразователем, содержащей систему 27 управлени  выпр мительным мостом, входами соединенную с фазами сети, выходами - с соответствующими тиристорами выпр мительного моста 1-6, систему 28 управлени  инверторным мостом, входом соединенную с дополнительным выходом системы 27 управлени  выпр мительным мостом, выходом - с соответствующими тиристорами инверторного моста 7-12, систему 29 управлени  вспомогательным тиристорным мостом, входами соединенную с фазами сети, шестью выходами с соответствующими тиристорами вспомогательного- тиристорного моста, а дополнительными трем  выходами - с дополнительными входами 28 управлени 

(Л

С

о ю

XI

ю ю о

инвергорным мостом. Временные диаграммы 30-33, по сн ющие принцип построени  системы 28 управлени , показаны на фиг. 3.

Система 28 управлени  инверторным мостом на фиг. 4 содержит три пороговых элемента 34-36, шесть логических элементов 21/1 37-42, подключенных первыми входами к пр мым и инверсным выходам пороговых элементов 34-36, вторыми входами - к дополнительным выходам системы 27 управлени  выпр мительным мостом, а выходами - к соответствующим тиристорам инверторного моста 7-12. Система 29 управлени  вспомогательным тиристорным мостом содержит синхронизатор 43, соединенный входами с фазами сети, два генератора 44, 45 линейно измен ющегос  напр жени , подключенных входами к выходу синхронизатора 43,три генератора 46- 48 синусоидального напр жени , шесть элементов 49-54 сравнени , первые входы которых подключены к генераторам линейно измен ющегос  напр жени , вторые - к выходам генераторов 46-48 синусоидального напр жени  и входам пороговых элементов 34-36. Последовательности импульсов 32 на выходах пороговых элементов 34-36 показаны на фиг. 3.

Система 28 управлени  инверторным мостом служит дл  включени  в заданное врем  тиристоров 7-12. Система 29 управлени  вспомогательным тиристорным мостом предназначена дл  включени  тиристоров 20-25. Пороговые элементы 34- 36 служат дл  преобразовани  синусоидального напр жени  в пр моугольные сигналы, длительностью равные полупериоду синусоиды. Логические элементы 2И 37- 42 предназначены дл  формировани  импульсов управлени  тиристорами инверторного моста. Синхронизатор 43 служит дл  согласовани  работы генераторов 44,45 линейно измен ющегос  напр жени  по частоте и фазе с напр жени ми сети и подключен к фазам сети. Генераторы линейно измен ющегос  напр жени  имеют вертикальный фронт и л инейноспадающий срез импульсов обеих пол рностей. Генераторы 46-48 синусоидального напр жени  позвол ют получать сдвинутые на 120 эл.град регулируемые по частоте и амплитуде синусоидальные напр жени , соответствующие выходным напр жени м преобразовател . Элементы 49-54 сравнени  предназначены дл  определени  моментов коммутации вспомо ательного тиристорного моста путем сравнени  напр жени  генераторов 4Р 48 и сигналов

генераторов 44, 45 линейно измен ющегос  напр жени .

Преобразователь частоты работает следующим образом.

Предположим, что в начальный момент

времени открываютс  тиристоры 1, 7, 8, 2, ток протекает по цепи: тиристоры 1, 7, фазы Аи В нагрузки, тиристоры 8, 2. Одновременно через диоды 14 и 15 происходит зар д

0 конденсатора 26. Затем напр жение фазы сети уменьшаетс  по амплитуде, ток через тиристоры 1, 7, 8, 2 уменьшаетс , реактивный ток, поддерживаемый индуктивностью нагрузки 13, протекает через диоды 18, 17,

5 конденсатор 26, дозар жа  последний. Затем открываютс  тиристоры 20, 21 и происходит разр д конденсатора 26 через фазы А, В нагрузки. Через определенное врем  открываютс  тиристоры 3, 7, 8, 2, ток протека0 ет по цепи: тиристоры 3, 7, фазы А и В нагрузки 13, тиристоры 8, 2. Одновременно через диоды 14, 15 дозар жаетс  конденсатор 26. Падение напр жени  на диодах 14, 15 запирает тиристоры 20, 21. Затем напр 5 жение фазы сети уменьшаетс  по амплитуде , ток через тиристоры 3, 7, 8, 2 уменьшаетс , реактивный ток, поддерживаемый индуктивностью нагрузки 13, протекает через диоды 18, 17, конденсатор 26,

0 дозар жа  последний и т.д.

