Преобразователь частоты с непосредственной связью Советский патент 1974 года по МПК H02M5/28 

1

Известные преобразователи частоты с непосредственной связью, содержащие три анодные и три катодные группы вентилей, связанные с соответствующими зажима.ми нагрузки через сглаживающий дроссель, имеют низкие энергетические показатели.

Изобретение отличается тем, что каждая из катодных групп вентилей в отдельности подключена к началам одних обмоток дросселя, а каждая из анодных групп к концам других обмоток дросселя, приче.м все об.мотки расположены па одном ферромагиитно.м сердечнике.

Такое техническое решение позволяет повысить энергетические ноказатели преобразователя.

На фиг. 1 и 2 иредставлены два варианта принципиальной электрической схемы преобразователя; на фиг. 3-диаграммы, иллюстрирующие работу преобразователя, где 1-6 - комплекты вентилей; 7-8 - дроссели трехобмоточные с воздущным зазоро.м; 9 - согласующий трансформатор; 10 - нагрузочный двигатель; 11 - щестиобмоточпый дроссель с воздущным зазором.

На фиг. 1 представлена схема, где вторичные об.мотки согласующего трансформатора 9 образуют трехфазную систему напряжений частоты сети.

Комнлекты вентилей 1, 3, 5 (катоды тиристоров в которых соединены между собой) образуют «положительную группу преобразователя, а комплекты вентилей 2, 4, б (аноды тиристоров в которых мел-сду

собой) образуют «отр цательную группу. Связь между группами осуществляется с одной стороны через вторичные обмотки согласующего трансфор.матора 9, ас другой стороны - через дроссели 7 и 8. Точки соединения дросселей представляют собой выходные зажимы преобразователя, к которым подсоединяется нагрузочный двигатель К). Дроссели 7 и 8 выполнены па (|)e ipo iarin iпом серлечиике с воздушным зазоро.м и представляют собой обычные сглаживающие дроссели с тремя обмотка.ми, которые вклю чены как показано иа фи1. 1.

На фиг. 3 представлены кривые выходного тока преобразователя в пред; оло ке 1пи, что

величина индуктивности дросселей 7 и 8 очень большая. В момент времен) /i (фиг. 3) управляющие имнульсы поступают па тиристоры комплектов I п 6 в выпрямительном режиме с заданным углом управления а Величина ai

определяет амплитуду выходного тока. На фиг. 1 стрелками показан путь тока нагрузки до : 1омента времени /о. Таким образом на временном участке (/i-/2) в работе участвуют два комнлекта тнристоров различных групп.

Токи двух фаз нагрузки протекают но об.мотнам стаживающих дросселей. Благодаря индуктивности дросселей в токе отсутствуют пульсации, связанные с наличием переменной составляющей в напряжении на выходе вентильных групп. Кроме того, на форме тока не сказывается реакция двигателя. Таким образом ток определяется только уставкой регулятора тока, который воздействует на угол управления вентильных грунп аь Изложенное иллюстрирует общее правило, что для токового регулирования с помощью вентильных преобразователей необходима сглаживающая индуктивность, которая сосредоточена в предлагаемом преобразователе в дросселях 7 и 8. В момент времени 2 на тиристоры комнлекта 2 подают импульсы в выпрямительном режиме, а тиристоры комплекта 6 переводятся в мнверторный режим. На участке со2() V в работе участвуют три комплекта вентилей- одип из положительной rpynni.i н два из отрицательной.

При увеличении тока в комплекте вентилей 2 и уменьшении в комплекте 6, т. е. при коммутации тока между двумя комплектами одной полярности или, что тоже самое, при коммутации тока в двух фазах нагрузки, индуктивность дросселя благодаря включению обмоток на схеме на фиг. 1 не сказывается. Действительно, магнитное состояние дросселя 8 остается неизменным, проводит ли ток комплект 2 или комплект 6 или часть общего тока протекает по группе комплекта 2, а часть- по вентилям комплекта 6. Величина угла коммутации Y определяется только параметрами нагрузки. К моменту времени tz ток из тиристоров комнлекта 6 полностью переходит в тиристоры комплекта 2, который остается в работе до момента времени t. На участке /3-1 в работе вновь участвуют только два Комплекта тиристоров разных групп. Далее работа схемы проходит аналогично вышеописанному. На фиг. 3 показана форма тока двигателя.

Таким образом, особенностью изобретения является подключение нагрузки к зажимам вентильных грунп каждой полярности через трехобмоточный дроссель на ферромагнитном сердечнике с воздущным зазором, причем ампервитк} всех обмоток при протекании по ним токя направлены согласно, при этом дроссель обеспечивает сглаживание тока нагрузки, но не оказывает влияния на коммутации тока в фазах нагрузки и не приводит к потери напряжения на выходе преобразователя.

На фиг. 2 представлен второй вариант схемы преобразователя частоты в однолинейном исполнении. В данной схеме дроссели 7 и 8 заменены одним шестиобмоточным дросселем с воздушным зазором. Такое исполнение схемы не меняет сущностн процессов, происходящих в нреобразователе, а выигрыш по сравнению с предыдущим вариантом получается за счет замены двух дросселей половинной мощности одним единичным.

В общем случае преобразователь может питаться от т-фазной сети.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью, содержащий три анодные и три катодные группы вентилей, связанные с соответствующими зажимами нагрузки через сглаживающий дроссель с несколькими обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей преобразователя, каждая из катодных групп вентилей в отдельности подключена к началам одних ;обмоток дросселя, а каждая из анодных групп - к концам других обмоток дросселя, приче.м все обмотки расположены на одном ферромагнитном сердечнике.

-t, ±2 tj

Ю

ФигЗ