Полупроводниковый преобразователь частоты
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик > о-, клио г, Зависимое от авт, свидетельства № 184967
Заявлено 05.Х.1965 (№ 1030912/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 20.111.1968. Бюллетень № 11
Дата опубликогания описания 5Х1.1968
Ел. 21d2 14/02
МПК Н 02m
УДК 621.314.27 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
В. T. Загорский
Заявитель
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ
Известны полупроводниковые преобразователи частоты по основному авт. св. № 184967, выполненные по схеме с непосредственной связью на тиристорах и содержащие задающий генератор, индикатор полярности напряжения питающей сети, индикатор тока в нагрузке и узел коммутации с коммутирующим конденсатором. Одна обкладка конденсатора соединена с выходом фазы преобразователя, а другая подсоединена к питающей сети с помэщью двух кремниевых вентилей через выпрямительный трехфазный мост и реакторы, шунтированные диодами, включенными в обратном направлении.
В предлагаемом преобразователе с целью упрощения и повышения надежности, входные обмотки индикатора полярности напряжения, выполненного в виде трансформатора, подключены к питающей сети, а его выходные обмотки через развязывающие диоды — к управляющим электродам силовых тиристоров преобразователя, выходы задающего генератора через узел токовой блокировки подключены к электродам управляющих тиристоров, каждый из которых через развязывающие диоды соединяет электроды трех силовых тиристоров группы с их анодами.
Для устойчивости инвертирования трехфазпая обмотка индикатора полярности напряжения соединена в зигзаг, а вторичная обмотка— в шестилучевую звезду.
На чертеже представлена схема преобразователя частоты.
Он содержит три фазных блока I, 2, 8, источник постоянного тока 4, задающий генератор (генератор вентильHbIx импульсов) 5 и гснератор инверторных импульсов (ипдикатор полярности напряжения) 6.
Каждый из фазных блоков содержит катодную и анодную группы силовых тиристоров 7 и 8.
Силовые тиристоры, источник постоянного тока и генератор инверторных импульсов подключены непосредственно к трехфазной питающей сети, а коммутирующие тиристоры 9 фазных блоков питаются постоянным током от источника постоянного тока.
1-1а входы 10 и 11, 12 и 18, 14 и 15 соответственно фазных блоков 1, 2, 8 поступают вентильные управляющие сигналы от генерато2-,. ра 5, сдвинутые на угол —, частота и скважность которых изменяется по заданному закону. На управляющие электроды силовых тиристоров 7 и 8 через разделительные диоды 16 поступают инверторные управляющие сигналы с выходов 17, 18, 19, 20, 21 и 22 генератора 6, частота которых равна частоте питающей сети, 30 скважность постоянна и равна 3, опережающее
213957
65 анодное напряжение на соответствующих анодах на угол л+ и, где и= 10 — 20 электрических.
Принцип работы системы управления преобразователем заключается в следующем. При отсутствии управляемых сигналов от генератора ". все силовые и управляющие тиристоры заперты.
Допустим, что в начальный момент времени на выходе 10 генератора 5 появился положительный прямоугольный импульс. Через разделительные диоды 23 и 24 и диффсренцирующий конденсатор 25 этот импульс отпирает вспомогательный тиристор 26, а через разделительные диоды 27, 28 и 29 — промежуточный триод 80. В результате положительный потенциал поступит на управляющий электрод управляющего тиристора 81, который, открывшись, соединит катодную группу источника постоянного тока 4 через разделительные диоды 82 и 83 с управляющими электродами линейных тиристоров катодной группы. Вследствие этого анод одного из тиристоров 7, у которого в этот момент будет максимальный положительный потенциал, соединится с управляющим электродом, что приведет к отпиранию тиристора.
По цепи, образованной тиристором 7, диодами 34, 85 и 36, конденсатором 37 и тиристором 26, на управляющий электрод коммутирующего тиристора 9 поступит положительный потенциал, тиристор откроется, и конденсатор
3i зарядится до напряжения, близкого к напряжению на выходе источника 4. Одновременно через диод 84 ток потечет в нагрузку 88, так как в другом фазном блоке в этот момент окажется открытой анодная группа силовых тиристоров. 1 от же положительный потенциал попадает на базу триода 89, обеспечивая его надежное запирание.
