Преобразователь частоты Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорами силового выпрямителя и для защиты высокочастотного преобразователя.,

Известно устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее синхронизатрр. выход которого подключен к аходу генератора пилообразного напряжения, соединенный через источник опорного напряжения с входом нуль-органа, вход которого подключен к промежуточному формирователю импульсов, выход которого соединен с одним из входов выходного усилителя, другой вход которого соединен с блоком высокочастотного питания, а выход выходного усилителя .-с последовательно соединенными первичными обмотками импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых подключены параллельно управляющим переходам тиристоров выпрямителя.

Кроме этого, оно снабжено дополнительными тиристорами, диодами и резисторами, а импульсные трансформаторы снабжены дополнительными вторичными

обмотками, зашунтированными дополнительными тиристорами, управляющие переходы которых шунтированы встречно включенными диодами и подключены антипараллельно к соответствующим тиристорам выпрямителя через резисторы,

Недостатками этого устройства являются сложность схемы, обусловленная тем, что а нем использованы трехобмоточные импульсные трансформаторы, низкая надежность из-за наличия высокого напряжения на элементах устройства, а также из-за большой мощности потерь на резисторах связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является преобразователь частоты, содержащий последовательно соединенные силовой выпрямитель, выполненный на анодной и катодной группах вентилей, и инвертор напряжения, блок управления, включающий в себя синхронизатор, формирователь управляющих импульсов и-основной источник питания, входом подключенный к вгыходу инвертора напряжения, а выходом связанный с соответствующими входами питания формирователя управляющих импульсов, выходы которого связаны с управляющими входами вентилей, причем входные выводы синхронизатЪра подключены к входным выводам силового выпрямителя, использованным как входные выводы преобразователя частоты, при этом он снабжен дополнительным источником питания, цепочкой из последовательно включенных замыкающей кнопки Пуск и размыкающей кнопки Стоп, одна из групп вентилей силового выпрямителя выполнена в виде диодов, другая - в виде оптотиристоров. Формирователь управляющих импульсов выполнен трехканальным, каждый канал которого содержит свете диод соответствующего из вышеупомянутыхоптотиристоров. Синхронизатор имеет вспомогательный выпрямитель с включенным на выходе, резисторам и трехфазный трансформатор, подключенный первичными обмотками к входным выводам синхронизатора, вторичными - к входам В|Спомогательного выпрямителя так, что его плечи и плечи силового выпрямителя включены синфазно. Одноименная с силовым выпрямителем группа вё нтилей вспомогательного выпрямителя выполнена в виде диодов, другая - в виде эмиттер-базовых переходов транзисторов, коллекторы которых использованы как выходы синхронизаторов, подключенные к входам формирователя управляющих импульсов, причем точка соединения эмипероа упомянутых транзисторов

использована как положительный вывод, точка соединения катодов светодиодов как отрицательный вывод питания формирователя импульсов. Соединенный с объединенными отрицательными выводами основного и дополнительного источников питания положительный вывод основного источника питания подключен к точке соединения упомянутых кнопок Пуск и

0 Стоп, последняя из которых подключена к положительному выводу питания формирователя имлульсов, а кнопка Пуск - к положительному выводу дополнительного источника питания

5 Недостатком этого устройства является невозможность управления обычными силовыми тиристорами, а также ограниченная защитная его способность полууправляемых выпрямителей.

0 Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения быстродействия защиты.

Постаопенная цель достигается тем, что преобразователь частоты, содержащий си5 ловой выпрямитель, выполненный по трехфазной мостовой схеме, включающей анодную группу тиристоров и катрдную группу вентилей, вход которого соединен с. выводами для подключения питающей сети,

0 а выход подключен к входу инвертора напряжения, снабженного выходным трансформатором, синхронизатор, включающий первый, второй и третий транзисторы, эмиттеры которых соединены с первым выводом

5 нагрузочного резистора, а базы,подключены к выводам соответствующих вторичных обмоток трехфазного трансформатора, первичные обмотки которого соединены с входными выводами силового- выпрямителя,

0 первый, второй и третий диоды и вспомогательный источник питания, через балластный резистор подключенный к конденсатору, первый вывод которого подключен через замыкающие контакты кнопки

