SU843134A1 - Преобразователь частоты с квази-ОдНОпОлОСНОй пОдул циЕй - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С КВАЗИОДНОПОЛОСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано , например, при построении устройст в дл  преобразовани  многофазного напр жени  одной (стабильной или измен ющейс ) частоты в многофазное регулируемое или стабилизированное по величине напр жение другой (регулируемой или стабилизированной) частоты.

Устройство с такой функциональной характеристикой примен етс  в различного типа частотно-управл емых электроприродах, дл  питани  линейных двигателей в установках электромагнитного перемешивани  ж-здких металлов, а также при решении задачи получени  стабильной частоты при переменной скорости вращени  привода генератора ,на автономных подвижных объектах.

Известны преобразователи, обеспечивающие преобразование одной частоты в другую и регулирорание величины преобразованного выходного напр жени . Это преобразователи частоты со звеном посто нного тока и преобразователи частоты с непосредственной св зью Ш, Г21 и Гз}.

Недостатками преобразователей частоты (ПЧ) первого типа  вл ютс  сравнительно низкое качество преобразованного напр жени  (типичный коэффициент гармоник напр жени  пор дка 0,3), а также схемотехническа  усложненность или ухудшение массогабаритных показателей в тех случа х, когда требуетс  обмен

0 реактивной и активной мощностью нагрузки с сетью.

ПЧ с непосредственной св зью, выполн емые на тиристорах с естественной коммутацией, имеют. ограниченные функциональные возможности,

так как не позвол  зт получить частоты больше (0,25r-0,3)fVCгдe f-, - час . тота напр жени  питающей сети), а также имеют довольно сложную систему

0 управлени  с непосредственной св зью на тиристорах с искусственной коммутацией позвол ют получить частоты выше частоты питающей сети, однако

5 схемы по-прежнему характеризуютс  сравнительно большим значением коэффициента гармоник напр жени 

(0,31).

Кроме того ПЧ, выполн емые на тиристорах с искусственной коммутацией , имеют увеличенную массу и габариты (из-за наличи  блока искусственноП коммутации).

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь частоты с квазиоднополосной модул цией с суммированием в общем контуре (ПЧ с КМ с сок). Этот преобразователь содержит m модул торов, выполненных в виде однофазных инверторных  чеек на .полностью управл емых ключах с двухсторонней проводимостью, и блок управлени , включающий в себ  задающий генератор, распределитель импульсов и усилительно-разв зывающий узел, выходами подключенный к управл ющим соответствующих ключей модул торов . Силовые входы модул торов образуют входные выводы преобразовател  дл  подключени  их к соответствующим фазам m фазной сети, а выходные выводы каждого модул тора подключены к первичной обмотке одного из m трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно , образу  цепь, соединенную с выходнь1ми выводами преобразовател  Гз.

К недостаткам такого преобразовател  следует отнести невысокое качество его выходного напр жени , а также большие габариты трансформаторов ,

. Цель изобретени  - улучшение качества выходного напр жени  путем уменьшени  его коэффициента гармоник а также улучшение массо-габаритных показателей путем уменьшени  массы трансформаторов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе частоты с квазиоднополосной модул цией, содержащем m модул торов, выполненных в виде однофазных инверторных  чеек на полностью управл емых ключах с двухсторонней проводимостью, и блок управлени , состо щий из последов .ательно св занных между собой Зсщакмчего генератора, основного распределител  импульсов, выполненного по схеме пересчетного кольца, и усилительно-разв зыва1эдего узла, выходы которого подключены к управл ющим входам соответствующих ключей модул  торов, причем силовые входы каждого модул тора образуют силовые входные выводы преобразовател  дл  подключени  их к соответствующим фазам тфазной сети, а выходные выводы каждого модул тора подсоединены к первичной обмотке одного из m трансформаторов , последовательно соединенные вторичные обмотки которых образуют цепь,св занную с выходными выводамк преобразовател ,первичные обмотки каждого из m трансформаторов выпонены с отпайка ли, соединенными с силовыми входами соответствующего данному трансформатору модул тора

через дополнительно введенные ключи с двухсторонней проводимостью, блок управлени  снабжен .дополнительным распределителем импульсов и основным логическим узлом, формирующим заданные последовательности импульсов дл  управлени  ключами мо дул торов и подключенным своими входами к соответствующим выходам основного и дополнительного распределителей импульсов, а выходгили св занным со входами усилительноразв зывающего узла, причем входы дополнительного и основного распределителей импульсов подключены к выходу задающего генератора, первый непосредственно, а второй - через дополнительно введенный делитель частоты .

