Преобразователь частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией Советский патент 1975 года по МПК H02M5/28 

1

Известны преобразователи частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащие коммутирующие конденсаторы, расположенные между двумя согласно включенными управляемыми выпрямительными мостами, один из которых на стороне переменного тока соединен с входными, а другой с выходными щинами преобразователя, причем между катодами и между анодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с входными щипами преобразователя, включены два дополнительных тиристора. Однако такие преобразователи имеют увеличенные размеры коммутирующих конденсаторов и сложную систему управления ввиду того, что при свободном перезаряде коммутирующих конденсаторов через тиристор и дроссель, подключенные параллельно выпрямительным мостам, дроссели преобразователя оказываются щунтированными включенными тиристорами, что приводит к потерям напряжения коммутирующих конденсаторов. Кроме того, недостатком известных преобразователей является реверсивный характер тока через дроссель, подключенный параллельно выпрямительному мосту, соединенному с выходными щинами преобразователя, что обуславливает дополнительные искажения выходного напряжения.

Предлагаемый преобразователь отличается

2

от известных тем, что он снабжен дополнительным диодом, подключенным между катодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с выходными щинами преобразователя.

Такое выполнение преобразователя позволяет улучшить форму кривой его выходпого напряжения.

Па чертеже дана приппппиальная электрическая схема описываемого преобразователя. Коммутирующие конденсаторы 1 и 2 преобразователя включены между тиристорами 3-6 управляемых выпрямительных мостов. Дроссели 7-12 намотаны на общем сердечнике с воздущным зазором. Диод 13 включен между катодами, а тиристор 14 - между анодами тиристоров 4 и 6. Тиристор 15 включен между катодами, а тиристор 16 - между анодами тиристоров 3 и 5. Силовые тиристоры 17-34 включены по встречно-параллельпой схеме. Управляемый выпрямительный мост, соединенный с входными щинамп преобразователя, выполнен на диодах 35-40 и тиристорах 3 и 5, а управляемый выпрямптельный мост, соединенный с выходными щипами преобразователя - на диодах 41-46 и тиристорах 4 и 6.

Особенность работы преобразователя за ключается в том, что после выключения силовых тиристоров 17-34 нагрузка через диод 13, шунтирующий выпрямительный мост на диодах 41-46, соединенный с выходными шинами преобразователя, закорачивается накоротко, т. е. напряжение на всех фазах нагрузки равно нулю. Длительность этого времени зависит от фазового сдвига между импульсами, поступаюш,ими на силовые 17-34 и коммутирующие 3-6 и 14-16 тиристоры, в результате чего выходное напряжение преобразователя состоит из чередующихся участков циклически подключаемых к нагрузке фазных напряжений сети и участков с нулевым напряжением на нагрузке, что имеет место при глубоком регулировании напряжения. Процесс коммутации протекает следующим образом. Перед моментом выключения тиристоров конденсаторы 1 и 2 заряжены напряжением полярности, указанной на чертеже без скобок. Импульс для выключения тиристоров 17-34 поступает на управляющие электроды коммутирующих тиристоров 3-6. Силовые тиристоры оказываются под обратным напряжением конденсаторов, и те три из силовых тиристоров, которые к этому моменту проводили ток, выключаются. Дроссели 7-12 ограничивают разрядный ток конденсаторов, что позволяет уменьщить емкость конденсаторов. Конденсаторы 1 и 2 перезаряжаются под действием напряжения выпрямительного моста, соединенного со входом преобразователя, до напряжения обратной полярности, указанной на чертеже в скобках. После этого тиристоры 3-5 автоматически выключаются. Тиристор 6 после окончания перезаряда конденсаторов 1 и 2 может оставаться включенным за счет индуктивного тока нагрузки, замыкающегося через диод 13. Индуктивная нагрузка может быть такой, что до следующего момента включения силовых тиристоров ток в диоде 13 не спадет до нуля. Поэтому необходимо принудительно выключить тиристор 6. Это осуществляется подачей открывающих импульсов на добавочные коммутирующие тиристоры 14-16. Одновременно очередные открывающие импульсы поступают на силовые тиристоры. Тиристор 6 оказывается под обратным напряжением коммутирующих конденсаторов 1 и 2 и выключается. Конденсаторы перезаряжаются до напряжения сети с полярностью, указанной на чертеже без скобок, и подготавливаются, таким об разом, к следующему выключению силовых тиристоров. Перезаряд конденсаторов осуществляется через диод 13, диоды 41-46 выпрямительного моста, дроссели , тиристоры 14-16 и диоды 35-40 входного выпрямительного моста. Поскольку перезаряд конденсаторов каждый раз проходит через выходной выпрямительный мост на диодах 41-46, напряжение на конденсаторах к началу момента коммутации определяется напряжением входной сети. Дроссели 7-12 намотаны на одном сердечнике с воздушным зазором, что позволяет избежать коммутационных перенапряжений. Индуктивность дросселей 7-12 должна быть достаточной для ограничения потерь мощности в процессе коммутации. Предмет изобретения Преобразователь частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащий коммутирующие конденсаторы, расположенные между двумя согласно включенными управляемыми выпрямительными мостами, один из которых на стороне переменного тока соединен с входными, а другой с выходными щинами преобразователя, причем между катодами и между анодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с входными шинами преобразователя, включены два дополнительных тиристора, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения преобразователя, он снабжен дополнительным диодом, подключенным между катодами тиристоров управляемого выпрямительного моста, соединенного с выходными шинами преобразователя.