Регулируемый преобразователь частоты Советский патент 1987 года по МПК H02M5/451 

113

Изобретение -относится к электротехнике, в частности к регулируемым электромашинам - преобразователям частоты с тиристорным регулированием

Целью изобретения является повышение технико экономических показателей регулируемых преобразователей частоты большой мощности с улучшенной формой выходного напряжения.

На чертеже представлена схема регулируемого преобразователя частоты.

Регулируемый преобразователь частоты содержит выпрямитель 1, выходы которого соединены с основными входами инвертора 2 тока через реакторы 3, к силовым выходам инвертора 2 тока, являющимися силовыми выходами регулируемого преобразователя частоты, подключена якорная обмотка синхронной машины 4, на валу которой установлен датчик 5 положения ротора а обмотка возбуждения подключена к регулируемому возбудителю 6, причем вьшрямитель 1 по управляющим входам связан с блоком 7 задания угла управления, а управляющие входы инвертора 2 тока связаны с выходами-датчика 5 положения ротора.

Основные особенности регулируемого преобразователя частоты поясняются уравнениями баланса активных и реактивных мощностей на выходе такого преобразователя. Без учета потерь в синхронной машине 4 активная мощност инвертора 2 тока равна активной мощности потребителя, поэтому

I,,cos (p-j./2) 1„г- cosifHr 3 (О

где Т - действующее значение основной волны тока инвертора;

р - угол опережения включения If - угол коммутации инвертора;.1,,.. - действующее значение осП I

новной волны тока потребителя электрической энергии;

Ч

иг

угол отставания основной

волны тока потребителя от основной волны напряжения. Реактивная мощность синхронной мащины 4 равна сумме реактивных мощностей инвертора 2 тока и потребителя, поэтому ток сихронной машины

1 (/i -3- /2) + 1цг siny

нг

(2)

2

С учетом () ток синхронной машины

1ц 1„г 51п4 г+ tg ( V2)cos4-,ir.

(3)

Из (1) и (3) следует, что токи преобразователя (,,, IK) однозначно зависят от параметров потребителя электрической энергии (1 , Ч цс )

Для синхронной машины 4 характер- iHo, что напряжение U на обмотке якоря зависит от частоты f и тока возбуждения Ig, Эту зависимость для случая линейной характеристики намагничивания можно представить в виде

и С„ (Ij - К,1,),

(4)

где Cg и К, - коэффициенты пропорциональности, зависящие от параметров синхронной машины. Из (4)

У

f

- Се(1„ - К, IJ, (5)

Напряжение на входе инвертора 2 тока (выходное напряжение выпрямителя) зависит от величины выходного напряжения U, угла опережения и- тока инвертора 2, Эта зависимость может быть представлена в виде

и 2,34 Ucos,3+ Kifl, .; (6) где К - коэффициент, зависяш 1й от величины индуктивности контура комму- тации инвертора,

Исходя из уравнения (6, с учетом (5 )

Ud

2,34 Се(1„ - К,1,, )cos/i+K2lj,

,-.-т 4jgvj.gJ.4, J.,, / . 142

Таким образом, частота токов на выходе регулируемого преобразователя частоты пропорциональна выходному напряжению вьшрямителя 1, поэто- му регулирование или стабилизацию частоты осуществляют с помощ1 ю блока 7, Требуемое соотношение между действующим значением выходного напряжения преобразователя и частотой

.и .

(отношение ) устанавливается путем, соответствующего регулирования тока возбуждения синхронной машины с помощью регулируемого возбудителя 6,

Регулируемый преобразователь частоты отличается улучшенной формой кривой выходного напряжения за счет того, что часть токов высших гармо313

ник, содержащихся в токе инвертора 2 замыкается через синхронную машину 4. Кроме того, выходное напряжение регулируемого преобразователя частоты не содержит импульсных перенапряжений, обусловленных конденсаторной коммутацией, поэтому обмотки потребителя электрической энергии могут иметь нормальную изоляцию.

Применение известного вентильного двигателя в качестве регулируемого преобразователя частоты целесообразно в силу однозначной связи токов в цепях его элементов с параметрами потребителя электрической энергии, возможности использования блоков управления для воздействия на частоту выходных токов, а также благодаря устойчивости работы в режимах стабилизации и регулирования частоты.

Редактор И.Шулла

Составитель М.Сон Техред Н.Глущенко

Заказ 2525/52Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

91954

Применение известного вентильного двигателя в качестве регулируемого преобразователя частоты позволяет улучшить форму кривой напряжения на выходе для потребителя электрической энергии. Регулируемый преобразователь частоты отличается также меньшей стоимостью и более высоким КПД по сравнению со статическим тиристор- ны( преобразователем той же мощности.

fO

Формула изобретения

Применение вентильного электродвигателя, выполненного на базе синхронной машины с электромагнитным возбуждением и тиристорным преобразователем частоты со звеном постоянного тока в качестве регулируемого преобразователя частоты.

Корректор Л.Пилииенко

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей. В регулируемом преобразователе частоты частота тока на выходе пропорциональна выходному напряжению выпрямителя 2. Регулирование и стабилизацию частоты осуществляют с помощью блока 7 задания угла управления. Требуемое соотношение между действующим значением выходного напряжения преобразователя и частотой устанавливается путем регулирования тока возбуждения синхронной машины 4 с помощью регулируемого возбудителя 6. Использование вентильного двигателя в качестве регулируемого преобразователя частоты позволяет улучшить форму кривой напряжения на выходе преобразователя частоты, уменьшить его стоимость и повысить КПД. 1 ил. оо со ел