При т 3 первичные обмотки каждого из трех трансформаторов выполнены с одной отпайкой, дел щей обмотку на две части, числа витков которых W и WJ, отвечают соотношению V;: Wj, 1 : 1,3В.

Числа витков W и W , отвечают соотношению U 1 : 1.

Кроме того, преобразователь снабжен демодул тором, выполненным по схеме однофазного мостового инвертора на управл емых ключах с двухсторонней проводимостью, силовыми входными выводами, подключенными к упом нутой цепи из последовательно соединенных вторичных обмоток трансформаторов , а выходными выводами образующими выходные выводы преобразовател , а также триггером со счетным входом и дополнительным логическим узлом, включенным между выходами основного и логического входами усилительно-разв зывающего узлов, причем счетный вход триггера подключен к выходу задакмдего генератора , а его выход через усилительноразв зывающий узел .св зан с управл ющими входами ключей, демодул тора.

Первичные обмотки каждого из трех трансформаторов выполнены с двум  отпайками, дел щими обмотку на три части, числа витков которых wJ , w, w отвечают .соотношению 1 : W) : w. 1 : 1,045 : 4,1, а упом нута  цепь из последовательно соединенньох вторичных обмоток трансформаторов подключена к НЕСХОДНЫМ силовым выводам преобразовател  непосредственно .

На фиг.1 представлен вариант струтурной схемы силовой части ПЧсКМ с СОК при т ЗСа) и временные диаграммы , по сн ющие формирование сигналов управлени  ключами модул торов (б); на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие формирование выходного напр жени  преобразовател  на фиг.1) на фиг.З - структурна  схема блока управлени  преобразовател  на фиг.1, на фиг.4 - вариант структурной схемы силовой части ПЧ с КМ с СОК с прмежуточным высокочастотным (ПВЧ) пробразованием (а) и временные диаграммы , по сн ющие формирование сигналов управлени  ключами модул торов (б); на фиг,5 - временные диаграммы , по сн ющие формирование выходного напр жени  преобразовател  на фиг.4; нафиг,6 - структурна  схема блока управлени  преобразовател  на фиг.4; на фиг.7 - форма кривой модулирующего воздействи  дл  ПЧ с Ю4 с СОК, первичные обмотки трансформаторов которого выполнены с двум  отпайками (т 3),

Рассмотрим конкретный пример выполнени  преобразовател  с т 3.

Предлагаемый преобразователь (фиг,1) содержит три модул тора 1-3, выполненные в виде однофазных инверторных  чеек на полностью управл емых ключах с двухсторонней проводимостью 4-21. Силовые входы 22-25 модул торов образуют входные выводы преобразовател  дл  подключени  его к трехфазной сети. Силовые выходы 26-34 ка}кдого модул тора подключены к первичным обмоткам 3537 одного из трех трансформаторов 38-40. Вторичные обмотки 41-43 трансформаторов 38-40 соединены последовательно , образу  цепь, подключенную к выходным выводам 44 и 45 преобразовател .

Блок 46 управлени  (фиг,3) содержит задающий генератор 47, делитель 48 частоты, основной 49 и дополнительный 50 распределители импульсов , логический узел 51,, состо щий из трех идентичных каналов 5254 и усилительно-разв зывшощий узел 55. Выход задающего генератора 47 подключен ко входу дополнительного распределител  50 импульсов и ко входу делител  48 частоты, выход которого подключен ко входу основного распределител  импульсов 49. Выходы основного 49 и дополнительного 50 распределителей импульсов соединены со входами логического узла 51, каждый из трех идентичных каналов 52-54 которого состоит из четырех двухвходовых логических элементов ИЛИ 55-58, двух логических элементов НЕ 59 и GO и св зан своими выходами через усилительно-разв зывающий узел 61 с управл ющими входами соответствующих ключей модул торов 1-3.

