Преобразователь частоты со звеном постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02M5/27 H02M7/515 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СО ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к преобразова тельной технике и может быть исполь-зовано в.частотно-регулируемых электроприводах. Известен преобразователь частоть, содержащий регулируемый выпрямитель, соединенный через LC фильтр с автоном ным инвертором напряжения, включающий мост основных тиристоров, мост обратных дисков и коммутирующие устройства ll Недостатком такого устройства является зависимостгь коммутирующей способ ности от диапазона регул1фонания напряжения. Известен также преобразователь частоты. Содержащий последовательно соединенные управляемый выпрямитель, LCфильтр и автоном}1ый инвертор, выполненный в виде моста основных тиристоров, моста обратных диодов, трех пар встречно - параллельно соединенных распределительных тиристоров, которые подключены одними точками соединения к выво- дам переменного тока моста основных тиристоров, вторыми точками соединения к первым выводам конденсаторной батареи, второй вывод которой соединен с точкой соединения двух последовательно включенных узлов, образующих цепь подключенную к шинам цитания моста основных тиристоров, причем каждый из узлов состоит из последовательно включенных коммутирующего тиристора и дросселя, а также два источника поДзаряда L2J. Недостатком такого преобразователя является его сложность, что определяется наличием двух регулируемых источников подзаряда, которые для своего регулирования ±рёбуют две системы фаёоимпульсного управления, регулятор тока и датчик тока подзаряда. Кроме того, источники подзаряда включены в цепь тока коммутации, что определяет их большую установленную мощность. Целью изобретения является упротдепие устройства и повышение его надежности, е 37 также снижение установленной мощности устройств подзаряда, Это достигается тем, что преобразова тель снабжен двумя дополнительными тиристорами, подключенными к соответ ствутощим точкам соединения коммутирую ших тиристоров и дросселей, причем источники подзаряда, дополнительные тиркс Торы и дроссели включены последовательно согласно в проводящем направлен и образуют цепь, подключенную к шинам питания основного тиристорпого моста. Преобразователь частоты отличается также тем, что источники подзаряда выполнены в виде дополнительного вентильнот моста, причЪм выводы переменного тока этого моста и управляемого выпрямите-. ля объединены, выходы источников подзаряда образовань дополнительными ЦС фильтрами, включенными между разно именными выводами постоянного тока дополнительного вентильного моста и управляемого выпрямителя. Такое вклв чение дополнительного диодного моста позволяет образовать два регулируемых источника подзаряда и использовать тиристоры основного моста и качестве подзарядных, а .включение дополнительных тиристоров позволяет осуществить подзаряд конденсаторной батареи. Введе ние новых элементов и связей упрощает З стройство, повышает кадежность к сии. жает установленную мощность источников подзаряда так как при коммутации ток коммутации не протекает через указан™ные источники, образованные указанными элементами и като/.11гой и анодной группой вентилей мостя регулируемого напряжения. Схема устройства предствалена на чертеже фиг, 1, на фиг. 2 показаны возможные варианты выполнения конденсаторной батареи. Устройство включает регулируемый выпрямитель 1, последовательно соединенный через LiC фильтр 2. с автономным инвертором напряжения. Автономный инвертор напряжения содержит мостосновных тиристоров 3, мост обратных дно- . дов 4, три пары встречно включенных распределительньгх тиристоров 5-6, 7-в, 9-10, соединенных первыми точками объединения разноименных выводов тирис торов 5-6, 7-8, 9-10 с выводами пере- менного тока моста основных тиристоров 3. Мост 3 основных тиристоров включай ёт тиристоры 11, 12, 13, 14, 15, 16

к выводам которых подключена нагрузка

П.ик напряжение на конденсаторах фильт- 9 17. Вторыми точками объединения разно именных выводов тиристоров 5-6, 7-, 9-10 указанные тиристоры подключены к первым выводам 18, 19, 20 конденсаторной батареи 21. Вывод 13, 19, 20 могут быть объединены. Второй вывод 22 конденсаторной батареи 21 соединен с точкой объединения дросселей 23 и 24 двух последовательно соединенных узлов, которые образуют цепь, подключенную параллельно основному мосту 3, Каждый из узлов состоит из последовательно включеньЕых коммутирующего тиристора и дросселя соответственно 2S и 23, а та клее 26 и 24. К точке соединени:я дросселя и .коммутирующего тиристора каждого из узлов согласно с тиристором 25 и 26 подключен дополнительный тиристор 27 и 28. Вторые выводах каждого из подключенного дополнительного тиристора через дополнительный фильтр 29 и 30 соединены с выводами постоянного тока дополнительно введённого диодом моста 31, выводы переменного тока которого соединены с выводами переменного тока моста регулируемого выпрямителя 1, Возможные варианты включения емкостей конденсаторной батареи иаобра- жены на фиг. 2. Работает усгройство фи1% 1 следуюшим образом. Пусть угол регулирования управляемого выпрямителя 1 равен 90 эл. Тогда напряжение на его .выходе при работе на активно - инд ктивну.ю нагруз ку определяется известным выражением: U -U -COSd. где 1М 1,35 1,35 - коэ4х{)Ш1неят мостовой . схемы, . UA - Л1шейное напряжение на входе моста, сС - угол регулирования. При с{. 90° U Q. Напряжение на конденсаторах фильтров 29 и 30 определяется известным выражением, дляхтолууправляемого моста: {,,, ( 2 при сС 90 9CbO 2. При значительной емкости фильтра 29 и .30 и небольшой частоте коммута-

