Непосредственный многофазно-трехфазный преобразователь частоты Советский патент 1979 года по МПК H02M5/27 H02M7/515 

и; условия запирания ие одного, а двух тиристоров олновременно.

Предложенное устройство отлачается от известного тем, что одноименные но полярности выходные выводы первого и второго вспомогательных вентильных мостов объединены между собой, первый вспомогательный мост вынолнен на управляемых вентилях, один из трех выходных выводов преобразователя образован выводом для подключения пулевой точкп нита1ОП1,ей еетп, а указанный распределитель импульсов вынолнеп 1нестнканальным, причем наследователыюсти управляющих инпульеов, подаваемые е него на управляюи1,не входы двух силовых мостов, сдвннхты междл собой на

гол

3

Это позволяет унростнть преобразователь п улучи.1ить его массо-габарнтные показателн.

Суниюсть изобретения поясняется на нримере трехфазио-тре.хфазного НПЧ с нан6() эффективнЕям ал 0рит},и)м цикли;еского подключения фаз сети к фазам нагрузки через равные интерваль времени.

На фиг. представлена принципиальная структурная схема силовой части предлагаемого преобразователя {без блока унравления), выполненной на базе нолпостыо управляемых ключей с )ннсй проводимостью; на фиг. 2 - иредлагаемь: Н (Ч р, структурном внде (при вынолнеини ключа переменного тока в виде встреч 0-параллельно включенных тирнсторор.) и б.ток-схема системы управлсиия; на фи1 3, а, б - две модификапи ириицнпиа.тьной электрической схемы силовой части НПЧ с блоком иринудительиой коммутацик.

Для идеити(|л1капни обозначений lio всех схемах каждый ключ обозиачеи двумя иифрами (без скобок и в скобках). этом нечетные иомера соответствуют () направлению тока через ключи, а четные - другому. На фиг. 4 чредстав-тены временные диаграммы оснозпых иооцессо а НПЧ,

гдеt/riC,, ii, - иа1;ряи:еиия между выходными вквсдами НПЧ о и 6 и iiy;ie3oit ючко сети Oi;

t/,/:;,,, i,.:,, --- оснс.зные гармоник;:L.,n, t/ло.;

i|i(2)-фп(;2|- алгоритмы переключения ключей 1(2)-11 (12);

и аО;, иfyi},. Ufj. - фазные напряжения на нагрузке;

/«0,., Uho,,, fC,, - результирующие основные гармоники фазных нанряженрп ;

;а... k., у;.

,, ,, ,, ,-, :- спставляюни1е -,, - ,-0,,, f- ,о„

повпых гармоник с|1азных наппяжеппй;

и л. и п. и:: - - фазные напряжения iinTaioiuefi сети.

При рассматриваемом здесь цик.тпческом а.тгоритме иереключеипя к,ночей частота основной гармоиикн в)1ходн()го i:aнря/кения равна

где /1 - частота нанриження ннтаю;ией

сетн;

f - частота иереключеч1 я каждого ключа 11реобразО| ателя.

Система управления реобраз(М а1елем на фиг. 1 достаточио IipocTa и может сост(}ять лишь из двух ир:11И1:П1 алы1ых 6;ioков - задающего 1енератора н расиредели1е;1Я. Информация о фазных тока.х в этом не нужна. Т1реобраз()вате,ти на трап31 стч)рных ключах иеремсчпкит) тока, как известно, в настоящее в|1е}.тя мож:;о В1 1 олиять на мощность до неск( единиц к В А.

Прн больнл1х ЛЮцностях целесообразно использовать тнристооы. В этом слхчае силиг;ая часть НПЧ и его сн/:тема yiipaii.ieinu;

заметно усложияются. В структ |)1;()м виде тнрнеторный НПЧ с бл(ц -схемой системь; управления ноказа1 на фнг. 2.

ППЧ е PIK содержит два моста на тиристорах (снмисторах) /-12, б.ток нринудите;Н)Ной коммутации 13, б.тпк унрав.тения /-/, включающий в себя задающий генератор 15, раенределнте;Н) ():5 на njccTb каналов 16, логическую 17, уснлителн-(формирователи, хнравляюишх импульсов

/S, а также датчики фазного тока 19, 20.

Возможные варианты нынолнсшь бл( иршгуднтельиой К(1Ммутации нредставлешл на фиг. 3, а и б. Блок ко.м.мутаинн на фиг. 3, а содержит нмнх льсный нсточннк заннра1ои1,его иапряжеиия. вы1Н).тненный в виде однофазного моста на тиристорах 21-24 с комм тируюии1м 1.С-к()нтуром .25. 26 в диагонали иеременного то,ка, два 15сцпмогате,.ых моста на венти.тях 27-32 33-36 и

ог;)аиичите.1ьные дроссели 37-39. кот(;рые вос)бн1,е 1оворя иснрници1И1а.аьпы и .могут оте тет15О1-;ать.

В елучае, еели на выходе НПЧ требуется дополнительная фильтрация тока, енловую чаеть целесообразио .строить на тиристорах, а иизкочастотиые фильтры 40-43 устанавливать как показано на фиг. 3, б. Пр1 этом блок коммутации можно несколько yiipocTHTb за ечет цсиолг зования вместо

управляемых вецтн;ек 33-36 диодов, а

также зл счет ; склгочсния ком.г.:ип..1он иидуктнв1 ;)стп 25. Вместо индуктиппосгн 25 в этом случае целесообразно установить нелинейный дроссель длк ограничення обратных коммутаннонны.х токоз через тнрнсторы /-12. Нелинейный дроссель вынолняется на сердечнике с нрямо тольной петлей гистерезиса. Порядок переключения силовых ключей НПЧ иоясняется временными диаграммами на фиг. 4, н доиолнительиые разъяснеиия здесь не требуются.

