НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЛАВНО РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 1969 года по МПК H02M5/16 

Известен непосредственный трехфазный преобразователь плавно регулируемой частоты, содержащий трехобмоточные многофазные трансформаторы с лолупроводниковыми модуляторами, включенными в цепи разомкнутых нулевых точек сдвоенных .первичных обмоток трансформаторов, у которого выходная цепь образована соединениелЕ вторичных средних обмоток трансформаторов звездой. Каждый луч звезды образуется последовательным соединением таких фазных вторичных обмоток трансформаторов, соответствуюш,.ие первичные обмотки которых присоединяются к разным фазам питающей сети.

Известное устройство не обеспечивает хорошего использования вентилей и имеет сравнительно небольшой диапазон плавно регулируемой частоты.

Предложенная схема устройства позволяет улучшить .использование вентилей и существенно расширить диапазон плавно регулируемой частоты лри практически синусоидальном токе нагрузки. Его особенность заключается в том, что один из трансформаторов выполнен со сдвоенными вторичными обмотками, а два других - со сдвоенными первичными. Выходная цепь выполнена в виде звезды, каждый луч которой образован последовательным соединением разл ичных фаз вторичных обмоток.

Па чертеже приведена принципиальная схема нредложенного преобразователя.

Преобразователь частоты включает три трехобмоточных трехфазных трансформатора /-3 и шесть модуляторов - трехфазных полупроводниковых ключей переменного тока 4-9. Трансформаторы 2 и 3 имеют по одной трехфазной вторичной обмотке 0-15 и сдвоенные первичные обмотки 16-27 со вза:импо противоположной магнитной связью, переключаемые в определенной последовательности при помощи трехфазных ключей переменного тока 9, 7, 6, 8, включенных в разрыв нулевой точки первичных обмоток 16-27

трансформаторов. Трансформатор / имеет только одну первичную трехфазную обмотку 28-30 и две одинаковые вторичные обмотк 31-33 .и 34-36 с взаимно противоположной магнитной связью, причем эти обмотки включаются последовательно с остальной частью выходной цепи поочередно с помощью модуляторов - трехфазных полупроводниковых ключей переменного тока 4 и 5. Вторичиые обмотки отдельных фаз предлагаемого преобразователя частоты включаются в общую схему соединения звездой, каждый из лучей которой образуется последовательным соединением:

расположенных на тех стержнях своих трансформаторов, что :и фазные лервичные обмотки, нрисоединенные к двум различным фазам напряжения питающей цепи;

б) одной из двух поочередно включаемых вторичных фазных обмоток трансформатора /, расположенных на том стержне трансформатора, где расположена лервичная обмотка, лрисоединенная к третьей фазе питающей цепи.

Например, если обмотка 13 трансформатора 3 соединена с обмоткой 12 трансформатора 2 и одной из двух обмоток (32 или 55) трансформатора 1, то в другой фазе будут соединены обмотки 14, 10, 33 и 36, а в третьей фазе - обмотки 15, 11, 31 34.

Можно показать, что в данном устройстве изменение частоты И-со (где И - частота коммутации вентилей инвертора, а ш-частота питающей сети) в самых щироких нредел ах сопровождается изменением выходного напряжения на этой частоте в лределах 3: 1. Причем, если нагрузкой является асинхронный короткозамкнутый двигатель, то уменьшение амплитуды напряжения основной частоты И-со, по мере лриближения этой частоты к нулю позволяет уменьщить напряжение для поддержания на необходимом уровне магнитного потока в статоре частотно регулируемого двигателя. В дальнейшем выходное напряжение изменяется при помощи фазосдвигающего устройства угла а, который соответствует времени отключенного состояния обоих модуляторов, относящихся к одному трансформатору.

Амплитуда напряжения ближайщей паразитной частоты 5Й+СО, которая может вызвать электромагнитный момент, в несколько раз меньще, чем амплитуда напряжения основБой частоты Q-со (при ).

Влиянием паразитного электромагнитного момента, соответствующего частоте обмотки статора 5Q-f со, можно пренебречь по сравнению с моментом основной частоты Q-со, так как:

электромагнитный момент пропорционален квадрату напряжения соответствующей частоты в обмотке статора;

индуктивное сонротивление роторной цепи для частоты SQ+oj во много раз больще, чем для частоты И-«, что приводит к подавлению составляющей тока этой паразитной частоты.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает частотное регулирование скорости вращения асинхронного короткозамкнутого двигателя:

а)с практически неограниченным верхним пределом при практически синусоидальной форме кривой тока в роторе и обусловленными этим хорощими энергетическими локазателями привода, что выгодно отличает его от известных устройств;

б)с практически неограниченным ниж ним пределом и возможностью бесконтактного реверсирования при наименьщем количестве лолупроводниковых модуляторов.

Предлагаемое устройство может быть ислользовано там, где требуется бесконтактное ллавное регулирование приводного механизма в очень щироких пределах или бесконтактное реверсирование лрнвода.

Предмет изобретения

Непосредственный трехфазный лреобразователь плавно регулируемой частоты, содержащий трехобмоточные многофазные трансформаторы с лолупроводниковыми модуляторами, включенными в цепи разомкнутых нулевых точек сдвоенных обмоток трансформаторов, отличающийся тем, что, с целью улучщения использования вентилей при существенном расщирении диапазона плавно регулируемой частоты при практически синусоидальном токе нагрузки, один из трансформаторов выполнен со сдвоенными вторичными обмотками, а два других - со сдвоенными первичными, причем выходная цепь вьшолиена в виде звезды, каждый из лучей которой образован последовательным соединением различных фаз вторичных обмоток.