На фиг.1 б приведены временные диаграммы, по сн ющие формирование сигналов управлени , ключами модул торов преобразовател  по фиг.1 и напр жений на; вторичных обмотках трансформаторов. На диагра1 5ме обозначены: напр жение иа фазы А исходной сети; сигналы Уд -г Мд управлени  ключами 4-9 модул торов,- напр жение и на вторичной обмотке 41 трансформатора 38/ сигналы а-1 на выходах дополнительного распределител  импульсов 50 (фиг.З).

На диагрс1М ле фиг,2 обозначены модулирующие воздействи  д i . , напрюхени  U, т U на, вторичных обмотках 41-43 трансформаторов 3840 , выходное напр )хение U-j преобразовател .

Преобразователь работает следующим ббразом.

0

Выходное напр жение Uij. преобразовател  получают суммированием напр жений на вторичных обмотках 41-43 трансформаторов 38-40

П,} rti, 3 .

Й 1/ МГ|Г/

5

i.- номер фазы, где

частичное напр жение. Формирование частичных напр жений и по сним на примере модул тора

0 1, нагруженного на трансформатор 38, При подключении питани  к блоку управлени  и к силовой части преобразовател  на управл ющие входы ключей 4-9 модул тора 1 поступают сиг5 налы управлени  V4 - Vg , формирование которых осутчествл ют в логическом узле суммированием соответСТВУ1ЭДИХ сигналов (Ь, е, h, k, n, V на фиг.З), поступаюищх с выходов

0 основного 49 и дополнительного 50 распределителей импульсов

V. b+ e-t- V

+ fe-t- n V b + e V 4г

V

и

40

(фиг.1б) отHa интервале

-1

крыты ключи 4-9 модул тора 1. Напр 5хение питани  прикладываетс  ко всей обмотке 35 трансформатора 38,

5 и на вторичной обмотке 41 формируетс  перва  ступень напр )хени  uL В момент времени t запирают ключ 4 и открывают ключ 6, Напр жение пи0 тани  при этом прикладываетс  к части первичной обмотки 35, что приводит к увеличению коэффициента трансформ.ации трансформатора 38, а на вторичной обмотке 41 формируетс  втора  ступень напр жени  U/j,

5 ( интервал ц- t/j на фиг,1б). Дальнейшее формирование напр жени  U происходит аналогично в соответствии с временными диаграммами, приведенными на фиг,16,

0

Модификацией преобразовател  фиг.1а может быть преобразователь с ПВЧ преобразованием, структурна  схема силовой части которого приведена на фиг.4а. В этом преобразо5 вателе цепь из последовательно соевыводам преобразовател  непосредственно .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 238656, кл, Н 02 М 5/27, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 309435, кл. Н 02 М 5/27, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 325671, кл. Н 02.М 5/27, 1972.

А 0п .1

4.Авторское-свидетельство СССР 169663, кл. Н 02 М 5/27, 1965.

5.Мыцык Г.С., Сеньке В.И., Скрбченко В.М. Построение, анализ и возможности применени  преобраэовате лей частоты с кваэиоднополосной модул цией . Сб. Автоматизаци  управлени  организационными и техническими системами, Томск, Изд-во Томского университета, 1979, с, 175183 .

6

r йц

843134.

V-l/

fut.7

Составитель И. Никитин Редактор Ю. Середа Техред 3.Фанта; Корректоре.

«,«, - «.«.«..------ - ------

заказ 5157/77 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна  4

843134

Date : 03/05/2001

Number of pages : 4

Previous document : SU 843015

Next document : SU 843017

Claims (1)

1. ную времени интегратора во много раз . больше периода поступающих импульсов и заряжают конденсатор узкими импульсами. Выбор порога срабатывания близким к величине напряжения питания приводит-к тому, что крутизна экспоненциального напряжения на накопительном конденсаторе вблизи точки срабатывания порогового элемента становится очень незначительной, что приводит к нестабильности выдержки времени устройства.

   Цель изобретения - повышение стабильности работы реле времени.

   Поставленная цель достигается тем, что в реле времени, содержащем последовательно соединенные параметрический стабилизатор напряжения, широтно-импульсный модулятор на тиристоре, в переход управляющий электрод-анод которого включены постоянный и переменный резисторы, в переход управляющий электрод-катод включен конден’сатор, интегратор на диоде, реэисто-