Остановимся на принципе работы блоков коммутации. На фиг. ,3, а в И1ггервале /1 - /2 согласно фиг. 4 открыты симнсторы 5(6) (ib-,.) ) н iO(9) (г|з9го ). В момент 2 симистоп 5(6) необходимо запереть, а снмистор 3(4) (я1;зс) на фиг. 4) открыть. Нри показанном i.a фиг. 3, а снлошиой линией г;аправлснни тока нагрузки в фазе а для запирания симистора 5(6) подают отпирающие имиульсы на тнристоры 21, 24, 33, 28 и напряженно обратной иоляриостн конденсатора 26 прикладывают к нему но контуру:

25,21, 33, 5, 28, 24, 26. Одновременно включают симистор 3(4) так, что ироводимость прсобразурощего тракта ННЧ нра.ктически

не нрерывается, а для тока нагрузки прн индуктивном ее характере нет необходнмоети создавать специальные шунтирующие каналы. Одновременно конденсатор 26 медленно перезаряжается но контуру:

26,25, 21, 33, «а - «В ,,,4, 37,

0., ,,- Oi ;

28, 24, 26.

Носле выдержки времени, необходимого для запирания симистора 5(6), подают отпираюгций импульс иа один из тиристоров 27 или 34, и конденсатор 36 форсировано с постоянной времени LC-коитура перезаряячается до полярностн, ноказанной в скобках или но контуру: 26, 25, 21, 27, 28, 24 или по контуру: 26, 25,2.1, 33, 34, 24, - после чего всеэти вспомогательные тнристоры запираются естественным путем.

В следующий момент г для запнрання симистора 10(9} включают тиристоры 22, 23 и в зависимости от направления тока в нагрузке фазы b - соответствующие тиристоры 29, 36 (при направлении тока, иоказанном на фиг. 3, а сплошной линией) или тиристоры 30, 35 (при иаправлении тока, показанном пунктнром). Далее процессы повторяются аналогично выше описанному. Информация о токах нагрузки иоставляется датчиками тока 19, 20, а логика распределения управляющих импульсов на те или иные тиристоры реализуется логической схемой 17 (фиг. 2). Величина индуктивности дросселя 25 в схеме на фиг. 3, а может выбираться лишь из условия ограничения скорости нарастания тока через тиристоры в момент форсированного перезаряда конденсатора 26. Величина индуктивностей дросселей 37-39 выбиратея из условия

ограничения токов в рсжилтах. олизкнх к коротчого : амь ка:1ня в нагрузке, а также из соображений уменьшення токов через тиристоры - -32 с моменгы заряда ;; подзапяла конде1:сГ ора 26. Неовоначальный зар5:д и нодзаряд конденсатора 26 в :роцессс работы НПЧ осуществляют от сети отп:1ранпя соответствующпх тиристоров 27-52 н одной нз пар днагоналыю расположенных тиристоров однофазного моста (21-24).

Процессы в схеме НПЧ на фиг. 3, б нротекают аналогично, с Tofi разницей, что не требуетея иол.ача унравлчю1цих н.мнульсов на вспомогательные тиристоры, которые обеспечивали бы форсированный 11ерезаряд конденсатора 26.

Ф о р м } ,1 а и 3 о б р е т е н и я

Непосредственный многофазно-трехфаз п 1 1 преобраз()з:-1тель частоты с пскусствен150Й ко.ммутацней. питающийся от многофази(и сети с нулевой точкой и содержащий сн..овые тнрнсторные мосты. закорОченнымн 15ЫХОДНЫМН выводами образующее выходные выводы нреобразовател;, блок прннуднтельгюй коммутации в виде двух вспомогательных вентильных мостов, однн нз которых нодключсн свонм входом ко входным, а другой - к выходным выводам преобразователя, и источник занирающего напряжения, своими выходными выводами иодключенный к выходным выводам второго всномогательного моста н связанный с выходными выводами первого всномогательного моста, а также блок унравлення, включающнй в себя задающий генепатор, раснределитель импульсов, связанный с унравляющимн входамн тиристоров через логическую схему и датчики фазных токов, о т л н ч а ю щ н и е я тем, что, с целью упрощения нреобразователя н улучшения его :,аесогабаритных показателей, одноименные но полярностн выходные в-лзоды первого п второго вспомогательных вентнльны.х мостов объединены между собой, первый вепомогательный мост выполнен на управляемых вентилях, один из трех выходных выводов нреобразователя образован выводом для подключения нулевой точкн нитаюНлей сети, а распределитель импульсов вынолнен шестиканальным, причем последовательности управляющих импульсов, подаваемых с него на управляющие входы двух силовых мостов, СДВИНУТЫ co6o;i на

3

Нсточники информанин, н1-:ннятые во вннмапне пр; экснертизе:

1.Авторское свидетельство СССР До 314271, кл. Н 02 М 1/08, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР JNo 458936, кл. Н 02 М 7/515, 1972.

i--iijir,J-:;ttll

;i.;±Ji |; 141:J

(J

75 I

rTv 7-j

if/.J

J

, .

I--

; у / Ы hH

,0 i

.„, I

X-;

Ь7