При протекании тока через диод 84 с его анода через разделительный диод 40 на базу триода 89 поступает положительный по отношению к эмиттеру потенциал, превышающий по величине потенциал от управляющего сигнала, что обеспечивает надежное запирание триода 89 в течение всего времени протекания тока через диод 84, независимо от полярности управляющего сигнала.
i 1çìåíåHèå полярности управляющего сигнала генератора 5 вызывает перезаряд конденсатора 25 через разделительные диоды 41 и .2 л2 и управляющий переход тиристора 48„вследствие чего тиристор -13, опираясь, соединяет анод коммутирующего тиристора 9 с его управляющим электродом. Это способствует отпиранию и включению коммутирующего конденсатора 87 через катодную группу диодов источника 4 и токоограничивающий дроссель
44 между анодом и катодом открытого в данный момент линейного тиристора 7, который запирается. Одновременно через диоды 45, 34 и 28 запирается управляющий тиристор 81.
Конденсатор 87 перезаряжается током нагрузки, протекающим от плюса источника 4 через
45 тиристор 9 и диоды 45 и 34. Когда ток конденсатора начинает спадать, появляется э.д.с. самоиндукции в нагрузке 88, вследствие чего потенциал катодов тиристоров 7 катодной группы становится ниже наинизшего потенциала питающей сети. При этом один из тиристоров катодной группы, имеющий наинизший потенциал анода, отпирается, так как на его управляющем электроде имеется управляющий сигнал от генератора 6. Вся группа переходит в инверторный режим, коммутация тиристоров в котором осуществляется напряжением сети при поступлении от генератора б опережающих сигналов управления. Когда ток нагрузки 83 падает до нуля, инверторный режим прскращается, на аноде диода 84 исчезает положительный потенциал, снимающий блокировку с триода 89 и позволяющий отпереть анодную группу тиристоров 8. Процесс при отпирании и переводе анодной группы тиристоров
3 и инверторный режим протекает аналогично описанному. Назначение тиристора 46 аналогично назначению тиристоров 31, диода 47— диода 82, диода 48 †ди" 28,,диода 49 диода 29, диода 85 — диода 27. Диод 50 служит для связи катодов катодной группы силовых тиристоров 7 со средней точкой генератора 6, диод 51 отсекает вентильный импульс, диод 52 запирает тиристор 46 при коммутации, а диоды 53 ограничивают э.д.с. самопндукцпи дросселей 44.
Описанная система управления позволяет управлять преобразователем неограниченной мощности с помощью управляющих импульсов весьма малой мощности (порядка милливатт), повышает надежность и минимальный вес, габариты и стоимость управляющих устройств при широком диапазоне выходных частот.
Это в свою очередь делает возможным применение весьма простых и надежных схемы усиления и передачи вентильных импульсов и
;енератора инверторных импульсов б, соединяемых с входами силовых тиристоров 7 и 8 без промежуточных функциональных преобразователей, а также с блокировкой вентильных импульсов и групповых токов.
Предмет изобретения
1. Полупроводниковый преобразователь частоты по авт. свид. М 184967, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, входные обмотки индикатора полярности напряжения, выполненного в виде трансформатора, подключены к питающей сети, а его выходные обмотки через развязывающче диоды — к управляющим электродам силовых тиристоров преобразователя, выходы задающего генератора через узел токовой блокировки подключены к электродам управляющих тиристоров, каждый из которых через развязывающие диоды соединяет управляющие элекгроды трех силовых тиристоров каждой группы с их анодами.
2. Преобразователь по п. 1, отличающийся
213957 тем, что, с целью обеспечения устойчивости инвертирования, трехфазная обмотка индикатора полярности напряжения соединена в зигзаг, а вторичная обмотка — в шестилучевую звезду.
72 о
70 77
Составитель Л. Борисова
Редактор П. Л. Вербова Техрсд Р. М. Новикова Корректоры: Н. И. Быстрова и И. Л. Кириллова
Заказ 1398, 8 Тираж 530 Подписное
ЦНИИГ1И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
Я !
1
1
l
22
I
I
