Преобразователь частоты со звеном постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02M5/27 H02M7/515 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СО ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемых электроприводах переменного тока. Известен преобразователь частоты, содержащий мостовой регулируемый выпрямитель, соединенный через LCфильтр с мостом основных тиристоров мост диодов обратного тока и мо(Л коммутирующих тиристоров. . Недостатком такого преобразователя частоты является зависимость перегрузочной способности от диапазона регулирования частоты. Этот недостаток устранен в преобр зователе частоты,который по существу технического решения является наиббг лее близким к описываемому. Этот преобразователь содержит регулируемый мостовой выпрякштель выходом соединенный через ЬС-фильтр с выводс1ми постоянного тока моста основных тиристоррв и моста диодов обратного тока, параллельно которым подключена цепь, состоящая из последовательно включенных двух узлов, каждый из которых состоит из после- довательно соединенных коммутирующих тиристора и дросселя,а также мос коммутирующих тиристоров,выводы ПОСТ янного тока которого объединены и подключены к общей точке соединения упомянутых узлов,и два вспомогательных тиристора,один из которых связывает одну обкладку коммутирующего конденсатора через фильтр и вспомогательные вёитили со входными выводами преобразователя, причем выводы переменного тока мостов основных тиристоров, диодов обратного тока .и коммутирующих тиристоров объединены. . Недостатком зтого преобразователя является сравнительная его сложность, выражающаяся в несколько увеличенном числе вспомогательных вентилей и фильтров. Целью изобретения является упрощение устройства н повышение за счет этого его надежности.. Поставленная цель достигается тем, что в выше описанном известном решении второй .вспомогательный тиристор одним силовым электродом подсоединен к.одноименному силовому электроду первого вспомогательного тиристора, а другим - к другой обкладке коммутирующего конденсатора. Сущность предложения поясняется чертежами. J На фиг, 1 и фиг, 2 показаны варианты возможного выполнения предлагаемого преобразователя. Преобразова тель содержит регулируемый мостовой выпрямитель 1, включающий вентили 2-7. Одна из групп вентилей катодная или анодная может быть выполнена на тйрйсторах или диодах, т , е. мостовой выпрямитель 1 может быть полffoCTSro полностью управлйбмам. Регулируемый мостовой выпрямитель че рез фильтр 8, включающий фильтровый дроссель 9, токоограничивающий дроссель 10., который шунтирован диодом 11, и фильтровый конденсатор 12, соединен с мостом 13 основных тиристоров, который включает тиристоры 14-19 и параллельно которому подключена цепь, состоящая из последовател но вкл рченных узлов 20 и 21. Каждый из узлов включает последовательно включенный коммутирующий дроссель 22 и тиристор 23. К выводам переМенного тока моста 13 основных тиристоров подключен мост 24 диодов обратно го тока, который включает диоды 25-3 мост 31 коммутирующих тиристоров 32-37, и нагрузка 38. Заводы постоян ного тока моста 31 коммутирующих тиристоров объединены и через коммутирующий конденсатор 39 подключены к общей точке соединения узлов 20 и 21. К обкладке коммутирующего конденсатора 39 подключены вспомогательные тиристоры 40 и 41. Точка объединения тиристоров 40 и 41 через фильтр 42 и вентили 43-45 соединена с выводами переменного тока регулируемого мостового выпрямителя 1. Фильтр 42 состоит из дополнительной емкости 46 и дополнительных дрос селей 47 и 48. Во втором варианте схемы (фиг. 2) в качестве дополни.тельных дросселей .47 и 48 используют ся дроссели 9 и 10 основного фильтра 8. . , ... : . . Работает преобразователь на фиг. следующим образом. Как известно, выходное напряжение полностью управляемого моста при ра боте на активно-индмктивную нагрузку определяется отношением Udpcosoi ,(1) где UOUQ- Г, 35U:v 1, 35 - коэффициент мостовой схемы; и,. - напряжение на входе мостовой схемы| .об - угол регулирования. Выходное напряжение несимметричного полупроводникового моста опрет деляется соотношением (2) .,,.... - coSoi бЫхГ о 2 Таким образом, при начальном угл регулирования. оС 9О напряжение на выходе регулируемого выпрямителя 1 будет равно нулю сотласно отношению (1), а среднее значение напряжения на выходе полууправляемого моста, образованного вентилями 5-7 и 43-45 будет равно согласно отношению (2) UQ; Вых 2 При значительной величине емкости 4б и небольшом токе подзаряда емкость 46 будет заряжаться до максимального значения напряжения и, определяемого соотношением: Umoix и , где и -напряжение на входе моста 1. В случае выполнения регулируемого моста 1 полууправляемым для получения на его выходе напряжения, близкого к нулю, угол регулирования Q, необходимо установить oLK. 170эл. Рассмотрим процесс выключения основного тиристора и дозаряда коммутирукхдёго конденсатора. Пусть включены основные тиристоры 14, 18, 16 и ток нагрузки протекает по цепям 1-8-14 и 16-А и С-В-18-1. Конденсатор 39 заряжен полярностью, указанной на чертеже (фиг. 1) без скобок. Для выключения тиристора 14 подают управляющие импульсы на тиристоры 23 и 32 (момент . 3)j При этоМ конденсатор 39 разряжается по цепи 39-32-14-23-22-39. После выключения тиристора 14 ток коммутации замыкается по цепи 39-32-25-23-(20)-22-(20)-39. После разряда конденсатора 39 др нуля, конденсатор 39 начинает перезаряжаться за счет энергии, запасенной дросселем 22 узла 20 полярностью, указанной на чертеже (фиг. 1) в скобках. Перезаряд конденсатора 39 произойдет до величины напряжения и Uj -& U за счет потерь энергии в контуре коммутации на величину UU. Для дозаряда конденсатора одновременно с основным тиристором 17 катодной группы в момент trt включают тиристор 40 и конденсатор 39 дозаряжается до напряжения Uj, по цепи 46-48-40-39-32-17-46. После произведенного пе-, реключения тиристоров ток нагрузки протекает по цепи 1-8-16-С-В и А-17 и 18-1. Далее выключается силдвой тиристор 18, для чего включаются в момент tj (фиг. 3) тиристоры 23 и 36 и конденсатор 39 аналогично разряжается по цепи 22i}j-232 -29-36-39. В момент trf включается основной тиристор 15 и пбдзарядный 41, и дозаряд коммутирующего конденсатора гГройсхЬдит по цепи 46-48-;41-39-22jy-232J-46. Далее цикл повторяется. Работа преобразователя , изображенная на фиг. 2jHe отличается от описанной работы преобразователя на фиг. 1. Отличие состоит в том, что источник подзаряда образован катодной группой тиристоров 2-4 и лп лами 43-45. Такое включение источника подзаряда позволяет использовать для фильтровых дросселей источийков подзаряда дроссели основного фильтра Конкретный выбор схемы должен определяться технико-экономическим;; расчетом в зависимости от мощности преобразователя.

