Преобразователь частоты Советский патент 1979 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к области преобразовательной техники, а именно к клас су непосредственных преобразователей частоты с искусственной коммутацией тиристоров. Известен преобразователь, кото}м 1й со держит силовой многофазный трансформатор с комплектами вторичных многофазных обмоток, подключенных ко входам многофазных вентильных мостов, выходы которых зашунтированы цепочками из пос ледовательно включенных основных дросселя индуктивности и тиристора, коммути рующий конденсатор, своими обкладками подключенный через распределительные тиристоры к анодам и катодам основных тиристоров и зашунтированный перезарядной цепочкой из последовательно вклк ченных перезарядных тиристора и дросселя индуктивности, а также дополнительный многофазный вентильный мост, входом подключенный к выходным ы 1водам преобразователя, а на выходе соаержа,ший дополнительный тиристор l. Недостатком этого преобразователя является несколько пониженное значение его КПД при повышенных частотах переключения основных тиристоров за счет наличия перезарядного никла в конденсаторе, не используемого для запирания основных тиристоров. Целью изобретения является повышение КПД. С этой целью преобразователь снабжен всгЛмогательным тиристором, подключенным в проводящем направлении к одному из выходных выводов дополнительного многофазного вентильного моста, образованная этими мостом и тиристором цепь установлена в рассечку упоМ5е1утой перезарядной цепочки так, что перезарядный дроссель включен на выходе дополнительного многофазного вентильного моста, а разноименные электроды перезарядного и вспомогательного тиристоров подключены к противоположным обкладкам коммутирутошего конденсатора. Это позволяет повысить КПД преобразователя при повышенных частотах переключения основных тиристоров. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя. Преобразовател частоты содержит вентильные мосты 1-3 и дополнительный мост 4. ЕЗыходы мостов 1-3 зашунтированы цепочками из последовательно включенных основных дроссе«лей индуктивности 5-7 и тиристоров 8-1О. Коммутирующий конденсатор 11 зашунтирован последовательно включенные ми перезарядными тиристором 12, дросселем индуктивности 13, выходом моста 4 и вспомогательным тиристором 14. Кро ме того, выход моста 4 нагружен на це- почку из дросселя 13 и дополнительного тиристора 15. Обкладки коммутирующего конденсатора 11 подключены к анодам и катодам основных тиристоров через распределительные тиристоры 16f21. К выходным выводам преобразователя подключают нагрузку 22. Преобразователь частоты работает сле дующим -образом. Подачу напряжения на нагрузку в со ответствуюший момент времени осуществляют путем замыкания нулевой точки од ного из комплектов вторичных обмоток трансформатора (фиг. 1/ посредством отпирания основных тиристоров 8-10. Отключение фаз нагрузки от фаз питающего напр5Б«ения осуществляют выключением основных тиристоров путем подсоединения коммутирующего конденсатора 11 параллельно выключаемому тиристору с помощью распределительных тиристоров 16, 17, 18, 19, 2О и 21. Для регулиро-вания «величины выходного напряжения (согласно диаграмме фиг. з) между моментами подключения фаз нагрузки к фа зам питающей сети закорачивают нагрузку накоротко с помощью моста 4 и тиристора 15. Выключение тиристора 15 осуществляют аналогично с помощью тиристоров 12, 14, подключением к нему предварительно заряженного конденсатора 11. Рассмотрим более подробно процесс коммутации тиристора 8. на примере отключения фаз питаклцей сети от нагрузки 22. Для выключения тиристора 8 в момент времени tj (фиг, 2) включают распределительные тиристоры 16, 17 (фиг. l), и конденсатор 11, предварительно заряженный с полярностью указанной в скобках (фиг. l), начнет перезаряжаться по контуру; тиристор 17 - вентили моста 1 - дроссель 5 - тиристор 16 конденсатор 11. Напряжение на конденсаторе И.. (фиг. 2) является обратным для выключаемого тиристора 8 и до момен та времени ty он должен восстановить свои управляющие свойства. С момента t напряжение на конденсаторе сменит полярность, а к моменту i. перезаряд закончится. Напряжение на конденсаторе приобретает полярность, указанную без сдобок (фиг. l), и необходимую для коммутации тиристора 15. После отключения тиристора 8, для обеспечения нулевой n&ysbi на нагрузке, включаются тиристор 15, который после выдержки необходимой паузы может быть выключен с помощью тиристоров 12 и 14 и конденсатора 11, уже подготовленного к его выключению. Процесс выключения тиристора 15 протекает аналогично выще рассмотренному. После выключения тиристора 15 конден сатор 11 оказывается перезаряженным в первоначальную полярность и готовый к коммутации тиристора 9. Далее процессы протекают аналогичным образом. Очередность коммутации тиристоров (8, 9, 10, 15) происходит согласно графиJ{aм, представленным на фиг. 3. В течение интервала времени tj 1x2 включен тиристор 8. В момент t выключают и включают тиристор 15, который остается включенным до момента t . С момента1г до1двключен тиристор 9, ct not вновь тиристор 15, ctg not - тиристор 10, с t not - тиристор 15. Далее очередность включения тиристоров повторяется. S ii 7 токи коммутирующих тиристоров. Частота выходного напряжения Ug ,UgF И- (фиг. з) определяется частотой подключения нагрузки к фазам питающей сетки. Регулирование величины выходного напpsDKeHHH осуществляется изменением соотношения закороченного состояния нагрузки и временем подключения ее к фазам питающей сети. Формула изобретения Преобразователь частоты, содержащий силовой многофазный трансформатор с комплектами вторичных многофазных обмоток, подключенных ко входам многофаяных вентильных мостов, выходы которых зашунтированы цепочками из последовательно включенных основных дросселя индуктивности и тиристора, коммутирующий конпенсатор своими обкладками подключенный через распреаелительные тиристоры к анодам и катодам основных тиристоров и зашунтированный последовательно соединенными перезарядными тиристором и дросселем индуктивности, образующими перезарядную цепочку, а также дополнительный многофазный вентильный мост, вход которого подключен к выходным выводам преобразователя, а выходные его выводы связаны между собой через дополнительный тиристор, о т- личаюшийся тем, что, с целью поиз1шения КПД он снабжен вспомогатель ным тиристором, подключенным в провод$ш1ем направлении к одному из выходных выводов дополнительного многофазного вентильного моста, образованная этими мостом и тиристором цепь установлена в рассечку упомянутой перезарядной цепочки, причем перезарядный дроссель включен на выходе дополнительного вентильного моста и разноименные электроды переразрядного и вспок1огательного тиристоров подключены к противоположным обкладкам коммутирующего конденсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1/ Мыцих Г, С. Исследование к разраь. ботка способов преобразования параметров электроэнергии с помошью статических преобразователей. Лвтореф. дис. на соиск. учен, степени к-та техн. наук., М., МЭИ, 1972 г., с. 348, рис. 6-66 и с. 341, рис. 6-2.

Г

/5

18

/7

Нпп (+)

13

Г

KhWкн

В rcM

15 if 0 tt

А

-Oh-с -

14iS% НИННгп гп ГТ А6

1

1П rp гп п г А8с