SU748742A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в частотно управл емом, электроприводе.

Известен преобразователь частоты, состо щий из аналогичных вентильных групп, число групп которых определ етс  фазнр стью схемы преобразовател . Koaiyp искусственной коммутации выполнен с дроссел ми насыщени . Дл  восполнени  потерь в контуре коммутации используетс  схема последовательного подзар да коммутирующих конденсаторов ll .

Применение в известном устройстве д;росселей насыщени  в коммутирующем контуре вызывает увеличение потерь в контуре, увеличение веса и габаритов преобразовател , а применение последователь/ ного подзар да требуеГ двух независимых источников напр жени  пбдзар да, кроме того, в режимах перегрузки преобразовател  частоты возможен неконтролируемый рост напр жени  на коммутирующих Конденсаторах . Дл  устранени  этого  влени  источник подзар да необходимо выполн ть

регулируемым и вводить систему регулировани  напр жение подзар да. Введение дополнительного регулирующего устройства также ведет к увеличению габаритов преобразовател  и к уменьшению его надежности .

Известен преобразователь частоты, который выполнен с контуром искусственной, коммутации в каждой фазе инвертора

10 Коммутирующие дроссели включены в цепь основных тиристоров и выполнены с под-) , магничиванием. Восполнение потерь в контуре коммутации осуществл етс  по па- раллельной схеме подзар да коммутирую15 щих конденсаторов. Дл  осуществлени , подзар да применены два независимых источника подзар да и два тиристора, подключенные к коммутирующему конденсатору в каждой фазе инвертора 2 .

20

Claims (3)

