Преобразователь частоты с непосредственной связью Советский патент 1975 года по МПК H02M5/04 

1

Известны преобразователи частоты с непосредственной связью, содержащие многофазные силовые тиристорные мосты, два вспомогательных вентильных моста, один из которых подключен к входным, а другой через дроссели - к выходным зажимам преобразователя, и два однофазных тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что однофазные мосты соединены между собой разноименными выводами постоянного тока через встречно-параллельно соединенные тиристоры, а другие зажимы постоянного тока этих мостов подключены к разноименным полюсам вспомогательного моста на входе преобразователя. Это отличие позволяет повысить к. п. д. при регулировании выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 представлен другой вариант устройства.

Предлагаемый преобразователь 1 содержит три основных управляемых моста на тиристорах , первый вспомогательный мост на входе преобразователя на вентилях , второй вспомогательный мост на выходе преобразователя на вентилях 25-30, коммутирующие конденсаторы 31 в диагонали моста на тиристорах 32-Г-35 и конденсаторы 36 - в диагонали моста на тиристорах , диод

41, первичную - 42 и вторичную - 43 обмотки дросселя и диод 44, а также аналогичные элементы , образующие устройства вывода избыточной энергии из коммутирующих контуров, тиристор 49, обеспечивающий начальный заряд конденсаторов 31 и 36, а также их подзаряд в процессе работы, тиристор 50, служащий для пропуска реактивного тока нагрузки при регулировании выходного напряжения щиротным методом, трансформаторы тока 51-53 (или датчики тока другого типа), выдающие информацию в систему управления на запирание той или иной группы тиристоров основных мостов, (в целях защиты - для схемы на фиг. 1 и с. целью непосредственно управления - в схеме на фиг. 2), конденсатор 54 для приема избыточной энергии от устройств ее вывода (414-44 и 45-ь48), а также шесть магнитосвязанных попарно обмоток дросселей., служащих для предотвращения быстрого разряда конденсаторов, а в результате для уменьшения величины их емкости.

Преобразователь работает следующим образом.

Пусть в проводящем состоянии находятся тиристоры 6, 10, 13, напряжение на конденсаторах имеет полярность, указанную без скобок, а нагрузка имеет активно-индуктивный характер. Включение последующих основ

3

ных тиристоров может быть осуществлено лишь после запирания ранее открытых тиристоров 5, 10, 13. С этой целью включают тиристоры 32, 33 и 36, 38 и напряжение конденсаторов 31, 36 обратной полярности через вентили вспомогательных мостов прикладывается к запираемым тиристорам. Индуктивности дросселей с обмотками 55-ЬбО, выполняющие кроме того роль фильтров, выбираются существенно больше индуктивностей перезарядных дросселей с обмотками 42, 43, 46, 48. Так что процесс перезарядки осуществляется практически, минуя цепи нагрузки и сети через диод 41 и обмотку 42 - для конденсатора 31 и через диод 45 и обмотку 46 - для конденсатора 36. Тиристоры 5, 10, 13 запираются через четверть периода колебаний коммутирующих RC-контуров, а тиристоры 32, 33 и 37, 38 - через полупериод обратным напряжением конденсаторов (обратным током этих контуров). В момент запирания тиристоров 5, 10, 13 остальные тиристоры не могут быть открыты, так как к ним в этот момент также прикладывается обратное напряжение (имеет место групповая коммутация). Реактивный ток нагрузки в этот момент может замыкаться через дроссели индуктивности через обмотки вентили 25-т-ЗО и 19-f-24 вспомогательных мостов через тиристоры 32, 33, 37, 38 и конденсаторы 31, 36. В случае, если осуществляется регулирование напряжения широтным методом, т. е. введением регулируемой паузы между двумя последовательными переключениями основных тиристоров l-f-18, после четверти периода колебаний коммутирующих RC-контуров включают тиристор 50, через который и происходит дальнейшее протекание реактивного тока нагрузки. При отсутствии регулирования напряжения тиристор 50 не нужен, а дальнейшая р абота преобразователя осуществляется в таком порядке: отпирают следующие три тиристора (из 1-ь18). После отработки необходимого времени для их запирания вновь прикладывают к ним напряжение конденсатора (полярность показана в скобках) обратной полярности, для чего отпирают тиристоры 34, 35, 39, 40. При наличии широтного регулирования после отработки паузы для запирания тиристора 50 каждый раз отпирают тиристоры 34, 35, 39, 40, а для

запирания основных тиристоров отпирают тиристоры 32, 33, 37, 38. В дальнейшем процессы повторяются.

Первоначальный заряд конденсаторов 31, 5 36 осушествляется посредством отпирания тиристора 49 и двух пар тиристоров мостов с конденсаторами например 34, 35 и 39, 40. При этом конденсаторы, заряжаются до половинного напряжения на обкладках конденсатора

0 54. Зарядный тиристор 49 включают сразу после окончания перезаряда конденсаторов, причем его включение можно производить не в каждый коммутационный цикл. Поддержание оптимального значения запирающего напряжения на конденсаторах 31, 36 обеспечивается цепями возврата энергии, выполненных на элементах 41-44 и 45-48.

Схема, представленная на фиг. 2а, отличается от схемы на фиг. 1 тем, что вместо одного зарядного тиристора 49 использованы два зарядных тиристора 49 и 55, включенные, как показано на фиг. 2.

Кроме того, вспомогательные мосты выполнены не на диодах, а на тиристорах, а дроссели на выходе основных мостов исключены. Осуществление индивидуального запирания тиристоров в этом случае позволяет исключить интервалы нулевого потенциала в выходном напряжении.

Предмет изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью, содержащий многофазные силовые тиристорные мосты, два вспомогательных вентильных моста, один из которых подк.точен к входным, а другой через дроссели - к выходным зажимам преобразователя, и два

0 однофазных тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п.д. при регулировании выходного напряжения, однофазные мосты соединены между

5 собой разноименными выводами постоянного тока через встречно-параллельно соединенные тиристоры, а другие зажимы постоянного тока этих мостов подключены к разноименным полюсам вспомогательного моста на вхо0 де преобразователя.