Преобразователь частоты с непосредственной связью Советский патент 1975 года по МПК H02M5/30 

1

Известны преобразователи частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией тиристоров, содержащие трехфазные трансформаторы, каждая из вторичных обмоток которого соединена с зажимами переменного тока одного из двух диодных мостов, а между зажимами постоянного тока последних включены цепочки из дросселя и тиристора, а также коммутирующие конденсаторы, соединяющие аноды и катоды тиристоров указанных цепочек.

Такой преобразователь имеет ряд недостатков. Один из них характеризуется удвоенным значением напряжения на вентилях преобразователя относительно максимального значения напряжения на нагрузке.

Второй недостаток обусловлен прерывистым характером тока через каждую из вторичи1)1х обмоток трехфазного трансформатора, что является одной из причин повышения напряжения на коммутирующих конденсаторах: при циклическом обесточивании вторичных обмоток запасенная в индуктивностях рассеяния электромагнитная энергия передается в коммутирующий контур.

Отличием нредлагаемого изобретения является то, что первичные обмотки трехфазных трансформаторов соединены пофазно последовательно треугольником, а их вторичные обмотки соединены звездой, причем фазы нагрузки подключены между соответствующими зажимами переменного тока диодных мостов. Такое построение преобразователя позволяет уменьшить напряжение на его полупроводниковых элементах.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема описываемого преобразователя частоты. Особенность работы данного преобразователя заключается в том, что два трехфазных трансформатора попеременно с частотой переключения тиристоров работают в двух режимах: в режиме трансформатора напряжения и в режиме трансформатора тока. При этом токи в первичных и вторичных обмотках трансформаторов протекают непрерывно, что позволяет исключить вредное влияние индуктивностей рассеяния трансформаторов и одновременно снизить вдвое напряжение на полупроБодниковых элементах преобразователя.

Преобразователь частоты работает следующим образом.

После подачи отпирающего импульса на управляющий вход тиристора 1 пропсходит закорачивание диагонали постоянного тока моста 2, и одноименные зажимы трехфазной иагрузкп 3 (например, статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Р) замыкаются в общую нулевую точку. Соедпненная в звезду нагрузка TaiiHM образо.м является подключенной к зажимам вторичной обмотки 4 трансформатора 5. Одновремен.ю при этом оказываются закороченными вторичной обмотки 6 трансформатора 7, в результате чего входное сопротивление на зажимах первичной обмотки 8, так же, как и падение напряжения па ней, пренебрежимо малы. Учитывая это, а также последовательное соединение первичных обмоток 8 и 9, очевидно, что практически все напряжение питающей сети прикладывается к первичной обмотке 9 трансформатора 5 и соответственно посредством вторичной обмотки 4 к нагрузке 3. Одновременно после отпирания тиристора 1 благодаря напряжению обмотки 4 через мост 10 происходит заряд коммутирующих конденсаторов 11, 12 до напряжения с полярностью, показанной без скобок, по цепи, содержащей открытый тиристор 1.

Через половину периода коммутации подают отпирающий импульс на управляющий вход тиристора 13. В результате его отпирания к ранее открытому тиристору 1 прикладывают напряжение обратной полярности конденсаторов 11, 12, что приводит к запиранию тиристора 1. Одновременно происходит перезаряд конденсаторов через дроссели 14, 15, мост 2, обмотку 6 и тиристор 13 до полярности, показанной в скобках. Теперь у нагрузки оказываются замкнутыми накоротко другие зажимы, одновременно закорачивается обмотка 4 трансформатора 5, и все напряжение питающей сети прикладывается к обмотке 8 и через вторичную обмотку 6 к нагрузке 3. При этом напряжение на нагрузке имеет фазу, противоположную фазе в предществующем интервале коммутации. Основная гармоника выходного напряжения имеет частоту, равную разности частоты сети и частоты коммутации.

При подаче отпирающего импульса на тиристор 1 тиристор 13 запирают, и процессы повторяются.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией тиристоров, содержащий трехфазные трансформаторы, каждая из вторичных обмоток которого соединена с зажимами переменного тока одного из двух диодных мостов, а между зажимами постоянного тока последних включены цепочки из дросселя и тиристора, а также коммутирующие конденсаторы, соединяющие аноды и катоды тиристоров указанных цепочек, отличающийся тем, что, с целью уменьщения обратных напряжений на силовых полупроводниковых элементах, первичные обмотки трансформаторов соединены пофазно последовательно треугольником, а их вторичные обмотки соединены звездой, причем фазы нагрузки подключены между соответствующими зажимами переменного тока диодных мостов.

-y--yj

15

(+) M

L .

f

.J