SU769686A1

SU769686A1 - Тиристорный преобразователь частоты

Info

Publication number: SU769686A1
Application number: SU772510704A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Гричина; Валерий Прокофьевич Крутой
Original assignee: Предприятие П/Я А-7992
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1980-10-07

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике, может быть использовано при построении частотно-управляемых электроприводов.

Известен тиристорный преобразователь частоты, содержащий управляемый источник постоянного напряжения, выходными выводами связанный с шинами питания тиристорного инвертора напряжения, включающего в себя основной мост тиристоров, мост коммутирующих тиристоров, мост диодов обратного тока, коммутирующие LC-цепочки, включенные между выходными выводами основного и коммутирующего мостов, и, по крайней мере, один источник подзаряда, своими выходными выводами связанный с точками объединения анодов и с точками объединения катодов моста коммутирующих тиристоров, причем точка объединения анодов моста коммутирующих тиристоров подключена к плюсовой шине питания инвертора через разделительный диод в непроводящем направлении «[1].

Недостатками известного преобразователя являются относительная его сложность, а также завышенная мощность источника подзаряда.

Целью изобретения являются упрощение устройства и уменьшение установленной мощности источника подзаряда. 30

Поставленная цель достигается тем, что точка объединения катодов моста коммутирующих тиристоров подключена к минусовой шине питания инвертора непосредствен5 но, а плюсовой вывод источника подзаряда подключен к точке объединения анодов моста коммутирующих тиристоров через дополнительно введенный тиристор, при питающей сети переменного тока управля10 емый источник постоянного тока выполнен в виде мостового управляемого выпрямителя, а источник подзаряда образован дополнительно введенной группой вентилей и группой вентилей управляемого моста, со15 единичными по схеме мостового выпрямителя, причем на выходе этого выпрямителя установлен LC-фильтр.

На фиг. 1 представлен предлагаемый преобразователь частоты; на фиг. 2 (а, б, 20 в, г, д, е) — диаграммы напряжений преобразователя.

Преобразователь частоты содержит управляемый выпрямитель 1, состоящий из управляемых вентилей 2—4 и неуправляе25 мых вентилей 5—7, выход которого через силовой фильтр 8, содержащий индуктивность 9 и емкость 10, и токоограничивающее устройство 11, состоящее из дросселя 12 и параллельно включенного диода 13, подключен к входу инвертора 14 на769686 пряжения. Инвертор напряжения 14 включает мост 15 коммутирующих тиристоров 16—21, анодная группа которого через разделительный диод 22 соединена с анодной группой основного моста 23 тиристоров 24—29, а катодная группа моста 15 соединена с катодной группой моста 23, причем встречно-параллельно основному мосту 23 подключен мост 30 диодов 31—36 обратного тока. К общей точке соединения катода разделительного диода 22 с анодной группой моста 15 коммутирующих тиристоров 16, 17, 18 через тиристор 37 подключен фильтр 38, включающий индуктивность 39 и емкость 40, источник 41 подзаряда, образованный неуправляемыми вентилями 7, 6, 5 совместно^: с диодами 42, 43, 44.

Коммутирующие цепи, состоящие из последовательно включенных конденсаторов 45, 46, 47 с дросселями соответственно 48, 49, 50, включены в каждую фазу между общими точками соединения анодов и катодов коммутирующих тиристоров и общими точками соединения анодов и катодов основных тиристоров.

Работает преобразователь частоты следующим образом.

’&1шр^мление сетевого напряжения осущ.е$тШяётся регулирующим выпрямителем 1,' собранным по трехфазной мостовой схеме, и далее сглаживается LC-фйльтром 8, и величина выпрямленного напряжения определяется углом зажигания управляемых вентилей 2—4. Выпрямленное и сглаженное напряжение через токоограничивающее устройство поступает на вход автономного инвертора 14 напряжения.

Рассмотрим процесс коммутации основного тиристора 24 и дозаряда коммутирующего конденсатора 45. Пусть конденсатор 45 заряжен полярностью, указанной на фиг. 1. В момент времени ti на коммутирующий тиристор 16 подается управляющий импульс (фиг. 2,6 и напряжение на конденсаторе 45 уменьшается до нуля (момент /₂) Ток коммутации протекает по цепи 45—48—24—22—16—45. После запирания тиристора 24 ток коммутации замыкается по цепи 45—48—31—22—16—45. В момент времени ί₂ полярность напряжения на конденсаторе изменяется, и конденсатор начинает перезаряжаться до напряжения 771 за счет энергий, накопленной коммутирующим дросселем 48. Напряжение Ui равно {71={7₄о—Δ'(7, где U_i0— напряжение на конденсаторе 40 фильтра подзаряда 38, AU — определяется потерей энергии в коммутирующем контуре. В момент времени t₂ подается импульс на тиристор 37 и основной тиристор 27 и конденсатор 45 дозаряжается до напряжения, равного напряжению на конденсаторе 40 фильтра 38 по цепи 40—39—3.7—-16—45— 48—27—40. После дозаряда конденсатора тиристор 37 выключается, так как ток через него спадает до нуля. Выключение основного тиристора 27 происходит аналогично описанному при включении коммутирующего тиристора 19 (момент ί₆—Г₈), однако подзаряд конденсатора в этой полярности не происходит.

