Преобразователь частоты Советский патент 1989 года по МПК H02M5/27 

сл

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при построении частотно-управляемых электроприводов. Целью изобретения является упрощение при сохранении функциональных возможностей. Устройство содержит тиристорные выпрямительный 2 - 7 и инверторный 8 - 13 мосты. Коммутация тиристоров инвертора 8 - 13 и протекание реактивного тока нагрузки 14 осуществляется с помощью вспомогательных тиристорного 15 - 20 и диодного 21 - 26 мостов, а также конденсаторов 27, 28. 5 ил.

СП

to

Oi СО ГО

Изобретение относится ; силовой преобразовательной и может быть использовано и частотно-управ-- пяемом :,;11. Ктрогфиводв,

Цель изобретения - упрощение npii сохранении функциональных ностей,

Па фиг. нредставлеиа силовая схема преобразователи ; на фиг, 2,

с:тс гема управления тиристорами пр;--,-- образователя частоты; на фиг.З - форма напряке.ния источника питания, формы сигналов па выходах ;- lei-ien- топ системь управлении, нап- яжчие

и ток фазы нагру ки, токи с ..новых элемеН 1 Ов г;реобразоБатьл я j .,:, л.. /, pacnp.;n.jun i T} им;1 /льсов: -а Ли1 формы ciii налов ла выходах pacnr,c;ii,e имнулъсов,

ПреоОраповатуль включает : себя рансформа гор 1, .Г1могка которого Бкгцочена л зп.зду, i)i5inp f - митель 2 - 7,, HopjcjiioMtMiHijiA ic ны.ч одг ранс(1)(г;а 1, тишертор - i3j иодключеппыР Т яьгход ньтр.--) - еля 2-7, .Нагрузка 14, пключенна;- j 1Н .;ЭД, .юдклю е а к Б; соп,-. -- i-htu-v торо 8 13. 1 (:д1;,п-; 11 л1;ода MUi upic pr: 1Го;|КЛ10чс,ы -1 агж;: лсгтомогс гельичс i ipii i-Tc piibii i 15 - 2G ; ДИ1-)П,.1Й У1 - 26 .-. ПС , ьк 1;оеди;; :а1нык , . ;Д7 соиой i: ; ;-;f 1 ;Н11ы ;и выводи.г: r-j- : ii-iHO Ci ) , / с1 кс:1денс.а .Г(.)рг. 27 г. 28 ) 1 |р:-- дь lOCTOu .ц о п 1-.с;ЯСПОМО -аТкЛЬН - Х ЮCTOБ с lIU,i i4jilj;,iM г

П ;рузьъ ;i -i о;1ич;;ой ть.ас uiOpi-ia : CV-; :;;(; . i / ifKiii.r ИЬ)

тирист . o/ Mi; . реобр; HinnTt:, ) : vri i ; уключа-л г V- .:ебя олл- . jjieiiHii ы i;p,i е-:ем ) C Oj.i,ep)Kamim .i T,.

i(C:DOr jriuIX )Л1:М(-НТОБ К) - 33 ((п ,„:.:),

г:одк))0(; м11Мл. , nxp Hi;:i выцсл/;.- . ре- образо КГ .. : ДИОДЕ, б 4i, о выходам - к иеррым Bxo;.,ai jvecrn (-i ; 2 4 имп,уль1 ,но-ч; .; iO3- : --o уиргш. шпия riropbKj входы KO iOi.JbiX г:одклю- е | 1 , ис ГС Ч1-1И1 у per , ; :iipye.- .oгг, ; urTOiiiitioуо : ,и1ряжеП1 П ,, ,- тзы;-(|дь к COOTBeTCTiiyKHUHt f Tlfl nlC ropali .- мителя 2 7: Блож управле.; : ,-. вспо- мо.гатепьтлг -тирпс ориым мг.-Г hi :; у 1 iaBj;i::HH4 тир ;ст 1;;ами РГ- (пУИ) содирг ат лиа дл гшм-: HJFl-l

/48 )t I - i КОД JUO4eiJHl- t .:.ЛГ

ретс твутлпим выходам ВУБ, а вьлх д/.пип - Г гч;рв--1м «хс -ам з:чеме; тсв 211 ;0 f i ,

к IITOIT.IM l-X I.J.nM КОТОр.Х lO .- iOMl:,-.

j

0

5

O

сооч витствуюш.ие выходы распределителя 62 импульсов.