1. Недостатком известного устройства  вл етс  наличие двух независимых источников подзар да и большого количес-гва подзар дных тиристоров, что приводит 374 к увеличению габаритов преобразовател  и снижению его надежности. Известен также трахфазный инвертор, сбдержащий коммутирующие ковденсаторы и дроссели, основной тиристорный мост, мост обратных диодов и мост из комму- тйрутащи.х тиристоров, выходом св занный с вьшрдами дл  подключени  источника подзар да и через разделительные вентили и встречно включенные с ними подзар дные тиристоры подключен к вьхводам дл  подключени  основного источника-питани , коммутирующие дроссели включены последовательно с каждым из разделительных вентилей, а последовательно с каждым подзар дным тиристором включен импедансный элемент 3 . Недостатком известного устройства  вл етс  то, что источник подзар да требует гальванической разв зКи от источника питани  инвертора, а это приводит к тому, что при питании автономного инвертора от сети переменного тока необходим либо отдельный источник постойнного тока дл  подзар да коммутирующих конденсаторов , либо этот источник должен нитатьс  от сети переменного тока через разделительный трансформатор. Дл  осуществлени  подзар да коммутирующих конденсаторов необходимы два подзар дных тиристора. Введение подзар дных тиристоров- снижает надежность аВ|Тономного инвертора и усложн ет схему управлени , что педет к увеличению стоимости устройства. При прорывах инвертора и внешних коротких замыкани х в известном устройстве к коммутирующему тиристору прикладьюаетс  обратное напр жение, равное 2иск( напр жение на коммутирующем конденсаторе) при наличии импульса управлени  на коммутирующем тиристоре, что требует установки тиристоров более высокого 1с асса, а это ведет к увеличению стоимости преобразовател . При перегрузках преобразовател  на базе автономногх инвертора возможен рост напр жени  на коммутирующи.х конденсаторах и тиристорах. Дл  устранени  этого  влени  необходимо контролировать напр нсение на коммутирующем конденсаторе и при повышении его допустимого значени  включать подзар дные тиристоры, которые MOITT рассе ть избьггочную энергию, запасенную в коммутирующем дросселе. Дл  этого необходимо вводить систему кошрол  напр жени  коммутирующего .конде сатора и дополнительную систему управлани  подзар дными тиристорами, что также 2 величивает стоимость преобразовател  и снижает его йадежность. Цель изобретени  - снижение установленной мощности устройства, повышение его надежности, а также уменьшение габаритов и стоимости. Поставленна ;цель достигаетс  тем, что гфеоёразователь частоты, содержащий регул тор напр жени , выходными вьюодами посто нного тока подключенный к выводам посто нного тока моста основных тиристоров инвертора, зашунтироваНных диодами моста обратного тока, мост коммутирующих тиристоров , выводы посто нного тока которого подключены к одноименным по пол рности выводам посто нного тока моста основных тиристоров через цепочки из последовательно соединенньк коммутирующего дроссел  и разделительного диода, коммутирующие конденсаторы , включенные между выводами переменного тока моста коммутирующих тиристоров и. моста основных тиристоров, источник подзар да, а также два основных импедансных элемента (ИЭ), одними своими концами подключенные к выводам посто нного тока моста коммутирующих тиристоров, снабжен вторым источником подзар да, двум  дополнительными ИЭ и вспомогательным вентильным мостом „ричем вьшоды переменного тока последнего соединены с аналогичными вьтодами моста коммутирующих тиристоров, вьшоды его посто нного тока подключены через цепочки из последовательно соединенныхдополнительного ИЭ и источника подзар да к разноименным по пол рности выво- . дам посто нного тока моста основных тиристоров , а другие концы основных ИЭ подсоединены к соответствующим точкам соединени  дополнительных ИЭ и источников подзар да,. . На чертеже представлена схема преобразовател  частоты. /1 Устройство содержит выполненный в виде управл емого моста регул тор 1 напр жени , подключенный к мосту 2 основных тиристоров 3-8. Встречно параллельно мосту 2 включен мост 9 диодов 10-15 обратного тока. Мост 16 коммутирующих тиристоров 17-22 через последовательно включенные коммутирующие дроссели 23 « и разделитальные диоды 25 и 26 подключен к. мосту 2 основных тиристоров, Р « аноиной группе моста 2 подклю « «. «анодной группе моста 2 подключен катод диода 26. Коммутирующие конденсаторы 27-29 однимиобкладками подключены к аходным выводам моста 16 коммутирующих тирис торов, а другими - к выходным вьюодам моста
2. 2. Источник 30 подзар да отрицательным вьюодом подключен к отрицатель ному выводу регул тора 1, положительны вьшодом через резистор 31 подключен к анодной группе моста. 16, а через дополнительный ИЭ 3 2 - к катодной группе вспомо гательного моста 33 на диода 34-39. Мост 33 своими входными вьшодами подключен к входным вьшодам моста 16 KON мутирующих тиристоров. Источник 4О под зар да своим положительным выводом под ключен к положительному выводу, регул тора 1, а отрицательным выводом через ИЭ 41 подключен к катодной группе моста 16 и через дополнительный ИЭ 42- к анодной группе вспомогательного моста 33. Нагрузка 43 преобразовател  частот подключена к входньгм выводам моста 2 основных тиристоров. Устройство работает следующим образом .. В какой-то момент времени пропус- кают ток нагрузки основные тиристоры 3,4 и 8 моста 2, ток от регул тора 1 протекает через тиристоры 3,4 и 8 и фазы нагрузки 43 на другой полюс регул тора 1. Рассмотрим процесс коммутагции тиристора 3 моста 2 и подзар д коммутирующего конденсатора 27. Перед коммутацией тиристора 3 моста 2 основных тиристоров - коммутирующий конденсатор 27 зар жен до напр жени  с пол рностью, указанной на чертеже, Дл  вьишючени  основного тиристора 3 включают коммутирующий тиристор 17 и начинаетс  процесс разр да конденсатора 27 по цепи 27-3-25-17-2/. При равенстве тока разр да конденсатора 27 и тока нагрузки происходит запирание основного тиристора 3. Дапьнейщий разр д ком мутирующего конденсатора 27 осуществп етс  по цепи 27-10-25-23-17-27. В процессе коммутации через дроссель 23 протекает ток разр да конденсатора J. и .