Предложенный преобразователь частоты по сравнению с известными преобразователями обладает лучшими массо-габаритными показателями на единицу мощности, и обладает повышенной надежностью.

Формула изобретения

Преобразователь частоты со звеном постоянного тока, содержащий регулируемый Мостовой выпрямитель, выходом соединенный через LC-фильтр с выводами постоянного тока моста основных тиристоров и моста диодов обратного тока, параллельно которым подключена цепь, состоящая из последовательно включенных двух узлов, казадый из которых состоит из последовательно соединбннах коммутирукадих тиристора и дросселя, а также мост коммутирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого-объединены и через коммутирук 4ий конденсатор подключены к общей точке соединения упомянутых.узлов, и два вспомогательных тиристора, один из которых связывает Ьдйу обкладку коммутирую0щего конденсатора через фильтр и вспомогательные вентили со входными выводами преобразователя, причем выводы переменного тока мостов основных тиристоров, диодов обратного тока и коммутирующих тиристоров объединены, отличающийся тем, что, с целью упрощения и пов,ышения надежности, второй вспомогательный тиристор одним силовым электродом

0 подсоединен к одноименному силовому электроду Первого вспомогательного тиристора, а другим - к другой обкладке коммутирующего конденсатора.

/- - --

I

. 4 у : ,.;. -.V Vi780113

24

fJ