SU951599A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к тиристорным преобразовател м частоты с защитой от сверхтоков.

Известны преобразователи частоты со звеном посто нного тока, в которых защита от сверхтоков осуществл етс  с помощью устройств принудительного гашени  тиристоров управл емого выпр мител  либо посредством ключа посто нного тока на выходе выпр мител .

Известен преобразователь частоты, содержащий выпр митель на управл емых вентил х , автономный инвертор с индуктивным фильтром на входе, диод, подключенный параллельно входным зажимам инвертора, и две гас щие цепи, кажда  из которых содержит конденсатор с цепью подзар да, дроссель, тиристор и три разделительных диода 1.

Однако данный преобразователь сложен и не обладает достаточной надежностью вследствие использовани  управл емого выпр мител  и двух отдельных устройств принуди-тельного гащени  анодной и катодной групп вентилей.

Известен также преобразователь частоты , содержащий выпр митель, автономный инвертор с индуктивным фильтром на входе и гас щую цепь, состо щую из конденсатора с цепью подзар да, дроссел  и тиристора , соединенных последовательно, а также проходной тиристор в цепи посто нного тока , причем гас ща  цепь подключена параллельно проходному тиристору 2.

При питании от сети с.заземленной нейтралью данна  схема в случае короткого за10 мыкани  на землю не обеспечивает защиту сети и собственных элементов от сверхтоков .

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  преобразователь частоты, содержащий выпр 15 митель, к выводам посто нного тока которого подключен узел ограничени  сетевых перенапр жений , автономный инвертор с индуктивным фильтром на входе, диод, подключенный параллельно входным выводам

Claims (3)