Временем включени  тиристоров вспомогательного моста 20-25 можно измен ть длительность разр да конденсатора 26 и тем самым формировать ток нагрузки по

5 синусоидальному закону.

В конце полупериода выходное напр  жение, прикладываемое к фазам А, В нагрузки , снижаетс  до нул , а тиристоры 7, 8 запираютс . При открывании тиристоров

0 10, 11 это напр жение мен ет пол рность. Реактивна  энерги , накопленна  в индуктивности нагрузки 13, через диоды 18, 17 дозар жает конденсатор 26, который впоследствии разр жаетс  через фазы нагрузки

5 . Происходит посто нный обмен реактивной энергией между нагрузкой 13 и конденсатором 26.

Аналогичные процессы происход т в других фазах нагрузки.

0 На фиг. 2 представлены 1)дв - форма линейного напр жени  между фазами А и В нагрузки, IAB - форма тока между фазами А и В нагрузки, 1 - форма тока через тиристор 7, 120 - форма тока через тиристор 20, ИА 5 форма тока через диод 14, мо - форма тока через тиристор 10, i23 - форма тока через тиристор 23, ii - форма тока через диод 17. На фиг. 3 показаны 30 - принцип формировани  синусоидального напр жени  при вертикальном способе управлени , 31 - импульсы управлени  тиристорами 20 и 23 фазы А нагрузки 13, сформированные при вертикальном способе управлени , 32 - импульсы на выходе пороговых элементов (по сути представл ющих собой шестика- нальный распределитель импульсов), 33 - импульсы управлени  тиристорами инвер- торного моста 7-12, UAB.- форма линейного напр жени  между фазами А и В нагрузки.

Использование изобретени  позвол ет формировать напр жение на нагрузке , близкое к синусоидальному, что увеличивает КПД привода, уменьшает нагрев двигател .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь частоты, содержащий встречно-параллельно включенные по цепи посто нного тока выпр мительный и инверторный мосты, вспомогатель- ный диодный и тиристорный мосты, соединенные между собой разноименными выводами посто нного тока и выводами переменного тока, подключенными к выводам переменного тока инверторного моста, образующим выходные выводы преобразовател , конденсатор, соедин ющий выводы посто нного тока вспомогательных мостов, блок управлени , включающий в себ  систему импульсно- фазового управлени  выпр мительным мостом, систему управлени  инверторным мостом, входом соединенную с дополнительным выходом системы управлени  вы- пр мительным мостом, и систему управлени  вспомогательным тиристор- ным мостом, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  формы выходного тока,

   система управлени  инверторным мостом содержит три пороговых элемента, шесть логических элементов 2И, причем первые входы логических элементов 2И подключены к пр мым и инверсным выходам пороговых элементов, вторые входы - к дополнительным выходам системы им- пульсно-фазового управлени  выпр мительным мостом, а выходы св заны с управл ющими входами соответствующих тиристоров инверторного моста, система управлени  вспомогательным тиристор- ным мостом содержит синхронизатор, два генератора линейно измен ющегос  напр жени , три генератора синусоидального напр жени , шесть элементов сравнени , причем синхронизатор подключен к входным выводам преобразовател , два генератора линейно измен ющегос  напр жени  подключены к выходу синхронизатора, первый , третий и п тый элементы сравнени  первыми входами подключены к выходу первого генератора линейно измен ющегос  напр жени , второй, четвертый и шестой элементы сравнени  первыми входами подключены к выходу второго генератора линейно измен ющегос  напр жени , вторые входы первого и второго, третьего и четвертого, п того и шестого элементов сравнени  подключены соответственно к выходам первого, второго и третьего генераторов синусоидального напр жени , а также к входам пороговых элементов системы управлени  инверторным мостом, выходы элементов сравнени  подключены к управл ющим входам соответствующих тиристоров вспомогательного тиристорного моста.

   AB

   VПИ

   Чь

   f

   23

   И /Ix/7

   2f

   „flfl.

   л Л Л/

   -t

   L

   ML

   -пПП О

   Зиг. 3