ток нагрузки 3 , при этом в дросселе Т2. 14.1 с - н , запасаетс  энерги  : 4- 22 . В случае, когда Wi. W , где Wi -.энерги , запасенна  в коммутирующем дросселе от протекани  тока нагрузки и тока разр да конденсатора 27; - энерги  конденсатора 27 до на1ала процесса коммутации тока нагрузки; 1апр жение на коммутирующем кондевса- 742 6 торе 27 после меньше напр -. :жешг  до начала коммутацгаг, при этом осуществл етс  дозар д коммутирующего конденсатора по цепи ЗО-31-17-27-6 до равенства напр жени  на конденсаторе 27 и источнике 30 подзар да. В случае когда W , т.е. в дросселе накоплена дополнительна  энет ги  AW.WI - W , при достижении напр жени  на коммутирующем конденсетЪре 27 в результате перезар да напр жени  источника подзар да 30 осуществл етс  отпирание диода 34, а ток, протекающий через дроссель 23, начинает замыкатьс  до цепи 23-17-34-32-30-13-10-., Ьри этом на ИЭ 32 происходит рассеива|ние избытка энергии AW, запасенной в коммутирующем дросселе 23. Работа дружх фаз аналогична рассмотренной. Предложенный преобразователь частоты по сравнению с известным позвол ет сни зить установленную Мощность элементов, уменьщить габариты и повьгсить надёжность работы преобразовател . . Уменьшение массогабаритных показателей достигаетс  за счет соединени  моста ком. утиру1ощих тиристоров с мостом основных тиристоров через последовательно В1тюченные разделительные диоды и ком )1утирующие дроссели, это позвол ет источники подзар да одним из выводов соединить с основным источником питани , а другими выв.одами через ограничивающие ИЭ соединить с анодной и катодной группой моста коммутирующих тиристоров. Такое подключение моста коммутирующих тиристоров и источников подзар да исключает возможность закорачивани  источни- ков подзар да через основной.источник, что позвол ет исключить из схемы подзар дные тиристоры и разв зывающий трансформатор, а тшсже снизить класс коммутирующих тиристоров. Повышение надежности достигаетс  за счет введени  вспомогательного моста диодов и под1шючени  их к точкам, соеди-, нени  коммутирующих конденсаторов к мостам коммутирующих тиристоров, а также подктпочени  анодной группы дополниельных диодов через сопротивление к минусу одного источника подзар да, а катодной группы через сопротивление к плюсу другого источника питани . Такое подсоединение моста дополнительных диодов позвол ет стабилизировать уровень напр жени  на коммутирующих конденсаTopax , что дает возможность снизить класс коммутирующих тиристоров,- и, таКИМ образом, повьюить надежность устройства . Уменьшение массогабаритных показателей на единицу мощности преобразовател  частоты позвол ет снизить в народном хоз йстве расход черных и цвет ных металлов, так, например, на трансформатор цодзар да, мощность которого составл ет 5-7% мощности преобразовагвл . часто1ы, необходимо 16-20 кг сталЩ в Ьйою очередь снижение класса тиристоров уменьшает стоимость преобразовател  частоты на 50-100 руб. Повьшедае надёжности позвол ет при использовании преобразователей чистоты в народном хоз йстве снизить простои электрооборудовани  потребителей. Формула изобретени  Преобразователь частоты, содержащий регул тор на;пр жени , выходными вьтодами посто нного тока подключенньш к вьтодам посто нного тока моста основ НЬ1Х Тйрй стор6в иквертора, aaiayfifSpdB&Hньрс диодами моста обратного тока, мост коммутирующих тиристоров, выводы посто HWdt JtoKa которого подключень к одной меннь1М по пол рности вьшрдам посто н1ю основных тиристоров через аепЪчКй из последовательно соединенных Коммутирующего дроссел  и разделительного диода-, коммутируюише Конденсаторы ввапоченные между вьтодами переменного тока моста коммутирующих тиристоров и моста основных тиристоров, источник подзар да , а также два основных импе .дансных элемента, одними своими Тконца -. ми подюооченные к выводам посто нного тока моста коммутирующих тиристоров, отличающийс  тем, что, с це-. лью уменьшени  установленной мощности и повышени  надежности он снабжен вторым источником подзар да, двум  дополнительными импедансными элементами и вспомогательным вентильным мостом,, причем выводы переменного тока последнего соединены с аналогичными вьшодами моста коммутирующих тиристоров, выводы его посто нноготока подключены через послёдоватШьно ШедиНенные дополнительные импедансные элементы и источники подзар да к разноименным по пол рности выводам посто нного тока моста основных тиристоров, а другие конды основных импеДансньрс элементов подсоединены к соответствутощим точкам соединени  дополнительных ймпеДансньгх элементов и источников подзар да.. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР NO 192915, кл. Н 02 М 7/48, 1967. 2, Авторское свидетельство СССР № 271638, кл. Н 02. М 7/52..
3. 3. Авторское свидетельство СССР К% 570167, кп. Н 02 М 7/515, 1975.