Claims (4)
Известен ПЧ с непосредственной св зью, содержащий -аиодные и катодные группы силовых тиристоров, два узла искусственной коммутации с зар дными источниками посто нного тока и вспомогательный мост распределительных тиристоров , диагональ посто нного тока которого св зана с узлами искусственной коммутащт, при этом каждый из последних содержит три конденсатора, соединенных в звезду, лучи которой св заны с выводами дл подключени фаз сети, а обща точка зар дных источников пос.то н ного тока соединена с выводом дл подключени нулевого провода сети з. Недостатком данного ПЧ вл етс сложность узла искусственной коммутации из-за большого количества распределительных и зар дных тиристоров (8 шт.) и наличи двух источников посто нного тока дл зар да коммутирующих конденсаторов . Наличие холостого перезар да коммутирующих конденсаторов в межкоммутационные интервалы снижает частотный диапазон ПЧ и вызывает увеличение потерь в узле искусственной коммутации Наиболее близкий предлагаемому ПЧ с искуственной коммутацией не содержит зар дных источииков посто нного тока, имеет меньшее количество распределительных и зар дных тиристоров (7 шт.). Он содержит основные тнристор ные мосты и общий узел искусственной коммутации, состо одий из двух вспомогательных полууправл емых вентильных мостов, между входными выводами которых включены цепочки из последовательно соединенных двух коммутирующих конденсаторов, распределительные вентили , зар дные тиристоры и дроссель. При этом выводы посто нного тока вспомогательных полууправл емых мостов св заны с одноименными по пол рности выводами основных мостов через две группы распределительных вентилей, аноды которых объединены, соответственно, в обшие точки, а выводы перегущенного тока основ ных мостов и общие точки соединени коммутируршИх конденсаторов образуют входные выводы преобразовател 4. Хот в узле коммутации данного ПЧ ог ;;утствуют источники посто нного тока он содержит большое количество коммутиpye fыx тиристоров (7 шт.) и дросселе что усложн ет систему управлени преобразователем и с шжает ее надежность. Кроме того, необходик ость холостого перезар ди коммутирующих конденсаторо притупит к сужению диапазона выходных чпк;;т т ПЧ и увештчению потерь в узле испусственной коммутации, шюкольку уз рьбот от с удвоенной частотой. 7 04 Цель изобретени - расширение часотного диапазона преобразовател и нижение потерь в узле искусственной оммутации в два раза. Указанна цель достигаетс тем, что звестный преобразователь частоты с епосредственной св зью и искусственой коммутацией, содержащий гп основых тиристорных мостов и общий узел скусственной коммутации, состо щий из двух вспомогательных мостов, между входными выводами которых включены цепочки из последовательно соединенных двух коммутирующих конденсаторов, и распределительные вентили, причем выводы посто нного тока вспомогательных мостов св заны с одноименными по пол рности выводами основных мостов через две группы распределительных вентилей, аноды и катоды которых объединены соответственно в общие точю , выводы переменного тока основных мостов и общие точки соединени коммутирующих конденсаторов образуют входные выводы преобразовател , а каждый из выходных выводов преобразовател через дроссели подключен к выводам посто нного тока одного из основных мостов, снабжен дополнительными тиристорами, включенными в провод щем направлении между одноименными выводами посто нного тока вспомогательных мостов и упом нутыми точками объединени анодов и катодов, а вспомогательные вентильные мосты вьтолнены неуправл емыми. . На фиг. 1 приведена схема предлагаемого ПЧ с непосредственной св зью и искусственной коммутацией в случае питани от трехфазной сети; на фиг. 2 диаграммы импульсов управлени силовыми и коммутирующими тиристорами преобразовател ; на фиг. 3 - то же, дл случа , когда напр жение на нагрузке регулируетс широтно-импульсным способом . ПЧ в каждой фазе построен по нулевой схеме и содержит три основных тиристорных моста на вентил х 1-18.Узел коммутации преобразовател содержит три цепочки из двух последовательно соединенных коммутирующих конденсаторов 19-2О, 21-22, 23-24, общие точки соединени которых подключены к .