Преобразователь частоты Советский патент 1990 года по МПК H02M5/27 

t±f

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в частотно-управляемом электроприводе. Целью изобретения является повышение качества преобразования за счет уменьшения искажений входного и выходного токов. Устройство содержит тиристоры 1 - 6 и реактор 7. Нагрузка 8 подключена к средней точке вторичной обмотки трансформатора 9. Система 10 импульсно-фазового регулирования через узел 11 переключения частот соединена с распределителями 12 импульсов, соединенными с усилителями-формирователями 13. Каждой выходной частоте соответствует свой распределитель импульсов. 5 ил.

Vcm.UH li

а

СЛ СЛ

4

О 00

со

9u.t

Нагрузка 8 подключена к средней точке вторичной обмотки трансформатора 9. Система 10 импульсно-фазового регулирования через узел 11 переключения частот соединена с распредели

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в частотно-управляемом электроприводе.

Цель изобретения - улучшение качества преобразования за счет уменьшения искажений входного и выходного токов.

На фиг. 1 приведено устройство; на фиг. 2,3 - диаграммы его работы при различных выходных частотах; на фиг. 4,5 - пример использования устройства для преобразования числа фаз с диаграммами.

Преобразователь (фиг. 1) содержи тиристоры 1-6, собранные по мостовой схеме, реактор 7, включенный на выходе моста, и нагрузку 8, включенную между средней точкой вторичной обмотки согласующего трансформатора 9 и -точкой соединения тиристоров одного из плеч моста. Тиристоры преобразователя управляются от системы импульсно-фазового управления (СИФУ) 10, выход которой через узел переключения частот 11 соединен с распределителями импульсов (РИ) 12, выполненными по пересчетной схеме, выходы которых подключены к входам усилителей формирователей 13, а выходы последних соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров преобразователя.

На диаграммах фиг. 2,3 приняты следующие обозначения: Uc, fc - на

и

U,

н

пряжение и частота сети; i FH - ток, напряжение и частота в нагрузке; об- угол регулирования;

i-M, первая гармоника тока нагрузки; цифры обозначают номера проводящих в соответствующие отрезки времени вентилей.

Преобразователь (фиг. 4) содержит три моста тиристоров 1-6 с реакторами 7, трехфазную нагрузку 8, четырехоб- моточный трансформатор 9, СИФУ 10, выход которой через узел переключения

телями 12 импульсов, соединенными с усилителями-формирователями 13. Каждой выходной частоте соответствует свой распределитель импульсов. 5 ил.

0

5

5

0

5

0

5

0

5

частот 11 соединен с блоком распределения импульсов 12 (в примере - один РИ), выходы которого подключены к входам усилителей-формирователей 13, а выходы последних соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров.

На фиг. 5: iHa ,iHB,i Hc токи в трехфазной нагрузке; IH, первая гармоника тока нагрузки; oi - угол управления; Uc, fc - напряжение и частота сети; Гц - частота тока в нагрузке; цифры обозначают номера вентилей, проводящих в соответствующие отрезки времени.

Ка всех диаграммах (2,3,5) коммутацией тирлсторов пренебрежено.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Включение тиристоров 1-6 и их работа осуществляется парами, номера одновременно работающих вентилей указаны на соответствующих усилителях- формирователях . В установившемся режиме ток в реакторе 7 непрерывен и достаточно сглажен. На выходах СИФУ 10 в соответствии с заданным углом регулирования об (уставка по напряжению) имеется последовательность импульсов (ось б на фиг. 2),смещенных друг относительно друга на 180 эл.град. напряжения сети (на фиг. 2 угол регулирования , возможное его значение показано пунктиром). Если при этом узел переключения частот 11 (ключ) находится в

1 1 ,

положении з (Крайнее левое положение на фиг. 1),то на шести выходах РИ 12 (2 ) возникают последовательности импульсов, показанные на фиг.2 (оси в-з), попадающие на входы усилителей-формирователей 13. На выходах последних.формируются сигналы для управления парами тиристоров 1-6, согласно диаграмме 2 (ось и). При этом в нагрузке 8 течет ток,

