Непосредственный преобразователь частоты Советский патент 1991 года по МПК H02M5/27 

1

(21)4625567/07 (22)26.12.88 (46)07.07.91. Бюл. №25

(71)Ленинградский институт водного транспорта

(72)В. Ф. Сэмосейко и Н. В. Белоусова (53)621.314.27t088.8)

(56)Карташов Р. П., Кулиш А. К. и Чехет Э.М. Тиристорные преобразователи частоты с

искусственной коммутацией. - Киев: Техника, 1979, с. 150.

Электрические изделия и устройства. Электротехнический справочник, т. 2. - М: Энергоатомиздат, 1986, с, 63, рис. 32.30. (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

(57)Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель - увеличе20 UQ

ние диапазона регулирование частоты выходного напряжения. Преобразователь содержит мост основных тиристоров 1-6, управляемых с помощью распределительных тиристоров 7 и 8 через диоды 11-16, полуобмотки 9 и 10 реактора, включенного на выходе этого моста, и конденсаторы 17- 19, включенные между входными вводами А, В с преобразователя и средней точкой обмотки реактора, являющейся одним выходным выводом преобразователя. Вторым выходным выводом преобразователя является нулевая точка питающей сети. Блок управления содержит два задатчика частоты и два двухвходовых логических элементов 2И совпадения, выходами связанных с управляющими входами распределительных тиристоров. 3 ил.

сл С

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель - увеличение диапазона регулирования частоты выходного напряжения. Преобразователь содержит мост основных тиристоров 1 - 6, управляемых с помощью распределительных тиристоров 7, 8 через диоды 11 - 16, полуобмотки 9, 10 реактора, включенного на выходе этого моста, и конденсаторы 17 - 19, включенные между входными выводами A, B с преобразователя и средней точкой обмотки реактора, являющейся одним выходным выводом преобразователя. Вторым выходным выводом преобразователя является нулевая точка питающей сети. Блок управления содержит два задатчика частоты и два двухвходовых логических элемента 2 И совпадения, выходами связанных с управляющими входами распределительных тиристоров. 3 ил.

о с

ю

Јь ГО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения одной частоты в однофазное переменное напряжение другой частоты.

Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей за счет расширения диапазона регулирования частоты выходного напряжения.

На фиг. 1 изображена схема непосредственного преобразователя частоты; на фиг.

2- схема системы управления непосредственным преобразователем частоты; на фиг.

3а-д- эпюры импульсов задатчика частоты fo, парафазных импульсов fi и f2, трехфазной системы фазных ЭДС ед, ев, ее, выходного напряжения U0 и напряжения UA, UB, Uc на конденсаторах соответственно.

Непосредственный преобразователь частоты содержит тиристоры 1-8, полуобмотки 9 и 10 реакторов со средней точкой, диоды 11-16, конденсаторы 17-19, образующие звезду, подключенную фазными выводами к фазным выводам моста, образованного тиристора 1-6, выводы постоянного тока которого подключены к по- луообмоткам 9 и 10 реактора, средняя точка которого подключена к нулевой точке звезды конденсаторов 17-19 и первому выводу нагрузки 20, второй вывод которой подключен к нулевой точке трехфазной системы напряжений. Диоды 11-13. образуют катодную группу, подключенную фазными выводами к трехфазной системе напряжений, а катодами - к аноду тиристора 7, анод которого подключен к управляющим электродам тиристоров 1, 3 и 5, Диоды 14-16 образуют анодную группу, подключенную фазными выводами куправляющим электродам тиристоров 4, 6 и 2, а анодами - к катоду тиристора 8, анод которого подключен к анодам .анодной группы, образованной тиристорами 2, 4 и 6.

Блок управления состоит из задатчика 21 выходной частоты с парафазными выходами и задатчика 22 более высокой частоты, двух двухвходовых элементов 2И 23 и 24, связанных первыми входами соответственно с парафазными выходами задатчика 21 частоты, вторыми входами с выходом задатчика 22, а выходами - с входами соответственно тиристоров 7 и 8.

Непосредственный преобразователь частоты работает следующим образом.

Управляющие импульсы и от блока управления ( и feu где fi, fa - парафазные импульсы задатчика 17 частоты, имеющие период Ti; f0 - импульсы задатчика 18 частоты, имеющие период Т0) поступают на тиристоры 7 и 8.

Период трехфазной системы напряжений Т и периоды То и Ti в общем случае некратны.

При отсутствии импульсов FI и F2 напряжения на конденсаторах 17-19, имеющих одинаковые емкости, равны ЭДС ед, ев, ее. Напряжение между нулем звезды конденсаторов 17-19 и нулем трехфазной системы напряжений равно в этом случае нулю.

