ТРЕХФАЗНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Советский патент 1965 года по МПК H02M5/27 

Известны вентильные, преобразователи, преобразующие трехфазное напряжение одной частоты в трехфазное напряжение более ннзкой частоты, в которых каждая фаза вторичной сети образована как бы одним реверсивным преобразователем, выполненным по трехфазной нулевой встречно-параллельной схеме. Питание преобразователей обычно осуществляется от сети через трансформатор.

Система управления производит изменение углов открытия вентилей, соответствующих одной фазе нагрузки, по заданному закону, обеспечивающему синусоидальное изменение среднего значения вторичного напряжения данной фазы преобразователя. При этом положительная полуволна тока нагрузки формируется одной группой вентилей (например, катодной), а отрицательная другой (анодной). Системы управления тремя фазами преобразователя связаны между собой таким образом, что между основными гармониками вторичного напряжения различных фаз всегда сохраняется постоянный фазовый сдвиг в 120 электрических градусов.

Регулирование углов открытия вентилей производится как в выпрямительном, так и в инверторном режиме. Благодаря этому преобразователь частоты может работать как на активную, так и на смещанную нагрузку с отстающим или опережающим cos ф. В частности, преобразователь пониженной частоты может быть использован для частотного пуска и как регулирующий скорость вращения асинхронного двигателя.

Однако преобразователи, основанные на использовании простейших трехфазных нулевых схем, имеют ряд существенных недостатков. В частности, при такой схеме недостаточно используется силовой трансформатор. Для ограничения уравнительных токов во внутреннем контуре преобразователя приходится устанавливать довольно больщие ограничивающие реакторы, суммарная установленная мощность которых может достигать 40-50% мощности

питающего трансформатора, либо в схемах без ограничивающих реакторов применять весьма сложные системы управления, обеспечивающие попеременное запирание силовых вентилей. В кривой вторичного напряжения преобразователей по трехфазной нулевой схеме содержатся большие пульсации. Частота пульсаций в три раза выше частоты питающей сети.

В преобразователях частоты повышенной мощности, когда применение трехфазных нулевых схем связано с необходимостью последовательного или параллельного включения вентилей, более целесообразно применять мостоПредлагаемый преобразователь не имеет указанных недостатков. Силовые вентили каждой фазы его включены по встречно-параллельной мостовой схеме при питании всех мостов от одной общей обмотки трансформатора. Причем питающий трансформатор имеет две одинаковые вторичные обмотки, каждая из которых присоединена к половине мостов преобразователя, формирующих полуволны тока нагрузки одного знака.

В этом случае обеспечивается лучшее использование питающего трансформатора. Одновременно значительно уменьшаются вес и габариты ограничивающих реакторов и сглаживающих фильтров. Система управления преобразователем остается весьма простой.

На фиг. 1 и 2 изображены два варианта мостовых преобразователей частоты.

Каждая фаза преобразователя, показанного на фиг. 1, образована как бы одним реверсивным преобразователем, вентили (В) которого включены по мостовой встречно-параллельной; схеме. Питание всех мостов схемы производится от одной общей вторичной обмотки трансформатора (Т). Возможно также питание схемы непосредственно от трехфазной сети. В этой сети суммарная установленная мощность ограничивающих реакторов (ОР примерно такая же, как и в случае трехфазной нулевой встречно-параллельной схемы, однако мощность питающего трансформатора уменьщается примерно на 10%- Одновременно в два раза возрастает частота пульсаций в кривой вторичного напряжения и примерно в два раза уменьшается их амплитуда. Это позволяет значительно уменьщить вес и габариты сглаживающего фильтра.

Преобразователь, схема которого показана на фиг. 2, отличается от преобразователя по схеме на фиг. 1 тем, что питающий трансформатор имеет две одинаковые вторичные обмотки, каждая из которых питает половину мостов преобразователя. При этом от одной

обмотки трансформатора питаются мосты всех фаз преобразователя, образующие положительные полуволны тока, а от другой - мосты, образующие отрицательные полуволны тока. В реззльтате значительно уменьшается уравнительное напряжение, благодаря чему суммарная установленная мощность ограничивающих реакторов может быть снижена более чем в 2,5 раза.

Однако одновременно несколько усложняется конструкция питающего трансформатора, хотя типовая мощность трансформатора остается примерно такой , как и в преобразователе по схеме фиг. 1.

гг

Предмет изобретения

1.Трехфазный вентильный преобразователь частоты с питающим трансформатором, ограничивающими реакторами во внутреннем контуре каждой фазы, сглаживающими фильтрами на выходе и с системой управления, осуществляющей изменение углов открытия вентилей но заданному закону и поддержание постоянного фазового сдвига в 120 электрических градусов между основными гармониками вторичного напряжения всех трех фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности преобразователя, уменьщения веса и габаритов сглаживающих фильтров и лучшего

использования питающего трансформатора и упрощения системы управления, силовые вентили каяедой фазы преобразователя включены по встречно-параллельной мостовой схеме при питании всех мостов от одной общей обмотки

трансформатора.

2.Преобразователь по п. I, отличающийся тем, что, с целью снижения суммарной установленной мощности ограничивающих реакторов, питающий трансформатор имеет две одинаковые вторичные обмотки, каждая из которых присоединена к половине мостов преобразователя, формирующих полуволны тока нагрузки одного знака.