Преобразователь частоты Советский патент 1992 года по МПК H02M5/45 

XI

О

ч о о о

ю

Предполагаемое изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного управления электродвигателем переменного тока.

Изобретение является дополнительным к преобразователю частоты (пол. реш. по заявке N 4768426/07), имеющему недостаток, заключающийся взрывах коммутации иристоров вспомогательного тиристорно- го моста при высоких зарядах конденсатора.

Целью изобретения является повышение функциональной устойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что s преобразователь частоты (пол. реш. по заявке № 4768426/07) введены два тиристора, Рпок сравнения, блок управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии, элемент 6ИЛИ, шесть элементов 2ИЛИ, причем катодные группы выпрямительного моста и вспомогательного тири- сторного моста соединены через первый тиристор, направленный анодом к выпрямительному мосту, анодные группы выпря- мительного и вспомогательного тиристорного мостов соединены через второй тиристор, направленный катодом к выпрямительному мосту, блок сравнения соединен входами с выходными выводами преобразователя и конденсатором, выходом - с блоком управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии, выходы которого соединены с входами элемента 6ИЛИ и первыми входами элементов 2ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами блока управления выпрямительным мостом, дополнительные входы блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии соединены с входными выводами, выход элемента 6ИЛИ соединен с управляющими входами введенных тиристоров, выходы элементов 2ИЛИ соединены с управляющими входами соответствующих тиристоров выпрямительного моста.

Такое устройство позволяет предотвратить срывы коммутации тиристоров вспомогательного тиристорного моста вследствие снижения напряжения в конденсаторе путем рекуперации энергии, накопленной в нем в сеть через выпрямительный мост, переключаемый в режим ведомого инвертора.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - алгоритмы импульсов управления тиристорами выпрямительного моста, формы токов элементов схемы.

Устройство включает в себя выпрямительный мост 1, инверторный мост 2, подключенный к выходу выпрямительного

моста 1, нагрузку 3, подключенную к выходу инверторного моста 2, вспомогательный диодный мост 4, соединенный выводами переменного тока с нагрузкой 3,

вспомогательный тиристорный мост 5, подключенный выводами переменного тока к нагрузке 3, выводами постоянного тока встречно-параллельно вспомогательному диодному мосту 4, конденсатор 6, соединя0 ющий выводы постоянного тока вспомогательных мостов, два тиристора 7, 8, один из которых соединяет катодные группы выпрямительного 1 и вспомогательного диодного мостов 4 и направлен анодом к выпрямительному мосту, второй соединяет анодные

5 группы выпрямительного 1 и вспомогательного диодного мостов и направлен катодом к выпрямительному м.осту, блок сравнения 9, подключенный входами к нагрузке 3 и конденсатору 6, выходом - к входу блока управления выпрямительным мостом в ре0 жиме рекуперации энергии 10, блок управления выпрямительным мостом 11, выходы которого соединены с дополнительными входами блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии

5 1, и с фазами сети, элемент 6ИЛИ 12 к входам которого подключены выходы блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии 10, а выход соединен с управляющими входами тири0 сторов 7, 8. шесть элементов 2ИЛИ 13-18, первые входы которых соединены с выходами блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии 10, вторые входы подключены к выходам блока

5 управления выпрямительным мостом 11, выходы подключены к управляющим входам тиристоров выпрямительного моста 1, выходы блока управления преобразователем частоты, предназначенные для управления

0 тиристорами инверторного и вспомогательного тиристорного мостов соединены с управляющими входами соответствующих тиристоров упомянутых мостов.

На фиг.2 представлены: 19 - алгоритм

5 включения тиристоров выпрямительного моста, 20 - алгоритм включения тиристоров 7, 8, 21 - форма напряжения на выходе выпрямительного моста, IAB - Форма тока между фазами А и В сети, I - форма тока через

0 тиристоры 7 и 8.

Выпрямительный и инверторный мосты 1, 2 служат для формирования напряжения в фазах нагрузки 3, вспомогательный диодный мост 4 служит для заряда конденсатора

5 6, вспомогательный тиристорный мост 5 служит для разряда конденсатора 6 через фазы нагрузки 3, тиристоры 7, 8 предназначены для подключения конденсатора 6 к выпрямительному мосту 1 в моменты рекуперации энергии в сеть, блок сравнения 9 служит для сравнения напряжения в фазах нагрузки с напряжением конденсатора 6 и включения блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии, при высоком значении напряжения конденсатора, выполнен аналогично, например, переключателю режимов, описанному в а.с. № 1197031, блок управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии 10 служит для управления тиристорами выпрямительного моста 1 в режиме рекуперации энергии в сеть, выполнен в виде стандартного блока управления ведомым инвертором, либо аналогичным описанному в а.с. № 1277338, блок управления выпрямительным мостом 11 предназначен для управления тиристорами выпрямительного моста в двигательном режиме, элемент 6ИЛИ 12 служит для включения тиристоров

7,8, элементы 2ИЛИ 13-18 служат для подачи на управляющие входы тиристоров выпрямительного моста импульсов обоих блоков управления выпрямительным мо с- том.

