SU650182A1 - Преобразовательное устройство со звеном посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам преобразовани  переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты, а также к устройствам преобразовани  посто нного тока в переменный, преимущественно дл  частотного регулировани  двигателей переменного тока со ступенчатым или плавным регулированием частоты.

Известны преобразовательные устройства (ПУ) со звеном посто нного тока, в которых основные вентили выходной части ПУ соединены по мостовой схеме, а индивидуальные коммутирующие вентили объединены в анодную и катодную группы и подключены к ветв м этой схемы 1, 2.

Недостатком известных устройств  вл етс  невысокое качество формы кривой выходного напр жени .

Данное предложение имеет целью устранение указанного недостатка.

Эта цель достигаетс  тем, что общие точки упом нутых групп вентилей св заны с отводом от средней (промежуточной) точки источника питани . Эта св зь может быть выполнена непосредственно групповыми коммутирующими вентил ми или через цепь, содержащую конденсатор, или конденсатор и дроссель. В первом случае в качестве источника питани  звена посто нного тока быть использован управл емый выпр митель или групповой. Коммутирующие и основные вентили должны быть полностью управл емыми. Во втором случае этим источником питани  может быть

как выпр митель, так и аккумул торна  батаре . ПУ может быть однофазным и многофазным .

На фиг. 1 приведена схема трехфазного ПУ, в котором групповые коммутирующие

вентили непосредственно подключены к отводу от средней (нулевой) точки источника питани  (ИП); на фиг. 2 приведена потенциальна  диаграмма внешних выводов ПУ, выбранна  из условий, нрнмерно, одинакового подавлени  ближайших н той и седьмой гармоник; на фиг. 3 и фиг. 4 приведены варианты схем трехфазного ПУ при подключении групповых коммутирующих вентилей к средней точке ИП через L-С цепь.

На фигурах обозначены: 1-6 - основные вентили, 7-8 - групповые коммутирующие вентили, 9 - выпр митель, 10 - питающий трансформатор, 11 -16 - индивидуальные коммутирующие вентили, 17-19-потенциалы выводов А, В, С ПУ относительно средней точки ИП, 20 - крива  линейиого напр жени  Uab, 21 - крива  фазного напр жени  L/C, 22, 23 - коммутирующие конденсатор (С) Н дроссель (L), 24, 25 - «обратные вентили.

Потенциальна  днаграмлта ностроена дл  слзча , когда угол нроводимостн основных вентилей составл ет 150 электрнческих градусов , а частота питающей сети много выше частоты нагрузки. Кривые нанр жени  ПУ инвариантны по отношению к величине Cos ф нагрузки дл  всех значений ,7.

Рассмотрим работу ПУ ири питании симметричной нагрузки с отстаюш;им Созф 0,8. Пусть в исходном положении при to-.t.ti установилс  стационарный периодический процесс и ток провод т вентили 1,

2,3. В момент ti выпр митель 9 задержкой подачи очередного отпирающего импульса кратковременно переводитс  в инверторпый режим. Одновременно подаютс  отпирающие импульсы на вентили 7 и 11. Вентиль 1 оказываетс  под отрицательным анодным напр жением и запираетс . Ток фазы А замыкаетс  по цепи, образованной элементами 2, 9, 10, 7, И. Спуст  врем  восстановлени  вентильной прочности вентил  1 выпр митель 9 переводитс  в основной выпр мительный режим. В момент 4 выпр митель снова кратковременно переводитс  в инверторный режим и подаетс  отпирающий импульс на вентиль 12. Вентиль 7 запираетс , а ток фазы А замыкаетс  по цепи, образованной элементами 12-И. Выпр митель снова переводитс  в свой основной режим. Подаетс  дежурный отпирающий импульс на вентиль 4, и он начинает проводить токе момента, когда ток предыдущей полуволны фазы А спадет до пул . В момент ts выпр митель снова кратковременно переводитс  в инверторный режим и подаютс  отпирающие импульсы на вентили 8 и 12. Вентиль 2 запираетс , а ток фазы В замыкаетс  по цепп, образованной элементами 12, 8, 10, 9,

3.Дальнейша  работа ПУ происходит аналогично .