рходным вЫводам преобразовател , две группы распределительных вентилей 2527 и 28-ЗО, аноды и катоды которых объединены, соотве1ч;твенно, в общие точки , дроссели 31-36, образующие выход5 ные выводы преобразовател , два вспом гательных вентильных моста на диодах 37-48, между входными выво ак{и котчэ рых включены цепочки коммутирующих конденсаторов 19-24, а между одноик-се ными выводами посто нного тока вспомо гательных мостов и точками объед1шени анодов и катодов включены в проводзпце направлении тиристоры 49-52. Преобразователь работает следующш/ образом. Пусть в провод щем состо нии нахрд тс тиристоры I, Ю, 16, напр жение на конденсаторах имеет пол рность, указанную без скобок, а нагрузка - активно-индуктивный характер, включение силовых тиристоров, например, 2, 11, 1 может быть осуществлено лишь после га шени ранее открытых тиристоров. Дл этого импульсы управленц подают на тиристоры 49-52 (см. фиг. 2) и напр жение конденсаторов 19-24 обратной пол рности прикладываетс к тирис TopajM 1, 10, 16 через распределитель ные диоды 25-ЗО. При этом включаетс только два коммутирующих тиристора, н которых в данный момент действует положительное анодное напр жение, например 49 и 52. Процесс колебательного перезар да коммутирующих конденсаторо происходит мину сеть в цепи нагрузки: конденсаторы 19, 21, 23 - диоды 37, 38, 39 - тиристор 49 - распределитель ные диоды 25, ZG, 27 - дроссели 3136 - диоды 28, 29-ЗО - тиристор 52 диоды 46-48 - конденсаторы 2О, 22, 24. В конце перезар дки конденсаторы приобретают пол рность, показанную на фиг. I в скобах. Данна пол рность используетс в последующих циклах дл гашени очередных силовых тиристоров, вступающих в .работу (см. фиг. 2). В случае, если осуществл етс широтно-импульсное регулирование напр же ни (см. фиг. З), на врем паузы включаютс силовые тиристоры, подключенны к одному линейному проводу сети, например 1(4), 8 (11), 15 (18). При этом образуетс короткозамкнутый контур дл замыкани реактивного тока нагрузки . Выключение упом нутых тиристоров осуществл етс аналогично описанному выше за счет отпирани тиристоров 4952 (см, фиг. 3). Далее одобные циклы повтор ютс и переключение тиристоров преобразовате306 л производитс согласно диаграмме (фиг.З). Начальный зар д кок{м пчгрующих конденсаторов ос тцествл етс путем отпираки т}фисторов 49-52, например, дл конденсаторов 2О, 21 по цепи: ко1щенсатор 20 - диод 45 - тристор 51диоды 25-27 - дроссели 31-36, диоды 28-30 - тиртютор 50 - диод 41 - конденсатор 21 - сеть (фазы В и С) конденсатор 20. -Поскольку процесс колебательного перезар да коммутирующих конденсато ров происходит мину сеть, в дашюй схеме отсутствует накопление энергии на коммутирующих конденсаторах, а значит не требуетс примене ше специальных средств дл ограничени величины напр жени на коммутирующих конденсаторах . Потери энергии в контуре перезар да покрьшаютс за счет протекани реактивного тока нагрузки через узел коммутации на интервале гашени силовых тиристоров . Регушфуй момент включени вступающих в работу силовых тирис1Х1ров, можно ограничивать величину напр жени на комм тпфующих ковденсаторах на требуемом урош1е ;(см. фиг,2). При Ш1фотно-зтмпульсном регулировании вели ину напр жени на коммутирующих конденсаторах ограничивают, регул|фу моменты включени , например, Т1фисторов 1(4), 8(11), 15 (18) во врем паузы. Использование изобрететш позвол ет создавать ПЧ с непосредственной св зью с раширенным диапазоном выходных частот и простым узлом искусственной коммутации . Количество тиристоров в уапе искусственной коммутации уменьше Ю до четьфех, отсутствуют зар дные дроссели. При этом значительно упрощаетс система управлени преобразователем, что повышает надежность работы всего устройства . Формула изобретени Преобразователь частоты с непосредственной св зью и искусственной коммутацией , содержащий m основных тиристорных мостов и общий узел искусственной коммутации, состо щий из двух вспомогательных вентнльных мостов, между входньгми выводами которых включены цепочки из последовательно соединенных двух коммутирующих конденсаторюв, и распределительные вентюш, причшд вьшоды ИСЮ-РОЯННОГО тока вспомогательных мостов св заны с одноименными по пол рности выводами ocHOBHbix мостов через две грутшы распределительных вентилей, аноды и катоды которых объединены, сортветстветю , в общие точки, Выводы переменного тока основных мостов и ойзше точ1ш соединени коммутирующих конденсаторов образуют входные вьгеоды преобразовател , а каждый .из вьгход1лых вьгоодов преобразовател через дроссели подключен к выводам посто нного тока одного из основных мостов , отличающийс тем, что, с целью расширени частотного диапазона и снижени потерь в узле искусственной 75 О коммуташп, он снабжен дополнительными тиристорами, включенными в провод щем направлении между одноименными выводами посто нного тока вспомогательных мостов и упом нутыми точками объединени анодов и катодов, а вспомогательные вентютьные мосты вьшолнены неуправл емыми . Источники информашш, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 213958, кл Н 02 М 5/ЗО, 1965, A direct-link frequency converter is known, containing — diode and cathode groups of power thyristors, two artificial switching nodes with charged DC sources, and an auxiliary distribution thyristor bridge, the