Устройство при увеличении напряжения конденсатора относительно напряжения на нагрузке работает следующим образом.

При увеличении напряжения на конденсаторе 6 блок сравнения 9 включает блок управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации 10.

Предположим в начальный момент времени подаются импульсы блока управления выпрямительным мостом 11 на два тиристора выпрямительного моста 1, ток протекает через тиристоры выпрямительного и инвер- торного мостов 1, 2, нагрузку 3, через вспомогательный тиристорный мост 4 дозаряжается конденсатор 6 и т.д. согласно описанному в прототипе, затем амплитуда линейного напряжения сети уменьшается и изменяется его полярность, ток через выпрямительный мост прекращается. При изменении полярности линейного напряжения сети поступают импульсы управления блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии 10, отпираются два тиристора выпрямительного моста 1, а также тиристоры 7, 8. Поскольку напряжение на конденсаторе 6 выше, чем линейное напряжение сети, конденсатор б разряжается через тиристоры 7,

8,включенные тиристоры выпрямительного моста 1, фазы сети, ток протекает навстречу напряжению сети, происходит передача энергии в сеть. Затем напряжение сети увеличивается, ток рекуперации уменьшается. При превышении линейного напряжения сети напряжения конденсатора 6 ток прекращается, тиристоры выпрямительного

моста 1 и 7,8 запираются. В следующий момент времени отпираются два тиристора выпрямительного моста 1 ток протекает через тиристоры выпрямительного и инвер- торного мостов, Нагрузку и т.д.

Устройство работоспособно при больших углах управления тиристоров выпрямительного моста, при уменьшении углов управления работоспособность режима рекуперации сохраняется если тиристоры выпрямительного моста не, включаются в двигательном режиме, т.е. если в режиме рекуперации выключать блок управления преобразователем частоты, в противном случае при открывании тиристорбв выпрямительного моста в двигательном режиме возможно короткое замыкание через открытые тиристоры 7,8 и вспомогательный диодный мост.

Использование предлагаемого изобретения позволит использовать устройство в приводах, где возможны частые изменения скоростей вррщения, двигательных и тормозных режимов работы, что значительно расширяет область применения устройства,

Формула изобретения

Преобразователь частоты по авт. св. № 1697226, отличающийся том, что, с

целью повышения функциональной устойчивости, введены два тиристора, блок сравнения, блок управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии, элемент 6ИЛИ, шесть элементов 2ИЛИ, причем

катодные группы выпрямительного моста и вспомогательного тиристорного моста соединены черэз первый тиристор, направленный анодом к выпрямительному мосту, анодные группы выпрямительного и вспомогательного тирмсторного мостов соединены через второй тиристор, направленный катодом к выпрямительному мосту, блок сравнения соединен входами с выходными выводами преобразователя и с конденсатором, выходом - с блоком управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии, выходы которого соединены с входами элемента 6ИЛИ и первыми входами элементов 2ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами блока управления выпрямительным мостом, дополнительные входы блока управления выпрямительным мостом в режиме рекуперации энергии соединены с входными выводами, выход эле- мента 6ИЛИ соединен с управляющими

входами введенных тиристоров, выходы ми входами соответствующих тиристоров элементов 2ИЛИ соединены с управляющи- выпрямительного моста.

Использование: в преобразовательной технике для зстотного управления электродвигателем переменного тока, Сущность изобретения: устр-во содержит два тиристора (7,8), соединяющие инверторный мост (2) с вспомогательным (5) диодным мостом и конденсатором (6), Блок (9) сравнивает рели- чины напряжений на конденсаторе и на фазах нагрузки. Блок управления выпрямителем 1 включается блоком (9), Логический элемент б ИЛИ (12) для подведения сигналов блока управления выпрямителем к тиристорам (7 8). Логические элементы 2 ИЛИ (13-18) для подключения к тиристорам выпрямительного моста блока управления преобразователем частоты. 2 ил,

М

7

vvvv

Ni J

7

к.

А AJsJi AJLA

v

Ni JA4

Фнг. 2