5 Пуск к первому размыкающему контакту кнопки Стоп. В синхронизатор введены четвертый, пятый и шестой транзисторы, четвертый диод, шесть импульсных трансформаторов и пятиобмоточный трансформатор. В качестве вентилей катодной группы силового выпрямителя использованы тиристоры, причем коллекторы первого, второго и третьего транзисторов синхронизатора через первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов и первый диод подключены к первому выводу первой вторичной обмотки пятиобмоточного трансформатора, второй вывод которой соединен с эмиттерами указанных транзисторов, коллекторы четвертого, пятого и шестого транзисторов синхронизатора через первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов и соответственно второй, третий и четвертый диоды подключены к первым выводам соответственно второй, третьей и четвертой вторичных обмоток пятиобмоточного трансформатора, вторые выводы которых соединены соответственно с эмиттерами третьего, четвертого и пятого транзисторов, подключенными соответственно к базам первого, второго и третьего транзисторов. Вторичная обмотка выходного трансформатора инвер тора напряжения первым выводом подключена к объединенным контактам кнопок Пуск и Стоп, а вторым выводом соединена с вторым выводом конденсатора и с первым выводом первичной обмотки пятиобмоточного трансформатора, второй вывод которой подключен к второму размыкающему контакту кнопки Стоп, при этом вторичные обмотки импульсных трансформаторов подключены к управляющим входам тиристоров силового выпрямителя в соответствии с порядком их коммутации.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Он включает в себя силовой.выпрямитель, собранный по мостовой схеме на тиристорах 1-6 высокочастотный инвертор 7, имеющий выходной трансформатор 8, трехфазный трансформатор 9, выпрямительсинхронизатор 10, подключенный к вторичным обмоткам этого трансформатора, имеющего в качестве диодов транзисторы 11-16, в коллекторные цепи которых включены первичные обмотки трансформаторов 17-22, а на выходеэтого выпрямителя включен р езистор 23, диоды 24-27, соединяющие первичные обмотки трансформаторов 17-22 с вторичными обмотками 29-32 основного источника питания, выполненного в виде пятиобмоточного трансформатора 28, первичная обмотка 33 которого через кнрпку 34 соединена с вторичной обмоткой выходного трансформатора 8 инвертора 7; а через кнопку 35 - с конденсатором 36, который через резистор 37 соединен с источником 38 питания.

Схема преобразователя частоты работает следующим образом.

В исходном состоянии подано сетевое напряжение на входные клеммы силового выпрямителя, собранного по мостовой схеме на тиристорах 1-6, и соответственно через трехфазный трансформатор 9 - на выпрямительсинхронизатор 10. По переходам эмиттер-база транзисторов 11-16, которые являются вентилями выпрямителя-синхронизатора протекают токи в соответствии с порядком чередования фазных напряжений питающей сети через резистор 23. Токи через тиристоры 1-6 не протекают, так как не поданы импульсы управления. Соответственно не работает инвертор 7. Конденсатор 36 заряжен. При нажатии кнопки 35 предварительно заряженный от источника 38 питания через резистор 37 конденсатор 36 разряжается на первичную обмотку 33 трансформатора 28. На этой обмотке и соответственно на обмотках 29-32 возникает импульс напряжения. Это напряжение прикладйвается к формирователю выпрямителя-синхронизатора. Так, например, при открытых транзисторах 11 и 15 эти напряжения подаются на первичные обмотки трансфориаторов 17 и 21 через диоды 24 и 27 соответственно. А с вторичных обмоток трансформаторов 17 и 21 напряжение поступает на управляющие переходы тиристоров 1 и 5, Тиристоры включаются и напряжение сети поступает на вход инвертора 7. Инвертор начинает работать и с его выхода высокочастотное напряжение посредством обмоток 33, 29-32 подается на питание всех формирователей. Так кончается этап пуска и начинается установившийся режим работы преобразователя частоты.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает синхронизацию протекания токов управления силовых тиристоров с моментами приложения прямого напряжения к ним, надежный запуск выпрямителя и защиту выпрямителя при опрокидывании инвертора, так как при этом .исчезает напряжение на выходном трансформаторе 8 и соответственно на обмотке 33 и прекращается питание формирователей 11-17 тока управления тиристоров 1-6 выпрямителя. Кроме этого, за счет использования высокочастотного напряжения питания уменьшаются габариты трансформаторов 17-22 и 28, а за счет использования однополупериодных выпрямителей 24-27 уменьшаются потери в управляющих переходах,