Таким образом, энергия коммутирующего конденсатора пополняется один раз за период выходной частоты преобразователя. Работа остальных двух фаз преобразователя происходит аналогично описанной выше со сдвигом по фазе на 120 и 240 эл. град, периода выходной частоты.

При необходимости преобразователь может быть дополнен рекуляритивным мостом для возврата'энергии в сеть.

Claims

пр жени . Инвертор напр жени 14 включает мост 15 коммутирующих тиристоров 16-21, анодна группа которого через разделительный диод 22 соединена с анодной группой основного моста 23 тиристоров 24-29, а катодна группа моста 15 соел,инена с катодной группой моста 23, причем встречно-параллельно основному мосту 23 подключен мост 30 диодов 31-36 обратного тока. К общей точке соединени ю катода разделительного диода 22 с анодной группой моста 15 коммутирующих тиристоров 16, 17, 18 через тиристор 37 подключен фильтр 38, включающий индуктивность 39 и емкость 40, источник 41 подза- is р да, образованный неуправл емыми вентил ми 7, 6, 5 совместно с диодами 42, 43, 44. Коммутирующие цепи, состо щие из последовательно включенных конденсаторов 2D 45, 46, 47 с дроссел ми соответственно 48, 49, 50, включены в каждую фазу между общими точками соединени анодов и катодов коммутирующих тиристоров и общими точками соединени анодов и катодов 25 основных тиристоров. Работает преобразователь частоты еледующиМ образом. -М)ШрЙмление сетевого напр жени осуьцедтШ етс регулирующим выпр мителем ЗО 1,собранным по трехфазной мостовой схеме , и далее сглаживаетс LC-фильтром 8, и величина выпр мленного напр жени определ етс углом зажигани управл емых вентилей 2-4. Выпр мленное и сгла- 35 женное напр жение через токоограничивающее устройство поступает на вход автономного инвертора 14 напр жени . Рассмотрим процесс коммутации основного тиристора 24 и дозар да коммутиру- 40 ющего конденсатора 45. Пусть конденсатор 45 зар жен пол рностью, указанной на фиг. 1. В момент времени ti на коммутнрующий тиристор 16 нодаетс унравл ющий импульс (фиг. 2,6 и напр жение на кон- 45 денсаторе 45 уменьшаетс до нул (момент /г) Ток коммутации протекает по цепи 45-48-24-22-16-45. После запирани тиристора 24 ток коммутации замыкаетс по цепи 45-48-31-22-16-45. 50 В момент времени /г пол рность напр жени на конденсаторе измен етс , и конденсатор начинает перезар жатьс до напр жени У за счет энергий, накопленной коммутирующим дросселем 48. Напр же- 55 ние Ui равно , где - напр жение на конденсаторе 40 фильтра подзар да 38, -определ етс потерей энергии в коммутирующем контуре. В момент времени з подаетс импульс на тнри- GO стор 37 и основной тиристор 27 и конденсатор 45 дозар жаетс до напр жени , равного напр жению на конденсаторе 40 фильтра 38 по цепи 40-39-37-16-4548-27-40 . После дозар да конденсатора 05 5 45 тиристор 37 выключаетс , так как ток через него Спадает до нул . Выключение основного тиристора 27 происходит аналогично описанному при включении коммутирующего тиристора 19 (момент te-ts), однако подзар д конденсатора в этой пол рности не происходит. Таким образом, энерги коммутирующего конденсатора пополн етс один раз за период выходной частоты преобразовател , Работа остальных двух фаз преобразовател происходит аналогично описанной выше со сдвпгом по фазе на 120 и 240 эл. град, периода выходной частоты. При необходимости преобразователь может быть дополнен рекул ритивпым мостом дл возвратаэнергии в сеть. Формула изобретени 1. Тиристорный преобразователь частоты , содержащий управл емый источник посто нного тока, выходными выводами св занный с шинами питани тиристорного инвертора напр жени , включающего в себ основной мост тиристоров , мост коммутирующих тиристоров, мост диодов обратного тока, коммутирующие LC-цепочки, включенные между выходными выводами основного и коммутирующего мостов, и, по крайней мере, один источник подзар да, своими выходными вывод|ами св занный с точками объединени анодов и с точками объединени катодов моста коммутирующих тиристоров, причем точка объединени анодов моста коммутирующих тиристоров под,ключена к плвдсовой шине питани инвертора через разделительный диод в непровод щем направлении, отл и ча ющи йс тем, что, с целью упрощени его и уменьшени установленной мощности источника подзар да, точка объединен.и катодов моста коммутирующих тирнсторов подключена к минусовой шине питани инвертора непосредственно, а плюсовой вывод источника подзар да подключен к точке объединени анодов моста коммутирующих тиристоров через дополнительно введ,енный тиристор.
2. Преобразрватель частоты по п. 1, oтл и ч а ю Щ, и. и с тем, что при питающей сети переменного тока управл емый источник посто нного тока выполнен в виде, мостового управл .емого выпр мител , а источник подзар да образован дополннтельно введенной группой вентилей н группой вентилей управл емого моста, соединенными по схеме мострвого выпр мител , причем на выходе этого выпр мител установлен LC-фильтр. Щеточники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 406279, кл. Н 02 М 5/42, 05.11.73 (прототнп ).

5.

Ч

J

12

в

Jynp y

Uynp.27

г

Uynp.27

и

ynpjg

ttt t t tstsh S S

at

ai

uf

ai

U)l

Фиг.г