JjioK управления вспомогательным тиристорным мостом включает в себя элементы 2И, 51, 53, 55, 57,,59, 61 и 1честикг1нальный распределитель им- пулъсов с выходами б, г, е, з, к, м. Узел управления тиристорами инвертора включает в себя элементы 2И 50, 52, 5А, 56,.58, 60 и шестиканальный распределитель импульсов с выходами э, в, Д;, ж, и, л.

Объединенный распределитель 62 импульсов (фиг.4) включает в себя одновибратор 63, на вход которого подаются тактовые иг-тульсы со скважностью меандр, сдвигающий счетчик 64 самовосстановлением, подключенный входом к инверсному выходу одно- вибратора 63, а выходами - к соответ- стнуппцнм зходам элементов 2ИЛИ 65, рк сть элементов 2И 66. подключенные Первыми входами к соответствующим выходам сдвигающего счетчика 64, вторыми входами к интзерсному выходу пдноьибратора 63, шесть элементов 71ПИ 67, подключенные первыми входа- чи к -;оответствую1цим выходам элемен- 1-OR 2ИЛ11 65, вторыми входами - к ..ool ре гс гвующим выходам элементов 2И 6Ь, выходы элементов 2; J1H 67 присое- iH. ;; вторым входам элементов 2И 5, 53, 55, 57, 59, 61 для управления тиристорами вспомогательного моста 15 - 20, шесть элементов 2ИЛИ 68, под,кп оченные первыми входами к соответствующим выходам элементов 2И. 65, вторыми входами - к соот- ветг. 1 в},пощим выходам сдвигающего -.чегчика 64, выходы элементов 2ИЛИ, пН присоединены к вторым входам эле- л.-)пов 2И 50, 52, 54, 56, 58,. 60 иля управления тиристорами инвертора.

а фиг.З представ. и-ны форма напря- ;л1 ния фазы источника питания U, сигналов на выходе порогового элемента 30, канала 42 нмпульсно- фг.зового управления, элементов 3 1ШИ 4Н и 49, формы сигналов на выходах распределителя импульсов а, и, в, п, д, ж, управляющих тиристорами 1П1нертора 8 - ГЗ, форма напряжения на фазе Л нагрузки (тонкой линией - прм использовании известного преоб- рагз..-. а геля частоты, толстой линией - при использовании предлагаемого преобразователя), идеа.пизироьанная форма тока фазы А нагрузки, формы токов

5

тиристоров инвертора 8 и 1), диодов вспомогательного моста 21 и 2А. На фиг.5 показаны формы тактовых импул сов на входе одновибратора 63 - S, импульсов на прямом и инверсном выходах одновибратора 63, на выходах сдвигающего счетчика 64, на выходах элементов 2ИП11 65, на выходах элеме тов 2И 66, на выходах элементов 2ИЛ 68, на выходах элементов 2 ИЛИ 67.