DC diagonal of which is connected to the nodes of artificial commutation cells, each of which contains three capacitors connected in a star, the rays of which are connected to the terminals for connecting the phases of the network, and the common point of the charging sources of the current is connected to the terminal for connecting the zero network wires h. The disadvantage of this IF is the complexity of the artificial switching node due to the large number of distribution and charging thyristors (8 pcs.) And the presence of two DC sources for charging the switching capacitors. The presence of an idle recharge of switching capacitors in the interconnecting intervals reduces the frequency range of the inverter and causes an increase in losses in the artificial switching node. The closest suggested artificially switched inverter does not contain charging sources of direct current, has a smaller number of distribution and charge thyristors (7 pcs.) . It contains the main thyristor bridges and a common artificial switching node consisting of two auxiliary semi-controlled valve bridges, between the input terminals of which include chains of two switching capacitors connected in series, distribution valves, charging thyristors and a choke. At the same time, the DC outputs of the auxiliary semi-controlled bridges are connected to the polarity-like outputs of the main bridges through two groups of distribution gates, the anodes of which are combined, respectively, in common points, and the over-concentrated current terminals of the main bridges and common connection points of commutator capacitors form the input pins of the converter 4. Although in the switching node of the given inverter there is a fire; the sources of direct current are lost, it contains a large number of switching thyristors (7 pcs.) and a choke that complicates and inverter control system with shzhaet reliability. In addition, the need for idle restarting of commuting capacitors will blunt the narrowing of the range of output chpk ;; t IF and the loss of loss in the node of the efficacy switching, because the frequency is doubled. 7 04 The purpose of the invention is to expand the frequency range of the converter and lower the loss in the artificial switching unit by half. This goal is achieved by the fact that the known frequency converter with direct connection and artificial switching, containing the main thyristor bridge bridges and a common switching unit consisting of two auxiliary bridges, between the input terminals of which are connected chains of two series-connected switching capacitors, and distribution valves, and the DC outputs of the auxiliary bridges are connected with the same-polarity terminals of the main bridges through two groups The gates, the anodes and cathodes of which are combined respectively into a common point, the AC outlets of the main bridges and the common connecting points of the switching capacitors form the input terminals of the converter, and each of the output terminals of the converter is connected via chokes to the DC terminals of one of the main bridges. thyristors connected in the conductive direction between the similar DC terminals of the auxiliary bridges and the aforementioned anode-cathode points, and auxiliary valve bridges are uncontrollable. . FIG. 1 shows a diagram of the proposed IF with direct connection and artificial switching in case of power supply from a three-phase network; in fig. 2 pulse diagrams of control of power and switching thyristors of the converter; in fig. 3 is the same for the case where the voltage across the load is regulated in a pulse-width manner. The inverter in each phase is built according to the zero scheme and contains three main thyristor bridges on the gates 1-18. The switching unit of the converter contains three chains of two series-connected switching capacitors 19-2О, 21-22, 23-24, the common connection points of which are connected to converter inputs, two groups of distribution valves 2527 and 28-ZO, the anodes and cathodes of which are combined, respectively, into common points, inductors 31-36, which form the output terminals of the converter, two auxiliary valve bridges on diodes 37- 48, int input vyvo {ak and kotche ryh included chains commuting capacitors 19-24 and between odnoik-se GOVERNMENTAL pin d.c. of auxiliary bridge and dots obed1sheni anodes and cathodes are included in provodzptse direction thyristors 49-52. The converter works as follows. Suppose that thyristors I, Yu, 16 are in the current state of the fuse capacitor, the voltage on the capacitors is polarity indicated without brackets, and the load is active-inductive, the inclusion