Преобразователь частоты

 

О П И С А Н И Е ()758432 изов итиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик., +( ф 3

1 (°:: Х (6 l ) Дополнительное к;IBT. сеид-ву (22) Заявлено 10.02.78 (21) 2576780/24 — 07 (51) М. Кл.

Н 02 М 5 297 с присоединением заявки ¹

Гооударстввнный комитет (28) Приоритет по делам нзабретенмй и открытий

Опубликовано 23 08 80 Бюллетень ¹ 31 (53) УД К621.316. .722.1 (088.8) Дата опубликования описания 23.08,80 (72) Авторы изобретения

Г. Г. Пивняк, С. И. Выпанасснко и И. И; Пресманн

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (71) Заявитель (54) ПРЕОБУАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к устройствам силовой преобразовательной техники повышенной частоты, в частности к устройствам бесконтактного электровозного транспорта.

Известен преобразователь частоты, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах и инвертор с нагрузкой. Если потребитель энергии расположен на большом расстоянии от источника питания, то КПД системы низок из-за больших потерь в соединительных проводах (1).

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к изобретению является преобразователь со стабилизацией тока нагрузки, содержащий выпрямитель, ннвер15 тор и нагрузку в виде последовательно включенных однотипных потребителей, имеющих цепи регулирования потребляемых мощностей 12).

Недостатком данного преобразователя является то, что регулирование мощности потребителей осуществляется при неизменном токе з цепи нагрузки потребителя. Стабилизация ока исключает их взаимное влияние. Потери мощности не зависят от величины нагруз ки. Это обусловливает низкий КПД преобразователя при малой его загрузке.

Целью данного изобретения является повышение КПД преобразователя посредством регулирования тока в цепи нагрузки в зависимости от потребляемой мощности.

Эта цель достигается тем, что каждый потребитель имеет цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, состоящую из порогового устройства, передатчика, канала связи, приемника, сумматора, регулятора тока, причем пороговое устройство соединено с передатчиком и регулятором, а устройство сравнения через передатчик, канал связи, приемник, сумматор, регулятор тока соединено е инвертором или выпрямителем.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя частоты; на фиг. 2 приведена зависимость выходной величины регулятора ое- входной.

Преобразователь частоты состоит из выпря.

0 мителя 1, инвертора 2 и цепи нагрузки 3, состоящей из нескольких последовательно

758432 включенных однотипных потрсбитслсй, напри. мер из потребителей 4. Потрсбитсль 4 имеет цепь регулирований потребляемой мощности и цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, Цепь регулирования потребляемой мощности потребителя 4 состоит из задатчика мощности 5, блока сравнения 6, регулятора 7. Укаэанные элементы цени установлены на потребителе. Цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя включает элементы, которые располагаются как на пстребителе 4 (пороговый элемент 8, передатчик 9), так и на инверторе 2 или выпрямителе 1 (приемник 10, сумматор 11, регулятор тока 12). Связь между передатчиком 9 и приемником 10 осуществляется по каналу связи 13. Устройство сравнения 6 имеет связь с потребителем 4, задатчиком мощности 5, регулятором 7, передатчиком 9. Регулятор 7— с потребителем 4, и через пороговое устройство 8 — с передатчиком 9. Передатчик 9 через канал связи 13, приемник 10, сумматор 11, регулятор тока 12 связан с инвертором 2 или выпрямителем 1.