Формула и 3 о б р е т и я Преобразователь частоты, содержащий силовой выпрямитель, выполненный по трехфазной мостовой схеме, включающей анодную группу тиристоров и катодную группу вентилей, вход которого соединен с выводами для подключения питающей сети, а выход подключен к входу инвертора напряжения, снабженного выходным трансформатором, синхронизатор, включающий первый, второй и третий транзисторы, эмиттеры которых соединены с первым выводом нагрузочного резистора, а базы подключены к выводам соответствующих вторичных

обмоток трехфазного трансформатора, первичные Обмотки которого соединены с входными выводами силового выпрямителя, первый, второй и третий диоды и вспомогательный источник питания, через балластный резистор подключенный к конденсатору, первый вывод которого подключен через замыкающие контакты кнопки Пуск к первому размыкающему контакту кнопки Стоп, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения быстродействия защиты, в синхронизатор введены четвертый, пятый и шестой транзисторы, четвертый диод, шесть импульсных трансформаторов и пятиобмоточный трансформатор, в качестве вентилей катодной группы силового выпрямителя использованы тиристоры, причем коллекторы первого, второго и третьего транзисторов синхронизатора через первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов и первый диод подключены к первому выводу первой вторичной обмотки пятиобмоточного транзистора, второй вывод которой соединен с эмиттерами указанных транзисторов, коллекторы четвертого, пятого и шестого транзисторов.синхронизатора через первичные.обмотки соответствующих, импульсных трансформаторов и соответственно второй, третий и четвертый диоды подключены к первым выводам соответственно второй, третьей и четвертой вторичных обмоток пятиобмоточного трансформатора, вторые выводы которых соединены соответственно с эмиттерами третьего, четвертого и пятого транзисторов, подключенными соответственно к базам первого, второго и третьего транзисторов, вторичная обмотка выходного трансформатора инвертора напряжения первым выводом подключена к объединенным контактам кнопок Пуск и Стоп, а вторым выводом соединена с вторым выводом конденсатора и с первым выводом первичной обмотки пятиобмоточного трансформатора, второй вывод которой подключён к второму размыкающему контакту кнопки Стоп, при этом вторичные обмотки импульсных трансформаторов подключены к управляющим входам тиристоров силового выпрямителя в соответствии с порядком их коммутации.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем увеличения быстродействия защиты. После подачи напряжения на входные клеммы силового выпрямителя, собранного на тиристорах 1-^6, и соответственно через трехфазный трансформатор 9 - на транзисторы 11-16 выпрямителя-синхронизатора 10. По транзисторам 11-16 начинают протекать токи в соответствии с порядком чередованияфазных напряжений питающей сети через резистор 23, Токи через тиристоры 1-6 не протекают, т.к. не поданы импульсы управления. Не работает инвертор 7. Конденсатор 36 заряжен. При нажатии кнопки 35 предварительно заряженный от источника 38 питания через резистор 37 конденсатор 36 разряжается на первичную обмотку 33 трансформатора 28. На этой обмотке и соответственно на обмотках 29-32 возникает импульс напряжения. Это напряжение прикладывается к формирователям синхронизатора. При открытых транзисторах 11 и 15 эти напряжения подаются на первичные обмотки трансформаторов 17 и 21 через диоды 24 и 27 соответственно. С вторичных обмоток трансформаторов 17 и 21 напряжение поступает на управляющие переходы тиристоров 1 и 5. Тиристоры включаются и напряжение сети поступает на вход инвертора 7. Инвертор начинает рабртать и с его выхода высокочастотное напряжение поср.едст- вом обмоток 33, 29-32 подается на питание вс.ех формирователей. 1 ил.соС