of power thyristors, for example, 2, 11, 1 can be carried out only after ga sheni previously open thyristors. For this, the manager pulses are applied to thyristors 49-52 (see Fig. 2) and the voltage of the reverse polarity capacitors 19-24 is applied to the thyris TopaiM 1, 10, 16 through distribution diodes 25-ZO. In this case, only two switching thyristors are switched on, which are currently affected by positive anode voltage, for example, 49 and 52. The oscillatory overcharge process of switching capacitors occurs in a network in the load circuit: capacitors 19, 21, 23 — diodes 37, 38, 39 - thyristor 49 - distribution diodes 25, ZG, 27 - chokes 3136 - diodes 28, 29-ZO - thyristor 52 diodes 46-48 - capacitors 2О, 22, 24. At the end of the recharge, the capacitors acquire the polarity shown in FIG. I in brackets. This polarity is used in subsequent cycles to quench the next power thyristors entering into operation (see Fig. 2). If the pulse width is controlled by the voltage (see Fig. 3), for the time of the pause, the power thyristors are connected to one line of the network, for example 1 (4), 8 (11), 15 (18) . A short-circuited circuit is formed to close the reactive load current. Turning off the mentioned thyristors is carried out as described above by unlocking the thyristors 4952 (see Fig. 3). Further, the approved cycles are repeated and the switching of the thyristors of the conversion l306 is performed according to the diagram (Fig. 3). The initial charge of cocks {m bee capacitors is achieved by unlocking t} of fistors 49-52, for example, for capacitors 2O, 21 along the circuit: capacitor 20 - diode 45 - tristor 51 diodes 25-27 - chokes 31-36, diodes 28- 30 - battery 50 - diode 41 - capacitor 21 - network (phases B and C) capacitor 20. - Since the process of oscillating overcharging and switching capacitors occurs in the network, there is no energy accumulation in the switching capacitors, and therefore no special means to limit the voltage on the comm wiping capacitors. The energy losses in the recharging circuit are recouped due to the flow of reactive load current through the switching node in the quenching interval of the power thyristors. If the moment of switching on the power tyris1x1pvs, which enter into operation, can be regulated, the voltage value at the switching covdensators at the required level can be limited (see Fig. 2). In the case of P1pulse regulation, the voltage on the switching capacitors is limited, the switching times of, for example, T1fistors 1 (4), 8 (11), 15 (18) during the pause are regulated. The use of the invention makes it possible to create an IF with direct communication with the extended output frequency range and a simple artificial switching node. The number of thyristors in the wake of artificial commutation is reduced to 10 hours, there are no charge chokes. This greatly simplifies the converter control system, which increases the reliability of the entire device. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Direct-coupled frequency converter with artificial switching, containing m main thyristor bridges and a common artificial switching node, consisting of two auxiliary ventilation bridges, between the input terminals of which are connected chains of two series-connected commutating capacitors connected in series, and distribution ventilation ports, connected The UT-ROYED auxiliary bridges are connected with the same-named polarity of the ocHOBHbix bridges through two distribution valves her, the anodes and cathodes of which are combined, respectively, into common points, the AC terminals of the main bridges and the points above the junction of the switching capacitors form the input terminals of the converter, and each of the down converters is connected to the DC terminals of one of the main bridges, characterized in that, in order to expand the frequency range and reduce losses in the 75 O commutator unit, it is equipped with additional thyristors connected in the conducting direction between one the nominal DC outputs of the auxiliary bridges and the aforementioned points of anodes and cathodes, and the auxiliary vent bridges are filled with uncontrolled. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 213958, CL H 02 M 5 / ZO, 1965,
2.Авторское свидительство СССР № 264527, кл. Н .02 М.7/52, 1968. 2. Author's date USSR № 264527, cl. H.02 M.7 / 52, 1968.
3.Авторское свидетельство СССР № 476646, кл. Н О2 М 5/22, 1973. 3. USSR author's certificate number 476646, cl. H O2 M 5/22, 1973.
4.Авторское свидетельство СССР № 492983, кл. Н О2 М 5/28, 1973.4. USSR author's certificate number 492983, cl. H O2 M 5/28, 1973.
Фиг. 2FIG. 2
Фи9.3Fi9.3