Сигнал с датчика мощности, установленного на потребителе 4, поступает на блок сравнения 6. Сюда же поступает сигнал уставки с задатчика мощности 5. Сигнал разности поступает на пегулятор 7, имеющий зависимость выходной величины от входной, Если при данном токе в цепи нагрузки 3 регулятор 7 не может отработать сигнал разности (регулятор 7 работает на участке 2 — 3), то срабатывает пороговый элемент 8, включающий передатчик 9. Дальнейшая отработка сигнала разности идет по цепи регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, Сигнал с передатчика 9 по каналу связи 13, приемнику 10, сумматору 11 поступает на регулятор тока 12, который, воздействуя на параметры выпрямителя 1 или инвертора 2, повышает ток в цепи нагрузки 3, что увеличивает мощность потребителя 4 и уменьшает сигнал. разности. Таким образом, потребитель 4, мощность кото юго в данный момент превосходит мощность остальных потребителей (см. фиг. 2), обусловливает ток в цепи нагрузки 3. Регуляторы остальных потребителей работают на участке 1 — 2 (см. фиг. 2) и обработка сигнала разности ицет по цепи регулирования потребляемой мощности. Изменение мощности потребителей приводит к передаче управления током в цепи нагрузки 3 потребителю, имеющему в данный момент максимальную мощность. Сброс тока в цепи нагрузки 3 осуществляется при отсутствии сигналов от потребителей. В противопоставляемом преобразователе ток в цепи Hdlpvlê;I 3 нсизмснный и имсет величину, обеспсчиваю1цую максимальную мощ

Hocrb потрсбисe Is. В предлагаемой схеМе прсобразоватсля ток в испи нагрузки 3 будс1 иметь зту величину только в момент потребления максимальной мощности одним из

5 потребителей. В остальных режимах работы ток в цепи нагрузки 3 будет ниже. Таким образом, усредненное значение тока ниже, по снижает потери мощности. КПД преобразователя выше.

1О Для примера рассмотрим реализацию предложения в бесконтактном электровозном транспорте. Нагрузкой преобразователя частоты служит тяговая сеть, представляющая собой два параллельных кабеля, подвешенных над движущимися электровозами. В конце участка движения кабеля закорочены. Передача энергии электровозам осуществляется посредством индуктивной связи между их энергоприемниками, имеющими по несколько витков кабеля, и тяговой сетью. Регулирование мощности на электровозе осуществляется изменением величины напряжения, подаваемого с витков энергоприемника двигателям. При этом изменяется величина сопротивления, вносимого

25 в тягбвую сеть. При работающих электровозах нагрузка преобразователя может быть представлена их вносимыми сопротивлениями, включенными последовательно. С целью исключения взаимного влияния потребителей ток в тяговой сети поддерживается неизменным.

Однако при большой ее протяженности уровень потерь высок, так как ток не опредецяется величиной потребляемой мощности. Возможен вариант. регулирования мощности, при котором ток в тяговой сети зависит от величины нагрузки, при этом исключается взаимное влияние электровозов. С этой целью каждый электровоз имеет цепь регулирования тока в тяговой сети, включающую

4О выше указанные элементы. В качестве канала связи используется тяговая сеть.

Использование предлагаемого преобразователя для бесконтактной электровозной откат ки позволит на 30 —.40% уменьшить потери

45 В линии.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, инвертор и цепь нагрузки в виде последовательно включенных однотипных потребителей, имеющих цепи регулирования потребляемых мощностей, состоящие из задатчика мощности, блока сравнения и регулятора, причем задатчик мощности через блок сравнения соединен с регулятором и потребителем, отличающийся тем, что, с целью

75843 2 6 и регулятор тока связан с силовыми блоками преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ю 529529, кл. Н 02 М, 1970.

2. Розенфельд В. Е. и Староскольский Н. А, Высокочастотный бесконтактный электроводиый транспорт. М., Транспорт, 1975, рис. 3 — 15, с. 105 (прототип).!

Фиг.l

IIHHHHH Заказ 5649/47

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4 повышения КПД преобразователя посредствоь регулирования тока в цепи нагрузки в зависимости от потребляемой мощности, каждый потребитель имеет цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, состоящую иэ порогового элемента, передатчика, канала связи, приемника, сумматора, регулятора тока, причем пороговый элемент соединен с .передат чиком и регулятором, а блок сравнения через передатчик, канал связи, приемник, сумматор

Тираж 783 Подписное

l

I 0

I

I I

I I

I у I

1!

J 1