Преобразователь -фазной системы напряжений одной частоты в фазную систему другой частоты Советский патент 1976 года по МПК H02M5/257 H02P7/62 

Известны преобразователи частоты, соде зжаише m - фазный трансформатор с аву мя.вторичными m - фазными обмоткоми, дв т- цеггевых ключа ввиде двух неуправляемых т - фазных вентильных мостов с полностью управляемыми ключами на стороне посто5шного тока, причем входы этих мостов подключены к разноименным концам двух вто ричных обмотчзк трансформатора, а другие концы этих обмоток, принадлежащие одной и той же фазе, объединены между собой, Известны также непосредственные преоб- разователи частоты, содержащие fiij m-с азных мостов на управляемых BeHTH}iay , выходные зажимы которых образованы диаго- налями постоянного тока этих мостов. - Описываемый преобразователь содержит преобразователи обоих типов и отличается тем, что для улучшения качества выходного напряжения при упрощении преобразователя iaxod каждого из Н m - фазныхynpaeftlieKibbt мостов подключены к указанным точкам обье динения вторичных обмоток трансформатора, На фиг. 1 изображена электрич гкая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - преобразователь (упрощенная струк- ijTypa); на фиг. 3 - времени)1е диаграммы, поясняющие принцип формирования выходного напряжения для одной из фаз (л) иаг рузки (а); I законы проводимости ключогзых элементов I преобразователя (б - е); п{юиессы в импульсном источнике запираюпют о напряжения (ж-и), выполненного по схеме,: изображенНой на фиг. 16. Преобразователь содержит tn - фазный (в данном случае « З) Т1:«нсформатор 1 с двумя вторичными m - фазными обмотками 2 и 3, два tn - цепевых ключа 4, 5 в виде Двух неуправляемых т - фаз.ных вентильных мостов 6,7 с полностью управляемыми ключами 8,9 на стороне постоянного тока, л также п (в данном случае t тЗ) . я -фазных управляемых мостов 10,11, 12. В случае выполнения ключей 8, 9 на базе однооперационг ых тиристоров (см. фиг.1.) принудительное их запирание обеспечивают устройством, выполненным в пиле диодов 13, 14, тиристоров J 5, 16 и общего импульсного источника 17 запирающего напряжения, который может состоять , налрйР . мер, из конденсатора 18, зашунтироь- анног-о цепочкой из последовательно соединенных дросселя 19 и тиристора 20 (см.фиг. 1 б). Линейные дроссели 21,22 устаноБлены для уменьшения величины коммутирующей емкости в источнике запирающего напряжения. С помощью диодов 23 - 26 образуют нулевую точку О на выходе преобразователя на случай питания от него однофазных потребитолей. Преобразователь(см. фиг. 1) позволяет реализовать один из наиболее эффективных способов управления, который состоит в том что фазы сети подключают к фазам чагруз ки циклически через равные интервалы времени. Основным достоинством такого спосо ба является емкостной выходной коэффициент мощности при шдуктивном характере нагрузки преобразователя, а также отсутствие субгармоник в широком диапазоне изменения соотношения входной и выходной частот. Клю чи преобразователя при реализации такого способа должны быть полностью упра зляемыми, т.е. управляемые как по отпираишо, так и по запиранию. Преобразователь на фиг.1 в определенном диапазоне COS f нагрузки ( - угол сдвига между основными гар мониками напряжения и тока нагрузки, см, фиг. За) обеспечивает полную управляемость тиристоров мостов 10, 11, 12 за счет обес печения полной управляемости лишь двух его ключей 8 и 9. Выходная частотаf при указанном циклическом способе управления Через частоту сети f и частоту кс5ммутации ключей f oпpeдeлjЯ eтcя так: fJr /к . (см.фиг.