Трансформатор 1 служит для питания преобразователя частоты, выпрям тель 2 - 7 и инвертор 8-13 предназначены для формирования напряжения в фазах нагрузки 14. Лиодный мост 21-26 служит для заряда конденсаторов 27 и 28, тиристорный вспомогательный мост 15-20 предназначен для разряда конденсаторов 27 и 28 через фазы нагрузки 14. Система 29 управления необходима для управления тиристорами выпрямителя, инвертора и вспомогательного тирис- торного моста. Пороговые элементы 30 - 35 и диоды 36 - 41, входящие в состав блока импульсно-фазового управления выпрямителем, предназначены для получения прямоугольных импульсов, соответствующих по фазе и длительности полупериодам сетевого напряжения. Измене}1ием величины постоянного напряжения на вторых входах каналов 42 - 47 импульсно-фазового управления устанавливают угол управления тиристорами выпрямителя таким, чтобы напряжение выпрямителя спадало до нуля и изменяло полярность для возможности естественной коммутации тиристоров выпрямителя и инвертора, а также для регулирования налряжения на нагрузке. Элементы 3 UTOi 48 и 49 и 2И 50 - 6 служат для получения импульсов управления тиристорами инвертора 8 - 13 и вспомогательного тиристорного моста 15 - 20, каждый из которых отпирается по цикличному закону, определяемому распределителем 62 импульсов, и синхронно с одним из тиристоров выпрямителя.

Распределитель 62 импульсов предназначен для получения на шести выходах.импульсов длительностью 180 эл. град, сдвинутых один относительно другого на 60 эл. град для управления тиристорами инвертора 8-13, а также импульсов, аналогичных Предыдущим, на уменьшенной дли276926

тельности для управления тиристорами вспомогательного тиристорного моста 15-20. Длительность импульса на выходе одновибратора 63 определяет

разность длительностей импульсов

управления тиpиcтopa и инвертора 8 - 13 и вспомогательного тиристорного моста 15 - 20.

.Q Сдвигающий счетчик 64 служит для получения с шести выходов импульсов длительностью 60 эл. град, сдвинутых один относительно другого на 60эл. град, тесть элементов 2 ИЛИ 65 пред.с назначены для получения импульсов длительностью 120 эл. град с шести выходов. Шесть элементов 2И 66 необходимы для получения импульсов, аналогичных импульсам на выходах

20 счетчика 64, но укороченных на величину, определяемую одновибратором 63, тесть элементов 2ИПИ 68 служат для получения импульсов длительностью 180 эл. град для управления

25 тиристорами инвертора 8-13, шесть элементов 2 ИЛИ 67 предназначены для получения импульсов, синхронных по фронту с импульсами управления тиристорами инвертора, но уменьJQ шенных по длительности на величину, определяемую одновибратором 63, для управления тиристорами вспомогательного моста 15 - 20, Частота импульсов определяет частоту выходного напряжения преобразователя частоты.

Таким образом, силовая часть предлагаемого преобразователя при выполнении тех же функций характеризуется дп меньшим числом тиристоров (на 6), чем и обеспечивается его упрощение.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий силовые тиристорные группы, вспомогательные диодный и тиристорный мосты, соединенные между собой разноименными выводами постоянного тока И соответственно выводами переменного тока, которые подключены к выходным выводам преобразователя, причем между выводами постоянного тока вспомогательных мостов.включена це

почка из последовательно включенных конденсаторов, точка соединения которых предназначена для подключения к нулевой точке цепи нагрузки, а также систему управления, включаюшуто

в себя блоки управления тиристориы -ги группами и блок управления вспомогательным тиристорным мостом, включающий в себя вспомогательный шестика- нальный распределитель импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения при сохранении функциональных возможностей, силовые тиристорцые группы выполнены в виде двух встречно-параллельно включенных по цепи постоянного тока выпрямительного и инверторного трехфазных мостов, причем выводы переменного тока тиристорного моста образуют выходные

и

J5

выводы преобразователя, блок управ- ления тиристорными группами выполнен в виде системы импульсно-фазового управления выпрямительным мостом и узла управления тиристорами инвертор- ного моста, включающего в себя основной шестикаиальннй распределитель импульсов, а указанный вспомогательный шестикальный распределитель импульсов выполнен обеспечивающим формирование импульсов длительностью, меньшей заданной длительности им- пульсов упомянутого основного шести- каиального распределителя импульсов.

иг.1

Ф ф у у Ф 1 am в ff f /

ФигА

63 63

JO13Qnn

6«

65

66

67

-i-v.

Vf

t

t t t t t t

O.

XL

t

t

t

ri

г

T

b-f

f

.5