1. 20 инвертора, узел гащени , состо щий из конденсатора с цепью подзар да, дроссел  и тиристора, соединенных последовательно, а также проходной тиристор в цепи посто нного тока 3. При аварийном отключении инвертора от выпр мител  в данной схеме происходит запирание проходного тиристора с помощью узла гашени . Однако при питании преобразовател  от -сети с заземленной нейтралью короткое замыкание на земле одной из шин выпр мител  приводит к неограниченному нарастанию тока, протекающего через вентильную группу выпр мител , соединенную с шиной, в которой отсутствует проходной тиристор, на земле непосредственно через упом нутую шину либо через вентили инвертора. Это снижает надежность преобразовател  частоты. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности при питании от сети с заземленной нейтралью. Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь частоты, содержащий выпр митель , узел ограничени  перенапр жений , выполненный в виде последовательно соединенных диода и конденсатора, включенный на выходе выпр мител , проходной тиристор, включенный последовательно в цепь одного из полюсов посто нного тока выпр мител , узел гашени , выполненный в виде последовательно соединенных гас щих конденсатора с блоком подзар да, дроссел  и тиристора, автономный инвертор со входным индуктивным фильтром, зашунтированный на входе обратным диодом, и датчик аварийного сигнала, выход которого св зан с управл ющим переходом гас щего тиристора, снабжен дополнительным проходным тиристором, включенным последовательно в цепь другого полюса посто нного тока выпр мител , каждый проходной тиристор защунтирован введенным дополнительным обратньш диодом, а узел гашени  подключен к входу инвертора. В узле гащени  могут быть использованы два гас щих тиристора, между которыми последовательно включен гас щий конденсатор , при этом блок подзар да выполн етс  в виде диодно-конденсаторного выпр мител -умножител  напр жени . Узел гащени  может быть также выполнен в виде резисторно-конденсаторного моста с гас щими тиристором и дросселем в диа гонали. Подзар д гас щего конденсатора можно производить через дополнительный резистор от конденсатора угла ограничени  перенапр жении. На фиг. 1 и фиг. 2 показаны варианты принципиальной схемы преобразовател  часПреобразователь частоты (фиг. 1) содержит выпр митель на диодах 1-6, к выводам посто нного тока выпр мител  подключен узел ограничени  сетевых перенапр жений , состо щий из диода 7, конденсатора 8 и резистора 9. Автономный инвертор 10 имеет индуктивный фильтр 11, 12 на вхбде и диод 13, подключенный параллельно входу инвертора. На входе инвертора включен также узел гашени , состо ш,ий из конденсатора 14 с блоком подзар да 15, дроссел  16 и тиристора 17. Инвертор св зан с выпр мителем через проходные тиристоры 18 и 19, зашунтированные обратными диодами 20 и 21. Датчик аварийного сигнала 22 включен также на входе инвертора. Выход его через формирователь аварийных импульсов 23 св зан с управл ющим переходом тиристора 17. На фиг. 2 приведен другой вариант схемы преобразовател , не требующий отдельного источника подзар да конденсатора узел гашени . Узел гащени  выполнен в виде .моста, два противоположных плеча которого образованы конденсаторами 14, 24, два других - резисторами 25 и 26, в диагональ включены дроссель 16 и тиристор 17, и параллельно проходным тиристорам 18 и 19 подключены резисторы 27 и 28. В схему может быть дополнительно введен резистор 29, св зывающий между собой конденсаторы 8 и 24. При нормальной работе преобразовател  (фиг. 1) проходные тиристоры 18, 19 включены и провод т ток, потребл емый инвертором 10, а конденсатор 14 с помощью блока подзар да 15 зар жен до напр жени , превышающего напр жение выпр мител . В частности, при использовании в цепи подзар да 15 диодно-конденсаторного удвоител  напр жени  напр жение на конденсаторе 14 вдвое больше выпр мленного напр жени . В случае возникновени  аварийной ситуации (например, короткого замыкани  шины выпр мител  на землю) на тиристор 17 с формировател  23 поступает отпирающий испульс. Тиристор 17 включаетс  и через него протекает синусоидальна  полуволна тока перезар да конденсатора 14, котора  протекает сначала по контуру дроссель 16 - тиристор 18 - диод 7 - конденсатор 8 и тиристор 19 - тиристор 17, а после спадани  тока в тиристорах 18 и 19 до нул  - по контуру дроссель 16 - диод 20 - диод 7 - конденсатор 8 - доод 21 - тиристор 17. Амплитуда.тока перезар да пропорциональна разности напр жений на конденсаторах 14 и 8 и обратно пропорциональна волновому сопротивлению контура перезар да. Эти параметры выбираютс  таким образом, чтобы амплитуда тока в гас щей цепи была заведомо больше максимального тока в шйнах выпр мител . В течение времени протекани  тока по диодам 20 и 21 происходит восстановление запирающей способности проходных тиристоров. После выключени  диодов 20 и 21 выпр митель отключаетс  от инвертора. При этом происходит разр д конденсатора 14 током, проход щим через индуктивный фильтр инвертора 11 и 12. После уменьшени  напр жени  на конденсаторе 14 до нул  этот ток продолжает протекать через диод 13, медленно уменьша сь, что предотвращает возникновение перенапр жений на.дроссел х 11 и 12. Таким образом, данна  схема позвол ет с помощью одного узла гашени  одновременно отключить от инвертора оба зажима выпр мител , что исключает развитие сверхтоков при коротком замыкании на землю. Преобразователь, схема которого изображена на фиг. 2 - работает аналогично и отличаетс  выполнением узла гащени . .В нем предварительный подзар д конденсаторов осуществл етс  через резисторы 25 - 28. При включении тиристора 17 конденсаторы 14 и 24, каждый из которых зар жен до напр жени  выпр мител , оказываютс  включенными последовательно в контур гащени  проходных тиристоров, причем напр жени  на конденсаторах суммируютс . Преобразователь не требует высоковольтного источника подзар да и поэтому более прост и надежен. Введение резистора 29 позвол ет уравн ть напр жени  на конденсатоpax 8 и 24 и избежать уменьшени  времени восстановлени  проходных тиристоров, которое наблюдаетс  при повышении напр жени  на конденсаторе 8 вследствие зар да его напр жением пульсаций, возникающих при работе инвертора. В установках индукционного нагрева повыщенной частоты применение такого преобразовател  позвол ет повысить надежность работы, так как большинство отказов вызываетс  коротким замыканием индуктора на заземленные металлические части кон-, струкций. Кроме того, преобразоваль имеет повышенную надежность аварийного отключени  при срыве инвертировани , так как в нем используютс  два последовательных ключа в цепи посто нного тока, а напр жени , прикладываемые к каждому из них, вдвое ниже, чем в известном преобразователе .: Формула изобретени  1. Преобразователь частоты, содержащий выпр митель, узел ограничени  перенапр жений , выполненный в виде последовательно соединенных диода и конденсатора, включенный на выходе выпр мител , проходной тиристор, включенный последовательно в цепь одного из полюсов посто нного тока выпр мител , узел гащени , выполненный в виде -Гюследовательно соединенных гас щих конденсатора с блоком подзар да , дроссел  и тиристора, автономный инвертор с входным индуктивны.м фильтром, зашунтированный на входе обратным диодом , и датчик аварийного сигнала, выход которого св зан с управл ющим переходом гас щего тиристора, отличающийс  тем, что, с целью повыщенй  надежности при питании от сети с заземленной нейтралью, он снабжен дополнительным проходным тиристором , включенным последовательно в цепь другого полюса посто нного тока выпр мител , каждый проходной тиристор защунтирован введенным дополнительным обратным диодом, а узел гашени  подключен к входу инвертора. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что в узел гашени  введен дополнительный гас щий тиристор, включенный последовательно с гас щим конденсатором , причем гас щий конденсатор включен между двум  Гас щими тиристорами, а блок подразр да выполнен в виде диодно-конденсаторного выпр мител -умножител  напр жени , вход которого соединен с входом выпр мител . 3.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что в узел гашени  введены дополнительный конденсатор и два резистора, конденсаторы и дроссели узла гашени  образуют мост, в два противолежащих плеча которого включены резисторы, в два других плеча - конденсаторы, а в диагональ - гас щие тиристор и дроссель, причем проходные тиристоры зашунтированы дополнительно введенными резисторами. 4.Преобразователь по п. 3, отличающийс  тем, что в него введен дополнительный резистор, включенный между общей точЛ)й диода и конденсатора узла ограничени  перенапр жений и общей точкой резистора, тиристора и конденсатора узла гащени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. «Тиристорные преобразователи частоты дл  индукционного нагрева металлов. Труды УАИ. Вып. 39, Уфа, 1972, с. 108-116. .
2. 2. «Тиристорные преобразователи частоты дл  индукционного нагрева металлов. Труды УАИ. Вып. XXII, Уфа, 1971, с. 65-81.
3. 3. «Тиристорные преобразователи частоты дл  индукционного нагрева металлов. - Межвузовский научный сборник.Уфа, 1979, № 9, с. 63-68. ДЗА5А

   U

   о 7У