Преобразователь частоты с непосредственной связью Советский патент 1987 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для частотного управления двигателем переменного тока,

Цель изобретения - улучшение качества выходного тока в широком диапазоне изменения его частоты.

На фиг, I представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - формы напряжений в фазах нагрузки (тонкой линией при использовании известного преобразователя частоты с непосредственной связью, толстой линией при использовании предлагае-

мого преобразователя). I

Устройство включает в себя трансформатор 1, вторичная обмотка которого соединена в звезду А, В, С - фазы вторичной обмотки трансформатора, подключенные к выходу трансформатора анодная и катодная группы тиристоров 2-7 для формирования фазы А нагрузки, анодная и ка- тодная группы 8-13 для формирования фазы В нагрузки, анодная и катодная группы 14 - 19 для формирования фазы С нагрузки, нагрузка 20, включённая в звезду и подключенная к выходам тиристорных групп, трех- фазньй диодный мост 21 - 26, подключенный к выходам тиристорных групп 2 - 19, трехфазный тиристор- ный мост 27 - 32, анодная и катод- ная группы которого присоединены соответственно с катодной и анодной группами диодного моста, два конденсатора 33 и 34, одни выводы которых подключены к выходам диод- ного моста 21 - 26 и входам тирис- торного моста 27 - 32, вторые выводы подключены к нейтралям нагрузки и вторичной обмотки трансформатора 1, систему управления преобразо- вателем 35, выполненную по стандартной схеме, но не содержащую датчико тока и устройств для формирования паузы при изменении полярности тока каждой фазы: при раздельном управле-

НИИ ,

Трансформатор 1 служит для питания преобразователя, тиристорные группы 2-19 предназначены для формирования напряжения в фазах на- грузки 20, диодный мост 21 - 26 служит для заряда конденсаторов 33 и 34, тиристорный мост 27 - 32 предназначен дл:я разряда конденсаторов

33 и 34 через фазы нагрузки 20, система 35 управления необходима дл управления тиpиcтopa vIИ тиристорных групп и тиристорного моста.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени открываются тиристоры 2 и 14, ток, создаваемый напряжением фазы А трансформатора, протекает через фазы А и С нагрузки, формируя положительные полупериоды напряжения, одновременно через диоды 21 и 25 заряжается конденсатор 33 синусом к нейтрали нагрузки, затем открывается тиристор 9, ток течет через фазу Б нагрузки, формируя отрицательный полупериод напряжения, одновременно заряжается конденсатор 34 через диод 26 плюсом к нейтрали нагрузки.

Через некоторое время напряжение в фазе А трансформатора начинает спадать, конденсатор 33 через открывшиеся тиристоры 27 и 31 разряжается через фазы А и С, поддерживая на них напряжение.

I

Затем открывается тиристор 1I,

ток протекает через фазу Б, формит руя отрицательный полупериод в фазе В нагрузки. Одновременно доза- ряжается конденсатор 34 через диод 26 и запирается тиристор 32 и т.д.

При изменении полярности напряжения при активно-индуктивной нагрузке, например в фазе С, с положительного на отрицательное устройство работает следуюшим обра зом.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора меняется на противоположное, ток протекает через нейтрали трансформатора и нагрузки, конденсатор 34, диод 22, запирающийся тиристор анодной группы фазы С нагрузки. Энергия, накопленная в фазе С нагрузки, через диод 22 заряжает конденсатор 34, который затем разряжается через другие фазы нагрузки.

На тиристор 27 импульсы упрдвле- ния подаются одновременно с импульсами тиристоров 2, 4, 6, длительностью. Достаточной для его открывания к началу спадания положительных полупериодов напряжения в фазах трансформатора. Аналогично на тиристор 29 подаются импульсы управления синхронно с тиристором 8, 10, 12,

на тиристор 31 - синхронно с тиристорами 14, 16, 18, на тиристор 28 - синхронно с тиристорами 15, 17, 19, на тиристор 30 - синхронно с тиристорами 3, 5, 7, на тиристор 32 - синхронно с тиристорами 9, 11, 13,

При смене полярности напряжения любой фазы тиристорные группы преобразователя коммутируются напряжением сети через общую нейтраль сети и нагрузки и один из конденсаторов. Реактивная энергия, накопленная в индуктивности нагрузки через диодный мост, заряжает конденсатор, который разряжается через другую фазу нагрузки с помощью тиристорног моста.

Таким образом, тиристорные группы преобразователя не переходят в инверторный режим, следовательно, нет необходимости применять устройства для совместного либо раздельного управления.

Резонансные явления между обмотками нагрузки и конденсаторами исключаются в силу использования диод но-тиристорного коммутатора как отсекающих вентилей.

Использование предлагаемого изобретения позволит при сглаживании формы напряжения получить более гладкую форму тока статора, а следовательно, и намагничивающих сил, что снизит радиальные биения ротора Это позволит расщирить диапазон регулирования в низкочастотной области. Коммутация тиристорных групп через нейтрали нагрузки и трансформатора, конденсатор и диод с переводом энергии, накопленной в индук- тивностях нагрузки, в емкость с последующей передачей ее обратно в нагрузку позволит значительно упростить систему управления, поскольку при любых значениях cos нагрузки

коммутации тиристорных групп производится при смене полярности питающего напряжения, что позволит исключить паузу при изменении полярности тока каждой фазы и этим значительно упростить систему управления. Формирование кривой выходного напряжения можно производить как при прямоугольном, так и при синусоидальном напряжении управления,

Формула изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью, содержащий три

анодные и три катодные тиристорные группы, собранные по трехфазным нулевым схемам, трехфазный диодный мост, подгслюченный к выходам тиристорных групп, трехфазный тиристорный

мост, анодная и катодная группы которого соединены соответственно с катодной и анодной группами диодного моста, систему управления тиристорами преобразователя, о т л и ч а (fp щ и и с я тем, что, с улучшения качества выходного тока в широком диапазоне изменения его частоты, в него введены два конденсатора, одни обкладки которых присоединены

к выходам диодного моста, вторые объединены, образуя вывод для подключения к нулевым точкам нагрузки и питающей сети, а выводы переменного тока трехфазного тиристорного

моста подключены к выходам тиристорных групп преобразователя.

Фиг..

Изобретение относится к преобразовательной технике им. б. использовано для частотного управления двигателем переменного тока. Целью является улучшение качества выходного тока в широком диапазоне изменения его частоты. Устр-во содержит тр-р 1, к вторичной обмотке которого подключены анодная и катодная группы тиристоров 2-19. Трехфазный тиристорный мост 27-32 подключен к-тиристорам 2-19 и трехфазному диодному мосту 21-26. Конденсаторы 33,34 подключены к выходам диодного моста 21-26 и нейтрали нагрузки 20, обмотки которой включены в звезду и соединены с тиристорами 2-19. При смене полярности напряжения любой фазы тиристорные группы коммутируются напряжением сети через общую нейтраль сети и нагрузки и один из конденсаторов, Резонансные явления между обмотками нагрузки и конденсаторами исключаются в силу использования диодно- тиристорного коммутатора- как отсекающих вентилей. 2 ил. (Л