В данном ПУ моменты запирани  вентилей 1-8 об зательно совпадают с моментами времени, когда выпр митель может быть переведен в инверторный режим, поэтому выходна  частота ПУ ниже частоты питающей сети и при симметричной форме кривой выходного напр жени  регулирование частоты может производитьс  только дискретно . С целью расширени  диапазона регулировани  частоты, увеличени  плавности регулировани , а сн ти  ограничени  на характер источника питани  групповые коммутирующие вентили следует подключить к отводу от средней точки ИП через коммутирующий конденсатор или L-С цепь. Напр жение конденсатора должно быть больще величины Е/2, где Е - напр жение звена посто нного тока. Основные вентили этого ПУ работают в режиме проводимости 180 электрических градусов, иоэтому крива  напр жени  ПУ инвариантна по отношению к величине Созф нагрузки при величине ,55.

Дл  запирани  вентил  1 подаютс  отпирающие импульсы на вентнли 7 и 11. Вентиль 1 запираетс  отрицательным анодным напр жением. Конденсатор перезар жаетс  током нагрузки. Когда напр жение на конденсаторе становитс  близким но абсолютной величине к начальному напр жению, но противоположным ему по знаку, нодаетс  отпирающий импульс на вентиль 12. Вентиль 7 обесточиваетс  и запираетс , как только энерги  дроссел  передастс  конденсатору , а загрузка вентил  2 уменьшаетс  на величину тока фазы А, поскольку этот ток теперь замыкаетс  по цепи, образованной элементами 12, И. На вентиль 4 подастс  дежурный отпирающий импульс, и он начинает проводить ток фазы А, как только ток предыдущей полуволны спадет до нул .

Если емкость коммутирующего конденсатора выбрана из услови  обеспечени  отрицательного анодного напр жени  на запираемом вентиле только на врем  восстановлени  вентильной прочности, то форма кривой напр жени  ПУ аналогична форме кривой напр жени  дл  устройства 1, но отличаетс  существенно меньшей величиной ника коммутационного перенапр жени , что повышает использование этих вентилей по

напр жению примерно в 1,5 раза. При увеличении же величины коммутирующей емкости форма кривой напр жени  от пр моугольной переходит к трапецендальной, и ее гармонический состав улучшаетс  еще

больше.

На фиг. 4 приведена модификаци  схемы ПУ, где общие катоды и общие аноды вентилей 11 -16 отсоединены друг от друга и с помощью дополнительных «обратных управл емых или неуправл емых вентилей подключены к звену посто нного тока. Если в качестве обратных вентилей применены неуправл емые вентили, то дл  увеличени  напр жени  перезар да коммутирующего

конденсатора целесообразно последовательно с ними включить небольшие дроссели.

Claims (5)

1. Формула изобретени 

   1- Преобразовательное устройство со звеHOiM посто нного тока, содержащее основные вентили, соединенные по мостовой схеме , индивидуальные коммутирующие вентили , объединенные в анодную и катодную

   группы и подключенные к ветв м упом нутой мостовой схемы, отличающеес  тем, что, с целью приближени  формы кривой напр жени  к синусоидальной, общие точки упом нзтых групп с помощью групновых коммутирующих вентилей соединены с выводом дл  подключени  промежуточного отвода источника питани  через элемент св зи.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес 

   тем, что, с целью расширени  диапазона

   регулировани  частоты и увеличени  илавности регулировани , в качестве -ка анпого элемента использована цепь, состо ща  из конденсатора и дроссел .
3. 3.Устройство ио пи. 1 и 2, о т л и ч а ющеес  тем, что в качестве указаиного элемента использован конденсатор.
4. 4.Устройство по пп. 1-3, отличающеес  тем, что, с целью устранени  зависимости формы кривой напр жени  от коэффициента мощности нагрузки и рекуперации энергии в звено посто нного тока с сохранением знака его напр жени , обща  точка каждой из упом нутых групп индивидуальных коммутирующих вентилей и подключенного к ней группового коммутирующего вентил  св зана через вентиль с соответствующим полюсом звена посто нного тока.
5. 5. Устройство -ио пп. 1-4, отличаюи1 ,еес  тем, что упом нутый вентиль выполнен управл емым.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 326691, кл. Н 02М 7/515.

   2.Авторское свидетельство СССР № 396797, кл. Н 02М 7/515, 1.06.70.

   /. t, t, f. Ill

   I V

   о

   . i

   Г