Устройство для преобразования частоты и числа фаз Советский патент 1991 года по МПК H02M5/16 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике.

Целью изобретения является улучшение формы выходного напряжения и повышение жесткости внешней характеристики.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для преобразования частоты и числа фаз; на фиг. 2 показаны диаграммы очередности открытия тиристоров и формы кривых напряжений на выходе устройства.

Устройство для преобразования частоты и числа фаз содержит три пары встречно-параллельно включенных тири сторон 1-2, 3-4, 5-6 (три тиристор- ных ключа), входы которых объединены и подключены к одному входному вы воду однофазной питающей сети, а выходы - к соответствующим начальным выводам А, В, и С первичных обмоток 7 многофазного трансформатора 8 и соответствующим выводам цепей нагрузки 9 , а концевые выводы первичных обмоток 7 соединены с концевыми выводами вторичных обмоток 10 многофазного трансформатора 8, по схеме зигзаг, т.е. конец первичной обмотки 7 фазы А соединен с концом вторичной обмотки 10 фазы В, конец первичной обмотки 7 фазы В - с концом вторичной обмотки 10 фазы С, а конец первичной обмотки 7 фазы С - концом вторичной обмотки 10 фазы А.

Начала вторичных обмоток 10 соединены и образуют нулевую точку 11 трансформатора, которая подключена ко второму входному выводу однофазной питающей сети.

Блок управления устройством включает в себя распределитель импульсов 12 (алгоритмическая характеристика его ясна из фиг.2), тактовым входом через узел синхрониза

ции 13 связанный со входными выводами устройства.

Устройство работает следующим образом. Импульсы управления на тиристоры 1-6 подают каждый полупериод питающего напряжения поочередно на каждую пару 1-2, 3-4, 5-6, 1-2 и т.д. с разделением сигналов управления между парами тиристоров 1...6 четных или нечетных номеров в соответствии с полярностью напряжения на них (см.фиг.2). Каждый цикл включает шесть полупериодов питающего напряжения, в каждый полупериод открывается лишь один из тиристоров. Например, в момент открытия тиристора 1 напряжение от однофазной питающей сети поступает непосредственно на фазу А цепей нагрузки и замыкается цепь: катод тиристора 1 - первичная обмотка 7 фазы А трансформатора 8 - вторичная обмотка 10 фазы В трансформатора 8 - нулевая точка 11 - питающая сеть. Под действием напряжения, приложенного к этой цепи, в фазах В и С нагрузки трансформируется напряжение, величина которого при равенстве витков всех об-| моток трансформатора 8, равна половине питающего однофазного напряжения, а векторно направлено в обратную сторону. Магнитный поток в сердечнике трансформатора 8 в данный момент замыкается через стержни фаз

А и В. В стержне фазы С в этот полупериод магнитный поток отсутствует, так как намагничивающий ток фазы А обуславливает магнитный поток лишь в стержнях фаз А и В, а намагничивающие силы от токов, трансформируемых в фазы В и С, протекающие в катушках на стержне фазы С, направлены встречно.

В следующий полупериод питающего напряжения открывается тиристор 4.

В этот момент появляется магнитный поток в стержне фазы С, в стержне фазы В магнитный поток меняет направление, в стержне фазы А магнитны поток исчезает. В третий полупериод. при открытии тиристора 6 в стержне фазы С магнитный поток меняет направление, появляется магнитный поток в стержне А и исчезает в стержне фазы В. Аналогично каждый последующий полупериод. Расчетная частота магнитного потока для трансформатора в два раза ниже частоты тока однофазной питающей сети.

Соединение нулевых точек 11 трансформатора 8 и цепей нагрузки 9 допустимо, в этом случае применительно к асинхронным двигателям несколько улучшается симметрия намагничиваю- щих сил от тока нулевой последовательности, но не обязательно.

Вместо одного многофазного трансформатора допустимо использование соответствующего числа однофазных транс форматоров. Выходные параметры устройства при этом не меняются.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства в сранении с прототипом заключается в обеспечении стабильности выходного напряжения, обусловленного качественной электромагнитной связью между катушками трансформатора размещенными на одном стержне магнитопровода (напряжение короткого замыкания 2- 5%), против системы связи, имеющей место у прототипа, когда напряжение короткого замыкания между катушками трансформатора, расположенными, на

различных стержнях, обьино не ниже 50%. Как следствие,источник тока име- ет низкое выходное сопротивление с формой напряжения, мало зависящей от тока нагрузки, с пониженным искажением формы кривой напряжения по сравнению с прототипом, и как следствие, пониженные электрические потери в цепях нагрузки, способность реализации, например, пусковых токов асинхронных двигателей.

Формула изобретения. Устройство для преобразования частоты и числа фаз, содержащее трехфазный трансформатор, одни концы основной трехфазной обмотки которого подключены к выходным выводам непосредственно и через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров к первому входному выводу, а другие концы связаны с другим входным выводом, а также блок управления тиристорами, включающий в себя распределитель импульсов, тактовым входом через узел синхронизации связанный со входными выводами устройства, от- личающееся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения и повышения жесткости внешней характеристики, трехфазный трансформатор снабжен дополнительной трехфазной обмоткой с тем же числом витков, что н основная обмотка, которая одними одноименными по полярности концами соединена, с другими концами основной трехфазной обмотки по схеме зигзаг а другими концами подключена к упомянутому второму входному выводу устройства.

TirrhlFfTl

1м i I

yj

#:

yj

fi 12 35ffi

LtA . .7/A .10 I

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к тиристорным преобразователям. Целью изобретения является снижение электрических потерь в нагрузке и обеспечение стабильности выходного напряжения. Устройство содержит группы встречно-параллельно включенных тиристоров 1-6, входы которых объединены и подключены к одному выводу однофазной питающей сети, а выходы -. к соответствующим начальным выводам первичных обмоток 7 многофазного трансформатора 8 и соответствующим 3

H тиристорам 1-6 ИМИ

i fg

Редактор В.Фельдман

Составитель Т.Мыцык Техред С.Мигунова

Заказ 1434

Тираж 388

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

i--Корректор А.Обручар

Подписное