Преобразователь частоты с непосредственной связью и узлом принудительной коммутации Советский патент 1977 года по МПК H02M5/22 

1

Предлагаемое устройство относится К области силовой преобразовательной техники.

В известных схемах 1, 2 преобразователей частоты с непосредственной связью принудительная коммутация главных силовых тиристоров преобразователя осуществляется предварительно заряженными конденсаторами, подключаемыми к схеме при помощи дополнительных коммутирующих тиристоров, которые обычно соединяются но мостовой схеме.

Мзвестна также схема (3), где узел коммутяции содержит два моста: один - диодный, который соединен клеммами переменного наппяжения с входными фазами преобразователя, а другой - тиристорный, соединенный клеммами переменного напряжения с выходными фазами преобразователя.

К недостаткам известных схем преобразователей относится то, что для коммутации используется только одна полуволна напряжения, что ведет к увеличению установленной мощности коммутирующих конденсаторов, требует вспомогательных источников питания для перезаряда конденсаторов перед коммутацией и дополнительных зарядных тиристоров, что усложняет схему и ведет к увеличению потерь в узле коммутации.

Для упрощения узла коммутации и снижения установленной мощности его элементов в

предлагаемом преобразователе частоты кЛем мы постоянного напряжения каждого мосТа соединены друг с другом и между точками соединения включен коммутирующий конДен

сатор.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Тиристоры 1 -18 являются главными силовыми и образуют собственно преобразователь

частоты с непосредственной связью между питающей сетью, соединенной с входными фазами 19-21 преобразователя, и нагрузкой, подключенной к выходным фазам 22-24 преобразователя.

Узел принудительной коммутации содержит два моста. Первый образован коммутирующими тиристорами 25-30, второй образован коммутирующими тиристорами 31-36. Клеммы постоянного напряжения первого моста

подсоединяются к выводу 37, а клеммы постоянного напряжения второго моста - к выводу 38 коммутирующего конденсатора 39.

Преобразователь работает следующим образом. Положительные полуволны тока нагрузки формируются поочередным включением и отключением главных тиристоров 2, 4, 6 в фазе 22, тиристоров 8, 10, 12 - в фазе 23 и тиристоров 14, 16, 18 - в фазе 24, а отрицательные полуволны тока нагрузки формируются поочередным включением и отключением

тиристоров 1, 3, 5 в фазе 22, тиристоров 7, 9, 11 - в фазе 23 и тиристоров 13, 15, 17 - в фазе 24. Естествениую коммутацию главных тиристоров преобразователя обычио используют для создания выходного напряжения частоты, в 2,5-4 раза меньшей частоты ннтающей сети. Для получения более высокой частоты выходного напряжения преобразователя используют принудительную коммутацию главных тиристоров. Пусть в момент времени, когда нотенциал фазы 19 питающей сети больше потенциала фазы 21, ток нагрузки проводят главные тиристоры 6, 12, 13. Включаем тиристоры 36 и 25. Прн этом конденсатор 39 зарядится до напряжения питающей сетн но цепи 19-6-22-36-38-39-37-25-21. Узел коммутации такнм образом подготовлен для припудительного отключения любого четного главного тиристора преобразователя. Прн включеннн коммутирующих тиристоров 30 и 35 конденсатор 39 будет разряжаться по цепн 39-38-35-22-6-19-30-37-39. Поскольку ток разряда конденсатора нротекает встречно проводящему направленню тиристора 6, последний отключается. Конденсатор 39 перезаряжается, и на нем устанавливается напрял ение противоположной полярности. Узел коммутации подготовлен для принудительного отключения любого нечетного главного тиристора преобразователя. После отключения четных главных тиристоров в фазе 22, формировавших положительную нолуволну тока нагрузки, включаем нечетные главные тиристоры 1, 3, 5 в той же фазе, поочередным переключением которых формируем отрицательную нолуволну тока нагрузки. По истечении интервала, равного Ve периода выходного напряжения преобразователя, осуществляем принудительную коммутацию нечетных тирнсторов в фазе 24. Так, еслн в момент отключения ток нагрузки нроводит, например, тиристор 15, включаем коммутирующие тиристоры 27 и 32. При этом конденсатор 39 разряжается но цепи 39-37-27-20--15-24-32-38-39, в результате чего главный тиристор 15 отключается. Конденсатор 39 нерезаряжается, и узел принудительной коммутации вновь готов к отключению любого четного главного тиристора преобразователя и т. д.

Как видно из описания работы схемы, для коммутации главных тиристоров преобразователя используются обе полуволиы напряженпя коммутнрующего конденсатора 39. Благодаря этому установленная мощность конденсатора узла принудительной коммутации может быть уменьщена вдвое по сравнепню с известным. Кроме того, не требуется нерезаряжать коммутирующий конденсатор каждый раз перед очередной коммутацией, поэтому отпадает потребность в зарядных тиристорах и вспомогательных источниках питания, благодаря чему упрощается схема узла нринуднтельной коммутации.

Формула изобретения

Преобразователь частоты с непосредственной связью н узлом принудительной коммутации, содержащий конденсатор и тирнсторы, образующие два моста, один из которых клеммами переменного напряжения соединен с входными фазами преобразователя, а другой - с выходными фазами, отличающийс я тем, что, с целью упрощения узла коммутации и снижения его устаповлепной мощности, клеммы постоянного напряжения каждого моста соединены друг с другом и между точками соединения включен уномянутый конденсатор.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе:

1.Г. С. Зиновьев, В. И. Попов. «Инверторы напряжения с непосредственным питанием от сетн трехфазного переменного тока. Материалы копференцин «Состояние и перспективы развития производства и внедрения силовых и/п вентилей и преобразовательных устройств па их основе, М., 1966.

2.Ю. М. Ионьков, В. П. Феоктистов, В. А. Матюшин. «Непосредственный преобразователь частоты с искусственной коммутацией тока. Труды МИИТа, М., 1972, вып. 405, стр. 11-24.

3.Авторское свидетельство СССР№ 208115, М. Кл.2 Н 02М 5/27, 1964 (прототип).

19 2Ё 21 sz 0 г

0 J3 0

22 23 г