Статический преобразователь повышенной частоты Советский патент 1980 года по МПК H02M7/48 H05B6/06 

(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЫШЕННОЙ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области эпек тротехники и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраспях промьгапенности дпя наг рева, эакапки и плавки металла в индукционных установках повышенной частоть. Известны статические преобразоватёпй повышенной частоты на управляемь х ьеншлях, например, тиристорах, содержащие выпрямитель, фильтруюпшй дроссепь в цепи постоянного тока и автономный инвертор П-З- Недостатком таких преобразователей является низкая надежность при питании промьпипенных индукционных уста новок из-за коммутационных перенапряжений на тиристорах инвертора. РЬзвеетны также статические преобраэоватепи частоты на управляемых вентилях, например тиристорах, содержащие ущзввпя&лыА выпрямитель с фильтрующим дросселем в цепи постоянного тока, автономный инвертор с дросселями насыщения, включенными последовательно с тиристорами инвертора и l -цепочками. вкттюченнымн параллельно тнрж:тора1м инвертора 2. Дш1ное техническое решение может быть принято эа прототип. Недостатком таких преобразователей является высокий урсюень шума, возникающого при эксплуатации преобразс ателв превышаюпшй санитарные нормы или находящийся ва верхнем предке допустимого значения, что требует размещения прербразоватепей в отдельных помещениях или на значительном удалении от рабочего места для обслуживания индукционной установки. Это усложняет эксплуатацию преобразователя и ухудшает условия труда при обслуживании устансюки.. Известны также устройства дпя компевсадни пространственного акустического шума Недостатком этих устройств для компенсации шума является сложность хонсгрукции и низкая надежность при эксплуатации в условиях металлургического и меншиностроительного производств. так как

