Статический преобразователь частоты Советский патент 1979 года по МПК H02M5/27 

I

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройства.м пуска статических преобразователей частоты.

Известны устройства для пуска автономных инверторов, входящих в статические преобразователи частоты 1, 2, 3 и 4.

В частности известны устройства для пуска автономных инверторов, в которых ком.мутирующая емкость автономного инвертора предварительно заряжается перед пуском, либо в начале пуска.

Необходимость предварительного заряда коммутирующей емкости вызвана тем, что возможен срыв ком.мутации в самом начале перехрдного процесса при включемии автономного инвертора вследствие того, что за первый межкоммутационный период конденсатор инвертора не успевает зарядиться до необходимого уровня.

Так, например, известно устройство, в котором заряд коммутирующего конденсатора осуществляется от отдельного источника постоянного напряжения через специальное сопротивление и схему пуска, которая отключает пусковую цепь после того, как напряжение на конденсаторе достигает определенной величины.

Известно также устройство 2, в котором заряд конденсатора осуществляется от сети промышленной частоты, подаваемой на вход преобразователя, причем при этом управляемый выпрямитель используется как регулятор переменного тока.

Известны также устройства, в которых заряд конденсатора при пуске производится от управляемого выпрямителя преобразователя путем подачи дополнительных импульсов в системе управления автономного инвертора, или изменения углов регулирования в системе управления автономным инвертором 3.

Из известных устройств наиболее близким по положительному эффекту яв.пяется устройство, взятое в качестве прототипа 4. Работа указанного устройства основана на том, что автономный инвертор работает

в режиме накопления энергии импульсной схемы до пуска, затем использует накопленную энергию для перевода настроенной нагрузки в режим колебаний и переключения автономного инвертора в нормальный режим работы, когда амплитуда колебаний достигает необходимой величины. Недостатками .указанного устройства для пуска являются: 1.Необходимость иметь специальную пусковую схему (генератор импульсов необходимой мощности) со схемой управления пусковой схемой; 2.Необходимость иметь подключенную к преобразователю во время пуска нагрузку, настроенную определенным образом. Цель настоящего изобретения - упрощенне статического преобразователя. Ноставленная цель достигается тем, что пусковая схема выполнена в виде токоограничивающего дросселя, соединенного последовательно с коммутирующим элементом. Использование для пуска преобразователя и возбуждения колебаний в контуре, состоящем из индуктивности компенсирующего устройства и коммутирующей емкости, энергии сети промыщленной частоты упрощает как схему пуска, так и схему управления его, при этом исчезает необходимость в специальных источниках пускового напряжения. Использование для пуска преобразователя возбуждения колебаний в контуре, состоящем из индуктивности компенсирующего устройства и коммутирующей емкости, позволяет производить пуск преобразователя без подключения нагрузки (на холостом ходу), что упрощает процесс пуска и делает его независимы.м от состояния нагрузки. Возможность возбуждения колебаний на выходе статического преобразователя частоты и поддержания их неограниченно долгое время без включения силовой схемы преобразователя (выпрямителя и инвертора) значительно облегчает и упрощает процессы наладки и проверки как системы управления преобразователем, так и всего преобразователя в целом. Предлагаемое устройство может быть реализовано, например, в статическом преобразователе частоты, блок-схема которого изображена на фиг. 1, а силовая схема преобразователя - на фиг. 2. Преобразователь состоит из управляемого выпрямителя 1, систе.мы управления выпрямителем 2, автоматического регуляторд напряжения выпря.мителя 3, автономного инвертора 4, системы управления инвертором 5, коммутирующих емкостей 6, компенсирующего устройства 7, системы управления компенсирующим устройством 8, токоограничивающих дросселей 9, коммутирующего устройства 10, схемы разрещения импульсов 11. Компенсирующее устройство состоит из индуктивностей 12 и встречно-параллельио включенных тиристоров 13. Напряжение промыщленной частоты, например 50 Гц подается на управляемый выпрямитель 1, импульсы управления KOTOрыми формируются системой управления выпрямителем 2. Выпрямленное напряжение подается на вход автономного инвертора 4, ии.пульсы управления которым формируются системой управления инвертором 5. Напряжение на выходе инвертора стабилизируется при помощи автоматического регулятора напряжения выпрямителя 3. Коммутация тиристоров автономного инвертора 4 происходит при помощи коммутирующих емкостей 6. Регулирование реактивной мощности на выходе автономного инвертора 4 производится с помощью компенсирующего устройства 7 путем подключения индуктивностей 12 тиристорами 13 к выходным щинам автономного инвертора 4. При пуске сеть промыщленной частоты подается на выход преобразователя через токоограничивающие дроссели 9 при замыкании коммутирующего устройства 10. Перед началом пуска запрещены импульсы управления автономным инвертором. При замыкании коммутирующего устройства 10 в контуре, образованном емкостями 6 и индуктивностями 12 возникают колебания, частота колебаний определяется частотой управляющих импульсов тиристоров 13 компенсирующего устройства. Возникщие колебания в контуре поддерживаются за счет энергии, поступающей от сети промыщленной частоты,в контуре устанавливаются устойчивые колебания, частота которых равна рабочей частоте автономного инвертора, а амплитуда зависит от величины тока, протекающего через дроссели 9. Перевод преобразователя в рабочий режим осуществляется разрещением импульсов управления автономного инвертора, после чего пусковая цепь отключается ко.ммутирующим устройством 10. Возбуждение колебаний в контуре, состоящем из коммутирующих емкостей 6 и индуктивностей 12 происходит значительно легче, если разрешение импульсов управления тиристорами компенсирующего устройства 13 подается только тогда, когда емкости 6 зарядятся током промыщленной частоты до определенной величины. Опытным путем установлено, что возбуждение колебаний лучще всего протекает в том случае, если уровень разрещения импульсов равен 0,2- 0,3 от номинального выходного напряжения преобразователя. Предлагаемое устройство использования для возбуждения колебаний на выходе статического преобразователя частоты напряжения сети промыщленной частоты является более простым и экономичным по сравнению с применяемыми в настоящее вре.мя способами предварительного заряда емкости и возбуждения параллельно-настроенной нагрузки, которые предусматривают наличие специальных сложных пусковых устройств.

Формула изобретения Статический преобразователь частоты, содержащий автономный инвертор тока, работающий на индуктивную нагрузку, и пусковую цепь, подключенную между выходом преобразователя и выводами для подключения источника переменного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения, пусковая цепь выполнена в виде токоограничительного дросселя, соединенного последовательно с коммутирующим элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3.631.332, кл. 321-45, 1971.

2.Патент США oV 3.555.396, кл. 321-2, 1971.

3.Сб. «Электроте.хническая промышленность, 1974, вып. 3, статья Раскина Л. Я. «Устройство для включения автономного инвертора.

4.Патент США № 3.599.075, кл. 321-45, 1971.

fuz.j