5705619

pa 29 и 30 через несколько циклов станет равным максимальному значеншо 29(зо). Преобразователь готов к работе. Пуст напряжение на конденсаторах соответствует полярности, указанной на фиг. 1 без скобок, и включены основные тиристоры 11, 15, 13. Рассмотрим процесс выключения основного тиристора 11 и включения основного тиристора 14, Для йкПючения тиристора 11 включают тиристоры 25 и 5. При этом ток коммутации проходит по цепи 21-5-11-25-23-21, После выключения тиристора 11 ток замыкается через диод обратного моста 4, который подключен параллельно тиристору 11, После разряда конденсаторов конденсаторной батареи 21 до нуля, они на- чинают перезаряжаться за счет энергии, запасенной дросселем 23 в полярности, указанной на чертеже фиг, 1 в скобках, Однако перезаряд конденсатора происхо- дит до величины напряжения, меньшей первсшачадьной за счет рассеивания энергии в контуре комктутации. Для доЗаряда конденсаторной батареи 21, одновременно с включением основного тиристора 14 включается дозарядный тиристор 28 идозаряд происходит по цепи 29-28 -24 21-5-14-29. При следующем цикле коммутации аналогично выключается основной тиристор 15 по цепи 21-24-26-15- -21 и при включении основного тнрис- тора 12 и тиристора 27 происходит доза ряд конденсатора 21 по цепи 30-12-8-21-23-27-30, Далее циклы коммутации следующих фаз происходят аналогично рассмотренным. Выбор схемы соеди- нения конденсаторной батареи определяется выходной частотой преобразователя, его напряжением и мощностью, Описанное устройство позволяет осу, иествить работу инвертора и;подзаряд конденсаторной батареи как с общим yai лом коммутации, так и с пофааной коммутацией. Оно выгодно отличается от известного, так как является более простым и надежным, имеет меньщую мощ- ность источников подзаряда и широкие функциональные возможности, а именно применение либо общего узла коммутации либо узлов коммутации в каждой фазе. Формула изобретения 1, Преобразователь частоты со зве- йом постоянного тока, содержащий посл- дователыю соединенные управляемый выпрямитель, LC -фильтр и автономный инвертор, выполненный в виде моста основных тиристоров, моста обратных диодов, трех нар встречно - параллельно распределительных тиристоров, которые подключены одними течками соединения к выводам переменного тока моста основньк тиристоров, вторыми точками соединения к первым выводам конденсаторной батареи, второй вывод которой соединен с,точкой соединения двух последо- ва1ельно включенных узлов, образующих цепь, подключенную к шинам питания моста основных тиристоров, причем каждый из узлов состоит из посяедоватепь- но включенных коммутирующего тиртютора и дроссели, а также два источника, подзаряда, отличающийся тем, что, с целью упрощения и уменьшения установленной мощности, он снабжен двумя дополнительными тиристорами, подключенными к соответствующим точкам соединения коммутирующих тиристоров и дросселей, причем источники подзаряда, дополнительные тиристоры и дроссели вкп5Очены последовательно согласно в пpo водащем направлении и образуют цепь, подключенную к шинам питания основного тиристорного моста, 2, Преобразователь частоты но п.1, отличающийся -teM, что, источники подзаряда выполнены в виде до полнительного вентильного моста, при чем выводы переменного тока этого мос та и управляемого выпрямителя обьед неиз, а выходы источников подзаряда образованы дополнительными UC фильт« рами, шслюченными между разноиме11нымн выводами постоянного тока дополнительного вентильного моста и управляемого выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Преобразователь частоты ровой серии со звеном постоянного тока Tima Сймоверт для химической промышле }ностиSiemens Teitdir ft ),, ,c.46S,pMcn.; 2, Электротехническая промышленность Реферативный научно-технический сборник, серия Электропривод, вып. 1 (45) .1976, с. 23, рис. 1.

1д

.. /5

0

20