Преобразователь частоты

 

I -.л они е

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Со@квпйсткческкх

Республик ()773869

ФS .. /.===(6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.79 (21) 2756585 24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —— (5I ) М. Кл.

Н 02 М 7/515

Гесудерстеенный KQMHTBT (53) УДК 621.314.

572(088 8}

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 28.10.80 па делен нзееретеннй н етнрытнй (72) Авторы изобретения

О. Г. Булатов, В. Д. Поляков и A. И. Царенко

Л,осковский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧА(:ТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в элсктроприВОДЕ ПЕРЕМЕННОГО тОКа.

Известны преооразовате.чи частоты, содержащие тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, реверсор тока нагрузки в виде тиристорного моста и обратныи вентиль. Принцип действия таких преобразователей основан на формировании кривой тока нагрузки путем однопозиционного слежения за задающим сигналом (1).

Недостатком данных устройств является невозможность двухстороннего обмена энергией между источником питания и нагрузкой, что ухудшает форму и частоту выходного сигнала преобразователя.

Наиболее близкий предлагаемому преобразователь частоты содержит тиристорный мост с конденсатором в диагонали, реверсор тока нагрузки (также в виде тиристорного моста) и обратные тиристоры. Обеспечение двухстороннего обмена энергией в таком преобразователе достигается благодаря включению на его входе управляемого тиристорного моста, к диагонали которого подключен источник питания1Е).

Недостатком да нного преобразователя является наличие значительного количества полупроводниковых вентилей, последовательно соединенных по цепи тока нагрузки, что приводит к ухудшению КПД устройства, а также ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность бестрансформаторного подключения нагрузки в случае образования многофазной системы.

Цель изобретения — улучшение КПД и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем тиристорный мост, анодная группа которого соединена с положительным входным выводом, а в диагональ переменного тока включен коммутирующий конденсатор, соединенный своими обкладками с катодами соответствующих дополнительных тиристоров, последовательную цепочку из двух тиристоров, общая точка которых соединена с первым выходным выл водом, а также два вспомогательных тиристора, при использовании источника питания со средним выводом последний соединен со вторым выходным выводом, а указанная последовательная цепочка подключена

773869 встречно-параллельно тиристорному мосту, катодная группа которого соединена с отрицательным входным выводом, причем каждый дополнительный тиристор зашунтирован встречно включенным вспомогательным тиристором и анодом подключен к первому выходному выводу.

На фиг. 1 показаны принципиальная схема преобразователя и функциональная схема системы управления; на фиг. 2 — принципиальная схема трехфазного преобразователя; на фиг. 3 — временные диаграммы, по- <4 ясняющие работу преобразователя.

На входе преобразователя включен источник питания, к выводам которого подсоединен мост на тиристорах 1 — 4 с конденсатором 5 в диагонали. Обкладки конденсатора 5 через дополнительные тиристоры 6, 7 и вспомогательные тиристоры 8, 9 подключены к выходному выводу, который через тиристор

10 последовательной цепочки соединен с отрицательным входным выводом, а через тиристор 11 — с положительным входным zo выводом. Нагрузка 12 подключена между указанным выходным выводом и средней точкой источника питания. Сигналы с датчика 13 тока нагрузки и генератора 14 синусоидального напряжения поступают на вход

2$ схемы 15 сравнения, подключеннои к логическому устройству 16, которое в зависимости от режима работы при помощи выходного устройства 17 включает силовые тиристоры.

Устройство работает следующим обра- зр зом.

Принцип действия преобразователя (фиг. 1) основан на слежении за задающим сигналом, формируемым генератором 14. Допустим, в момент t< включаются тиристоры

1 и 9. Конденсатор 5, заряженный до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1 без скобок, начинает перезаряжаться током нагрузки. В момент появления на тиристоре 10 прямого напряжения (конденсатор 5 перезарядился до обратного напряжения) он открывается, и ток нагрузки начинает спадать, протекая навстречу источнику питания. В момент t напряжение, снимаемое с датчика 13 тока, совпадает с напряжением задающего генератора 14, включаются тиристоры 2, 8 и конденсатор 5 вновь перезаряжается до обратного напряжения, открывается тиристор 10, и ток нагрузки, замыкаясь через него, протекает навстречу источнику питания. Тиристоры 2 и 8 восстанавливают управляющие свойства.

В таком режиме преобразователь работает при формировании положительной полуволны синусоиды тока. При формировании отрицательной полуволны аналогичные процессы протекают в цепях, замыкающихся через открытые тиристоры 7 и 3, 6 и 4 и тиристор 11. Интервал времени tn — 1„„ предоставляется для восстановления управляющих свойств проводивших тиристоров.

В преобразователе в любой момент времени проводят не более двух тиристоров, что значительно улучшает его КПД по сравнению с известным устройством, решающим ту же задачу.

На основе предлагаемого преобразователя могут быть легко получены многофазные преобразователи. Это достигается путем параллельного подключения к шинам питания нескольких таких устройств. В качестве примера на фиг. 2 приведена схема трехфазного преобразователя, состоящего из трех идентичных преобразователей. Подключение к преобразователю нагрузки, соединенной в звезду и имеющей нулевой вывод, позволяет получить независимое формирование тока в каждой фазе.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий тиристорный мост, анодная группа которого соединена с положительным входным выводом, а в диагональ переменного тока включен коммутирующий конденсатор, соединенный своими обкладками с катодами соответствующих дополнительных тиристоров, последовательную цепочку из двух тиристоров, общая точка которых соединена с первым выходным выводом, а также два вспомогательных тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, при использовании источника питания со средним выводом, последний соединен со вторым выходным выводом, а указанная последовательная цепочка подключена встречно-параллельно тиристорному мосту, катодная группа которого соединена с отрицательным входным выводом, причем каждый дополнительный тиристор зашунтирован встречно включенным вспомогательным тиристором и анодом подключен к первому выходному выводу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов О. Г., Лабунцов В. А. и Царенко А. И. Преобразователь постоянного напряжения в синусоидальный ток. «Электротехническая промышленность», Серия

«Преобразовательная техника», 1975, вып. 3 (62), с. 8 — 11.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 474088, кл. Н 02 М 7/515, 1972.

4 г 7 3869 и <п 1

Редактор A. Маковская

:3аказ 7526, 76

Составитель И. Жеребина

Техред К. 1Иуфрич Корректор Ю. Макаренко

Гираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4