Зв-е); По пульсности выходного напряжения преобразователь на фиг.1 эквивалентен преи&разователю по мостовой схеме на 36 тирис торах, снабженному устройством принудител ного запирания, однако проще его,так. как содержит меньше тиристоров. Работа схемы на примере циклического способа управления. Многоцёпемле ключи 4,5 преобразовате дя { cMi фиг. 2) отпирают и запирают в протаво: такте с утроенной частотой коммутации 3j (см. фиг. 36,в), а ключи 6 каждом из тов 10, 11, 12 переключают с удвоенной частотой 2fj(последопательно друг за другом со скважностью 3(см.фиг.З г-е|. Весь набор необходимых импульсов управления может быть реализован,например, распределителем импульсов, собранным по схеме магиитно-транзисторного пересчетного кольца. В преобразователе на фиг. 1 ключи мосто 10, 11, 12 образуют пары встречнс-параллельно соединенных тиристоров. Для фазы А нагрузки такими парами являются, например, тиристоры 27 и 28, 29 и 30, 31 и. 32. Если на интервале I в открытом состоянии находятся управляемый ключ 8 и тиристор 31 и еше два тиристора в мостах 11, 12, то в моменте открывают утгравляемый ключ 9, а также тиристоры 15 и 27 и еше по одному тиристору в мостах 11, 12, Ранее открытый ключ 8 запирают благодаря приложению к нему через открытый тиристор 15 обратного напряжения импульсного исто ника 17, а тиристор 31 и два ранее открытых тиристора в мостах 11, 12 запирают путем приложения к ним обратного напряжения соответствующих фаз (фазы а 2 для тиристора 31) обмотки 3 трансформатора 1. Приложение обратного напряжения к тиристорам мострв 10 -12 обёспечивают-такой схемой до ,88. . 0,89 меж- , ДУ анбдньши. и катодными группакш тиристоров мостов 3 о - 12 могут возникать нительные токи, ограничение которых достигается, например, известным путем (за счет включения уравнительных реакторов в диагонали этих мостов). Импульсный источник 17 запирающего напряжения (см, фиг. 1 б) работает cneayKt-, щим образом. Заряд конденсатора 18 до полярности, показанной в скобках, например, после момента t осуществляют от последовательно соединенных обмоток 2, 3, нулевал точка которых образована мостом 7, закороченным ключом 9, через Мост 6, диод 13 и тиристор 15, Перезаряд конденсатора до полярности, необходимой для последующего запирания ключа 9, Осуществляют после естественного запирания тиристора 15 путем отпирания тиристора 2О. Перезарядный цикл может быть исключен применением в качестве источника запирающего капряи ения более сложного решения: однофазного тиристорного моста с ; конденсатором в диагонали переменноготбка, Па-фиг.Зж-и для источника запирающего иапр5 ження, изображенного на фиг, 1 б, показаны ток-и напряжение конденсатора 18 (см., фиг. 3 ж, 3) и импульсы, которые подают на тиристор 2О(см.фиг.3и), Формула из об р е т е н и я Преоб разоватепь frt т- фазной системы напряжений одной частоты в Л - фазную систему напряж.еннй другой частоты, содержа щий m - фазный трансформатор с двумя вторичными m - фасными обмотками, две W цепевы:; ключа в ргде двух неуправляемых fn- фазиьис вентильньгх. мостов с полностью управляемыми ключами на стороне постоян-

яого тока, причем входы этих мостов подключены к разиоименным кокпвм двух вторичтй-лх :0бмоток трансформатора, а другие концы этях обмоток, принадлежащие одной .и той , объединены между собор, а также ftfffw - фазных управхгяемых вентильных

6

тов, отличающийся тем, что, с

целью у,1 гл - еггия зсачества выходного напряжен я н уирошения преобразователя, входы каждого л m - фазных управляемых мостов подкгтючекы к указанным точкам объединения вторичтгых обмоток трансформатора.

j - jT

Вмхо Риг. 1

t-P/;m7/tp - г

tJ Ь А -5 с

.2

Ofyг4-. S2V

;., . , VA2i

, V I l/ar lC2 tgr c Ici IB г

V9.3