частота которого FH f с, а отклопение от синусоиды значительно меньшие, чем в известном преобразователе. В случае, если ключ 11 установлен

то выходные им1 1

в положение - т 5

пульсы СИЛУ 10 попадают на РИ с 2т 10. На выходах РИ возникают последовательности импульсов, представленные на фиг. 3 (PI-PK1). Однако за сче объединения отдельных выходов РИ 12 (показано пунктиром между Р1-РЗ, Р2-Р4, Р6-Р8, Р7-Р9 на фиг. 3) на входы усилителей-формирователей 13 поступают последовательности импульсов, (оси в-з фиг. 3), обеспечивающие получение тока частоты Ри-5 fc

в нагрузке 8 (ось и на фит.3).

Установка ключа 11 в следующие положения ( , jr и т.д.) обеспечивает получение в нагрузке 8 тока частот - f c , - fc и т.д. Таким образом, каждой выходной частоте соответствует свой РИ, что позволяет повышать надежность работы преобразователя, ибо выход из строя одного из РИ допускает работу на других частотах, что в ряде случаев возможно.

Предлагаемый преобразователь может использоваться и для одновременного преобразования частот и числа фаз, например однофазного напряжения в трехфазное. На фиг. 4 представлен вариант устройства для такого преобразования с частотой FH f c .

Устройство (фиг. 4) работает следующим образом.

Выходные импульсы СИФУ 10 через ключ 11 поступают на вход РИ 12 с , выходные импульсы которого распределяются по отдельным фазам преобразователя и парам вентилей согласно фиг. 5, что обеспечивает симметричный, 120-градусный сдвиг первых гармоник токов в нагрузке 8 (оси и,

к, л на фиг. 5) с частотой - fc. В

общем случае выходная частота при симметричном сдвиге первых гармоник тока выражается соотношением: FH

1, f

с

где ,2,3... Например, для

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

необходиполучения частоты FH - fc

мо на выход ключа 11 фиг. 4 подклю- чи7ъ РИ на 18 выходов (), для

частоты FH т- f необходим РИ на 54

выхода () и т.д. В остальном работ преобразователя числа фаз не отличается от работы устройства по Лиг. 1 .

Формула изобретения 1 г

Преобразователь частоты, содержащий однофазный тиристорный мост, между выводами постоянного тока которого включен реактор, и блок управления, включающий в себя систему пм- пульсно-фазового управления (СИФУ), два делителя частоты с узлом переключения частот, входы которых подключены к выходу , а выход через формирователи-усилители к управляющим электродам тиристоров анодной группы, причем вход формирователей-усилителей катодной группы соединен с выхо дом СИФУ, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества преобразования за счет уменьшения искажений входного и выходного токов, он снабжен цепочкой из двух последовательно соединенных дополнительных

,тиристоров, включенной между выводами постоянного тока упомянутого моста и согласующим трансформатором, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, образующей первый выходной вывод, причем концы этой обмотки подключены к входным выводам упомянутого однофазного моста, а второй выходной вывод преобразователя образован точкой соединения дополнительных тиристоров, причем в блок управления введены п распределителей импульсов, выполненных по кольцевой пересчетной схеме, где п - число возможных выходных частот преобразователя, каждый из которых выполнен с 2т числом выходов, входы распределителей соединены с выходом СИФУ через указанный узел переключения частот, а выходы - с входами усилителей-формирователей тиристоров

преобразователя, причем число - fr

m ,

равно данной выходной частоте, где fc - частота питающей сети.

и

U

а

ж

и

v

6

fa n PJ

РЧ PS

V PJ n Pi

p$

I

д e

я

3

11JIII IIL

x 3 i/ /. u/tA ч.5 Лч u

Jy XX K

ra if.

Uri

J- -O

art

Jy

ra if.

Фи S

U/l

П гпф

k -.-oо

Ц tii

6/1

5

1|Й1 И

U2i i ия &я га 6ti

Э

Kfe

Ъ ШЭЦ

9

+-ж с

n.ranai

и I

и,

&

ж

и

/77 /3,б 13 / /

vy /

/Л А

ЈX/-

ин

Ч У 1,1

Фм.5

|/ЛУ