0 Положим, что в момент прихода тактового импульса f0 , и ЭДС ед максимальная (фиг. 3). В этом случае открывается тиристор 7 и по -цепи элементов 11-7-1-9 протекает ток, который приводит к отпира5 нию тиристора 1, после чего тиристор 7 оказывается шунтированным и в результате этого закрывается. Тиристор 1, индуктивность 9 и конденсатор 17 образуют колебательный контур, обратная полуволна тока

0 которого закрывает тиристор 1 и перезаряжает конденсатор 17 так, что на нем оказывается отрицательное напряжение.

Если индуктивноть 9 мала, то период собственных колебаний контура также бу5 дет малым. Соответственно и длительность открытого состояния тиристора 1, равная полупериоду собственных колебаний,будет малой.

Поскольку напряжение на нагрузке 20

0 U0 eA-UA и учитывая, что , а после перезарядки конденсатора 17 отрицательно, то напряжение на нагрузке будет положительным. После запирания тиристора 1 конденсаторы 17-19 начинают перезаряжаться

5 таким образом, что напряжение на них будет стремиться к ЭДС ед ,ев, ее L

После прихода очередного импульса FI все процессы повторяются. При этом каждый раз включается тот тиристор, на кото0 ром окажется в данный момент времени максимальное положительное напряжение. В результате на нагрузке образуется серия импульсов напряжения положительной полярности.

5В случае прихода импульса F2 на тири-4

стор 8 процессы протекают следующим образом. Предположим, что в момент прихода импульса F2 на тиристор 8 на конденсаторе 17 будет наименьшее напряжение. После

0 открывания тиристора 8 образуется цепь из элементов 10-8-14-4, по которой течет ток,0 вследствие чего тиристор 4 открывается, шунтирует тиристор 8, и последний закрывается. В образовавшемся из цепи

5 элементов 17-10-4 колебательном контуре течет ток, обратная полуволна которого приводит к запираниютиристора и перезарядку конденсатора 17, после чего на последнем имеется положительное напряжение. При этом напряжение на нагрузке U0 eA-UA О

После запирания тиристора начинается перезаряд конденсаторов 17-19 и напряжение на нагрузке стремится к нулю. При приходе следующего импульса F2 все процессы протекают аналогично. При этом по- еле каждого включения тиристора 8 включается тот из тиристоров 2, 4 и 6, на котором окажется наименьшее напряжение. В результате на нагрузке образуется серия импульсов отрицательной полярно- сти (фиг. Зг).

Чередование импульсов fi и f2 приводит к чередованию на нагрузке серий положительных и отрицательных импульсов напряжения. В результате основной период выходного напряжения оказывается равным TL Он может регулироваться в широких пределах. Ограничением в сторону уменьшения Ti является время перезаряда конденсаторов при отпирании тиристоров 1-60 которое в свою очередь ограничивается временем выключения тиристоров.

Модулируя последовательность импульсов fo, можно добиться формы напряжения, которая будет наиболее близкой к синусоидальной. Действующее значение напряжения можно регулировать, изменяя частоту импульсов f0.

Таким образом, предлагаемый непосредственный преобразователь частоты по- зволяет регулировать как величину действующего напряжения на нагрузке, так и его форму и имеет широкий диапазон регулирования частоты за счет искусственной коммутации тиристоров. Кроме того, преоб- разователь имеет достаточно простую силовую структуру. Тиристоры в нем открыты в течение короткого времени и выполняют лишь коммутационную функцию. Следовательно, их массогабаритные показатели бу- дут малы. Основную нагрузку несут конденсаторы.

Формула изобретения

Непосредственный преобразователь частоты, содержащий трехфазный тири- сторный мост, фазные выводы которого являются его входами, подключенными к трехфазной системе напряжений с нулевой точкой, а выводы постоянного тока моста замкнуты на дроссель со средней точкой, образующей совместно с указанной точкой нулевой выход преобразователя, а также блок управления, включающий в себя первый задатчик выходной частоты с парафаз- ным выходом и второй задатчик более высокой частоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования частоты выходного напряжения, в него введены три конденсатора, одни обкладки которых подключены к соответствующим фазным выводам моста, а другие - к средней точке упомянутого дросселя, трехфазная анодная группа диодов, подключенная катодами к управляющим электродам тиристоров анодной группы моста, трехфазная катодная группа диодов, подключенная фазными выводами к фазным выводам моста, и два тиристора, анод первого из кото-. рых соединен с анодами тиристоров анодной группы моста, а катод - с анодами анодной группы диодов, причем анод второго тиристора соединен с катодами катодной группы диодов, катод - с управляющими электродами тиристоров катодной группы моста, первый задатчик частоты подключен парафазными выходами соответственно к первым входам двух введенных двухвходо- вых логических элементов 21/1, вторые входы которых подключены к выходу второго за- датчика частоты а выходы элементов 2И связаны соответственно с входами упомянутых первого и второго тиристоров.

a l I I I I I I I I | I I I s I

II I ll| I

II

В rSF

г

I I

II

-3B

feJ