780124 В систему компенсации шума входят усипи Тепи мощности, фазсеращатепи, датчики акустических сигнале и друше эпектрон ные бпок:и, отличающиеся сложностью конструкции, низкой надежностью при эксплуатаиии в горячих цехах при повышенной аа грязненности атмосферы и высоком уровне внешних по отношению к преобразс ателю вибраций. Целью предлагаемого изобретения яв. пяется снижение уровня акустического шуми при эксплуатации статического прербраэаватег1й повышенной частоты. Указанная иепь достигается тем, что статический преобрбЭобатепЬ повышенной частоты, содержащий управляемый митель с фильтрующим дросселем в цепи постоянного тока, автономный однофазный инвертор с дросселяЕМи насьпцения: и RCцепочками, снабжен тремя электродинамическими громкоговорителями один из котЬрых подключен через потенциометр и полосовой фипётр к выходу управляемого выпрямителя, каждый из двух Других подключен к выходу инвертора через потенци ометр и согласующий трансфориатор) в противофазе друг относительно друга, при чем ссь обмотки каждого электродинамического громкогсжорителя ориентирована сорсно с осью обмотки соответствующего дросселя. На чертеже привецена электрическая схема преобразователя, которая соцержит управляемый выпрямитель 1, фильрующий .дроссель 2 автономный инвертор, собранный на управляемых вентилях, например тиристорах 3-6, дроссели 7 - 10 насы щения, RC - цепочки 11 - 12, 13- 14, 15-16, 17 - 18, электродинамические громкоговорители- 19 - 21, потенциомет ры 22 - 24, полосовой фильтр 25-26-27 согласующие трансформаторы 28-26, нагрузка преобразователя ЗО - 31. Устройство работает следующим обрааом.При работе статического преобразсжат ля ток протекает от управляемого выпрямителя 1 через фильтрующий дроссель 2 в направлении, указанном стрелкой на чертеже. Выходной ток выпрямителя 1 пульсирующий, т. е, имеет постоянную и переменную составляющие. Частота пульсаций зависит от схемы выпрямителя. Например в трехфазном мостовом выпрямителе, изображенном на чертеже, часто та т гльСации равна ЗОО Гц. Первая гармоника переменной составляющей выходного тока выпрямителя 1 имеет ту же частоту. Амплитуда пульсаций и амплитуда первой гармоники выходного тока выпрямителя 1 зависит от угла регулирования выпрямителя и достигает максимума при определенных значениях этого угла, зависящих от индуктивности дросселя 2. Пери ленная составляющая тока в дросселе 2 генерирует вредные акустические колебания, так как сердечник и обмотки дросселя вибрируют с той же частотой, а амплитуда вибраций и вредных а огстических колебаний пропорциональна амплитуде пульсаций тока в дросселе 2. Фаза этих колебаний определяется фазировкой выпрямителя 1. Электродинамический громкоговоритель 19 предназначен для подавления вредных , акустических колебаний, генери(огемых фильтрующим дросселем 2. Для этого необходимо, чтобы акустические колебания, генерируемые электродинамическим грс дкоговорителем 19 и дросселем 2, были равны друг другу по амплитуде и противоположны по фазе. Дпя выполнения этого условия электродинамический громкоговоритель подключен к выходу управляемого выпрямителя через рёгулирсвочный потенциометр 22 и полосовой фильтр 25-2627. Потенциометр 22 для регулирования амплитуды колебаний громкогсюорителя 19, а полосовой фильтр 25-26-27 служит для выделения первой гармоники выходного напряжения выпрямителя 1 и смещения фазы акустических колебаний громкоговорителя 19 в пределах от О до 90 эл. град, так как фаза первой гармоники переменной составляющей тока в дросселе 2 смещена относительно фазы первой гармоники переменной составляющей-выходного напряжения выпрямителя 1. Для обеспечения противоположности фаз необходимо подключить, например, начало входной обмотки грсвлкоговоритейя 19 к точке, а потенциометра 22, а конец ей к точке б или наоборот в завиоьмости от конструкции грсмкоговорителя 19. Причем, для повышения эффективности подавления шумов ось обмотки громко говорителя 19 ориентирована соосно с осью обмотки дросселя 2. Автономный однофазный инвертор собран на тиристорах 3-6. Оановременно с заданной частотой отпираются тиристоры 3 и 5 синфазных плеч инвертора, а эат&л отпираются тиристоры 4 и6 двух других синфазных плеч инвертора, а Тиристоры 3 и 5 при этом запираются. Ток в нагрузке ЗО-31 в результате попеременного отпирания тиристоров инвертора изменяет.направление один раз за период. Частота отпирания тиристоров определяет частоту переменно го тока в нагрузке. Дроссели 7 - 10 насыщения, включенные последовательно с тиристорами инвертора служат для снятия с тиристоре 3-6 коммутационных пере напряжений, а - цепочки служат для пера 1агничивания дросселей насыщения. При работе инвертора в дросселях насыще ния, тиристорах и RC - цепочках возника ют вибрации от протекания переменного тока повышенной частотъг, которые генерируют вредные акустические колебания. Причем, фаза акустических колебаний от тиристоров 3 и 5, дросселей 7 и 9, RC цепочек 11-12 и 15-16, принадлежащих к одной паре синфазных плеч инвертора, против положна фазе акустических колебаний оттиргозторов 4 и 6, дросселей 8 и 10, RC цепочек 13-14, 17-18, принадлежащих к паре синфазных плеч инвертора, Дпя компенсации вредных акустических колебаний инвертора дроссели 7-10 насыщения инвертора снабжены электродинамическими громкоговорителями 2О ектродинамический громкоговоритель 20предназначен дпя компенсации акустических колебаний в двух синфазных плечах инвертора (дроссели 8 и Юс RC-цеПочками 13-14, 17-18) и фаза его акустических колебаний должна быть противоположна фазе вредных акустических колебаний этих дросселей. Для этого громко- воритель 2О подключен к выходу инвертора последовательно с нагрузкой через согласующий трансформатор 28 тока и потенциометр 23. Потенциометр 23 предназначен для регулировки уровня акустических колебаний громкоговорителя 20. Противофазноетъ акустических колебаний громкоговорителя 20 и дросселя 8 и 10 насыщения обеспечивается полярностью подключения громкоговорителя 20 к потенциометру 23. Например начало входной обмотки преобразователя подключается к точке в, а конец к точке г или наоборот в зависимостиот конструкции гройкоговорителя. ектродинамический громког(жо ритель 21служит для компенсации акустических колебаний в двух синфазных плечах инвертора (дроссели .7 и 9с RC-цепочками 11-12 и 15-16) и его акустические колебания должны быть противофазны колебаниям этих дросселей инвертора. Для этого громкоговоритель 21 подключается 24. 6 к выходу инвертора через потенциометр 24 и трансформатор 29 противофазно громкоговорителю 20. Это обеспечивается полярностью подключения громкоговорителя 21 к потенциометру 24. Причем, дпя пежышения эффективности подавления шума оси обмоток громкоговорителей 20 и 21 ориентированы соосно с осями обмоток дросселей 8, 10. и 7, 9,соответ ственно. При использовании многофазного инвертора количество громкоговорителей, подключенных к дросселям инвертора, может быть более двух и должно соответст количеству дросселей, генерирующих колебания, фазы которых отличаются друг от друга. Например трехфазный мостовой инвертор должен быть снабжен тремя громкоговорителями. Формула изобретения Статический преобразс атель повышенной частоты, содержащий управляемый выпрямитель с фильтрующим дросселем в цепи постоянного тока, автономный однофазный инвертор с дросселями насыщения и RC-цепочками, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения бесшумной работы преобразователя, он снабжен тремя электродинамическими грсйлкоговорителями, один из которых подключен через потенциометр и полосовой фильтр к выходу управляемого выпрямителя, каждый из двух других подключен к выходу инвертора через- потенциометр и согласующий трансформатор в противофазе друг относительно друга. Причем ось обмотки каждого электродинамическ(йх5 громкоговорителя ориентирсжана соосно с осью обмотки соответствующего дросселя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Тиоисторные преобразователи высокой частотыЭнергия, 1973, с. 26105. 2.Электротехническая промьпиленность , Преобразовательная техника, 1971, вып. 16, с. 3-4 (Тиристорный преобразователь частоты типа ТПЧ-3 для индукционного , авт. Беркс ич Е. И. и др.) 3.Авторское свидетельство СССР № 563687, кл. q 10 К И/ОО, 1975. 4.Авторское свидетельство СССР NO 508794. кл. q 10 К 11/00, 1974 (прототип).

: .. « ..-.

- 780124

. f У и Л