Преобразователь частоты Советский патент 1992 года по МПК H02M5/45 

Л

,

Использование: силовая преобразовательная техника. Сущность изобретения: устройство содержит управляемый выпрямитель 2-7, входом подключенный ко вторичной обмотке сетевого трансформатора 1, а выходом - и шинам питания инвертора 8-13, а также вспомогательные диодный 15- 20 и тиристорный 21-26 мосты, которые своими разноименными по полярности выходами постоянного тока объединены и через конденсаторы 27, 28 подключены к нулевой точке нагрузки 14. Между одноименными выводами инверторного 8-13 и вспомогательного 21-26 тиристорных мостов включены цепочки 29, 30 и 31, 32 каждая из последовательно включенных дросселя и диода. 2 ил.

4 Ю О

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, может быть использовано для частотного управления двигателем переменного тока и является дополнительным к изобретению поавт.св. № 1527692.

Известный преобразователь частоты имеет недостатки, заключающиеся в повышенной пульсации напряжения в нагрузке, необходимости применения конденсатора большой емкости, в значительном влиянии процессов в преобразователе частоты на напряжение питающей сети.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе частоты катодные выводы выпрямительного и вспомогательного диодного мостов соединены цепочкой из последовательно включенных дросселя и диода, направленного анодом к выпрямителю, анодные выводы выпрямительного и вспомогательного диодного мостов соединены цепочкой из последовательно включенных дросселя л диода, направленного катодом к выпрямителю.

Такое устройство позволяет осуществлять питание вспомогательного тиристор- ного моста через Г-образный LC-фильтр, что позволяет снизить емкость конденсаторов при сохранении значения коэффициента пульсации, кроме того, введение индуктив- ностей сглаживает ток выпрямителя, выводит его из режима прерывистых токов, что улучшает коэффициент мощности.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 -форма выходного напряжения и формы токов элементов схемы.

Устройство включает в себя трансформатор 1, вторичная обмотка которого включена в звезду, выпрямительный мост 2-7. подключенный к выходу трансформатора 1 инверторный мост 8-13. подключенный к выходу выпрямителя 2-7, нагрузку 14, включенную в звезду и подключенную к выводам переменного тока инверторного моста 8- 13, подключенные к выходным выводам инверторного моста 8-13 вспомогательные диодный 15-20 и тиристорный 21-26 мосты, соединенные между собой разноименными выводами постоянного тока, два конденсатора 27, 28, соединяющие выводы постоянного тока вспомогательных мостов с нейтралями нагрузки и вторичной обмотки трансформатора, последовательно включенные дроссель 29 и диод 30, соединяющие катодные группы выпрямительного 2-7 и вспомогательного диодного 15-20 мостов, причем диод 30 направлен анодом к выпрямителю, последовательно включенные

дроссель 31 и диод 32, соединяющие анодные группы выпрямительного и вспомогательного диодного мостов, причем диод 32 направлен катодом к выпрямителю, систему

33 управления тиристорами.

На фиг. 2 представлены форма напряжения фазы А нагрузки; д - форма тока фазы А нагрузки, ie - форма тока тиристора 8, 20 форма тока диода 20, J29 - форма тока

0 дросселя 29, На - форма тока диода 18, in - форма тока тиристора 11, i24 - форма тока тиристора 24, Hs - форма тока диода 15.

Трансформатор 1 служит для питания преобразователя частоты, выпрямительный

5 мост 2-7 и инверторный мост 8-13 предназначены для формирования напряжения в фазах нагрузки 14. Вспомогательный диодный мост 15-20 служит для заряда конденсаторов 27, 28, вспомогательный

0 тиристорный мост 21-26 предназначен для разряда конденсаторов 27, 28 через фазы нагрузки 14. Дроссели 29 и 31 являются составными частями Г-образных LC-фильтров для питания нагрузки через вспомогатель5 ный тиристорный мост 21-26. Диоды 30 и 31 предотвращают разряд конденсаторов 27, 28 через тиристоры инверторного моста 8- 13.

Устройство работает следующим обра0 зом.

Предположим, в начальный момент времени открывается тиристор 8 и один из тиристоров 2,4, 6 выпрямительного моста, ток протекает через фазу А нагрузки 14, форми5 руя положительный полупериод выходного напряжения. Одновременно через диод 15 дозаряжается конденсатор 27 минусом к нейтрали нагрузки. Дозаряд конденсатора 27 осуществляется также через один из ти0 ристоров 2, 4, 6 выпрямительного моста, дроссель 29, диод 30.

При уменьшении амплитуды полупериодов напряжения трансформатора 1, формирующих положительный полупериод

5 фазы А нагрузки 14, конденсатор 27 разряжается через открывшийся тиристор 21 и фазу А нагрузки 14, поддерживая на ней напряжение. Дозаряд конденсатора 27 через выпрямительный мост 2-7, дроссель 29,

0 диод 30 продолжается.

При отпирании тиристора 8 тока течет через трансформатор 1, выпрямительный мост 2-7, тиристор 8, фазу А нагрузки 14, общую нейтраль. Одновременно через диод

5 15 дозаряжается конденсатор 27, падением напряжения на диоде 15 запирается тиристор 21. При уменьшении ампл, уды полуволны сетевого напряжения дозаряд конденсатора 27 продолжается через дроссель 29 и диод 30 и т.д.

При изменении полярности напряжения в фазе А нагрузки 14 прекращается подача импульсов управления на тиристор 21 при очередном дозаряде конденсатора 27 через диод 15 тиристор 21 запирается, за- тем прекращается подача импульсов управления на тиристор 8, напряжение в фазе А нагрузки 14 спадает до нуля и меняет свою полярность. Тиристор 8 коммутируется напряжением сети через общую нейтраль, конденсатор 28, диод 18.

Реактивная энергия, накопленная в индуктивности фазы А нагрузки 14, через диод 18 заряжает конденсатор 28, который затем разряжается через фазы нагрузки с по- мощью вспомогательного тиристорного моста 21-26.

Дозаряд конденсатора 27 через диод 15 производится узким импульсом и необходим для запирания тиристора 21, остальное время дозаряд производится через дроссель 29 и диод 30.

При формировании отрицательной полуволны фазы А участвуют тиристоры 3, 5, 7 выпрямительного моста, тиристор 11, диод 18, тиристор 24, дроссель 31, диод 32.

Аналогичные процессы протекают в фазах В и С нагрузки 14.

Использование предлагаемого изобретения позволит значительно уменьшить ве-

личину емкости конденсаторов при сохранении коэффициента сглаживания. Для Г- образного LC-фильтра:

S (m ft)c)2 LC - 1, где S - коэффициент сглаживания;

m 3 - число фаз;

шс 2 п fc - частота сети.

Откуда при увеличении индуктивности дросселей пропорционально уменьшается значение емкости конденсаторов. Кроме того, введение индуктивностей сглаживает ток выпрямителя, выводит его из режима прерывистых токов, что улучшает коэффициент мощности.

Формула изобретения Преобразователь частоты по авт.св. № 1527692, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик, катодные выводы выпрямительного и вспомогательного диодного мостов соединены через цепочку из последовательно соединенных дросселя и диода, направленного анодом к выпрямителю, а анодные выводы выпрямительного и вспомогательного диодного мостов соединены через цепочку из последовательно соединенных дросселя и диода, направленного катодом к выпрямителю

Фи.2.2