ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1968 года по МПК H02M5/14 

Известен преобразователь однофазного напряжения промышленной частоты в трехфазное напрял-сение регулируемой частоты, содержащий анодные группы вентилей, соединенные через реакторы с катодными группами вентилей, и входной трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к катодам катодных групп вентилей.

Особенность предлагаемого преобразователя заключается в том, что входной трансформатор снабжен дополнительной вторичной обможой, подключенной к анодам анодных групп вентилей. Такое выполнение преобразователя позволяет повысить его к. п. д.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого преобразователя.

Преобразователь содержит анодные группы и 2 с вентилями 3-8, катушки (реакторы) 9 и W, катодные группы 11 и 12 с вентилями 13-18, входной трансформатор 19 с первичной 20 и вторичными 21 и 22 обмотками. Нагрузкой является трехфазный электродвигатель, подключенный к выводам а, б, в.

Напряжение регулируется периодическим запиранием вентилей 3-5 и 13-18 с частотой, значительно превыша1ош,ей частоту трансформатора 19 однофазного тока.

9 к 10 и обмоток электродвигателя. Например, если цепь нагрузки замыкалась через вентили 3, 17 и катушку 10, то после запирания вентиля 3 и открытия вентиля 6 ток нагрузки будет протекать по контуру: вывод б, вентиль 17, катушка 10, вентиль 6, вывод а и далее через обмотки двигателя к выводу 6. Этот ток будет поддерживаться э. д. с. самоиндукции катушки 10 и обмоток двигателя.

При последующем открытии вентиля 3 питание нагрузки от внешнего источника восстановится, но вентиль 6 вновь обесточится. В процессе преобразования частоты вентиль 3, пока он работает в паре с вентилем 17, может несколько раз открываться п закрываться, причем среднее напряжение на двигателе будет тем выше, чем больше отношение длительности открытого состояния вентиля 5 к длительности цикла переключений. Амплитуда пульсации напряжения на двигателе, обусловленная такими переключениями, очевидно будет тем меньше, чем выше частота переключений и чем больше индуктивность катушки 10. Аналогично регулируется напряжение при питаНИИ нагрузки через любую другую пару вентилей данного моста в процессе преобразования частоты. После смены полярности на выводах гид нагрузка питается через вентили встречного моста: группы 2 и 11, причем взауменьшить пульсацию тока нагрузки, обусловленную синусоидальным изменением нанряжения на выводах г к д, необходимо носадить катушки 9 т 10 на общий магнитопровод 23 с воздушным зазором и подключить таким образом, чтобы намагничиваюш;ие силы катушек

9и 10 совнадали по направлению. Но так как и в этом случае не достигается оптимальное сглаживание вышеуказанных пульсаций вследствие поочередного протекания тока по катушкам 9 и 10 следует к катушкам 9 к 10 подключить второй блок 24 преобразовательной установки. Тогда по обеим катушкам 9 и

10будет непрерывно протекать ток неизменного направления. Во избежание появления паразитных контурных токов в двухблочной схеме необходимо: вторичную обмотку питаюш.его однофазного трансформатора выполнять двумя отдельными одинаковыми секциями 21 и 22, соответственно сфазированньши с выводами г и (3 и 2i и 3i, к которым они подключаются, и к выводам а, б, в и а, 6i, в, подключать отдельные группы двигателей.

Описываемый преобразователь может работать и в рекуперативном . Его схема донускает пропуск реактивного тока нагрузки. Для исключения гармоник в намагничивающем токе, обусловленных э. д. с. самоиндукции катушек 9 и 10, основные вентили 3-8 и 13-18 могут быть зашунтированы дополнительными управляемыми вентилями встречного направления, рассчитанными на пропуск менее чем половины среднего значения реактивного тока нагрузки.

Чтобы уменьшить резкие изменения первичного тока при глубоком регулировании напряжения, рекомендуется преобразовательную установку выполнять из возможно большего числа пар блоков. При этом вентили этих пар блоков в процессе регулирования напряжения должны запираться поочередно. Первичный ток может сглаживаться также параллельным подключением к выводам г, д vi г, di батарей конденсаторов. Но этот способ целесообразен при высокой частоте переключений (снижает.ся необходимая емкость сглаживающих батарей конденсаторов). Преобразователь может выполняться и с другим числом фаз, как на первичной, так и вторичной стороне.

При полностью управляемых вентилях силовая схема преобразователя включает только основные вентили 3-8 и 13-18. При неполностью управляемых вентилях

используется схема коммутации 25, которая позволяет ограничиться одной батареей конденсаторов 26 примерно такой же емкости, как и у одной батареи в обычных схемах (при прочих равных условиях). Для перезаряда

батареи 26 в процессе коммутации предусмотрены дополнительные управляемые вентили 27-33 (из которых вентили 27-29 являются симметричными), пропускающие ток в обоих направлениях. Дополнительные вентили 30-

33 предназначены только для пропуска кратковременного разрядного тока конденсаторов 26 и, следовательно, рассчитываются на значительно меньший средний ток, чем основные вентили 3-8 и 13-18.

Конденсаторы перезаряжаются в процессе запирания основных вентилей 3-8 и 13-18, причем энергия магнитного поля переходит в энергию электрического поля. Для возможности перезаряда конденсаторов 26 не за счет

переключения основных вентилей могут быть предусмотрены вентили 23, 35 и дроссель 36, что придает схеме коммутации 25 универсальность (возможность осуществить любой порядок запирания основных вентилей). Предлагаемая схема коммутации 25 способна работать при весьма низком напряжении на нагрузке (так как конденсатор 26 заряжается не за счет этого напряжения) и позволяет существенно сократить вес и объем преобразовательной установки.

Предмет изобретения

Преобразователь однофазного напряжения промышленной частоты в трехфазное напряжение регулируемой частоты, содержащий анодные группы вентилей, соединенные через реакторы с катодными группами вентилей, и входной трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к катодам катодных

групп вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. входной трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, подключенной к анодам анодных групп вентилей.