Преобразователь частоты Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

g П т Б

фад тш

нительных тиристоров соединены с соответствующими обкладками коммутирующего конденсатора первого моста, а катоды - со вторым выходным выводом и с.анодами двух других дополнительных тиристоров, подключенных катодами к соответствующим обкладкам коммутирующего конденсатора второго мое та, причем катод каждого обратного тиристора соединен с соответствующим выходным выводом, подключенным через соответствующий вспомогательный тиристор к положительному входному выводу .

С той же целью в преобразователь дополнительно могут быть включены два тиристора, каждый из которых подсоединен встречно-параллельно одному из обратных тиристоров.

На фиг. 1 изображены принципиальная схема преобразователя и функциональная схема системы управления; на фиг. 2 - принци-пиальная схема . преобразователя, содержащего пару тиристоров, включенных в прямом направлении между выходными выводами и отрицательным входным выводом; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

На входе преобразователя включен источник питания, последовательно с которым включен мост на тиристорах 1-4 с коммутирующими конденсаторами 5 в диагонали и мост на тиристорах 6-9 с коммутирующими, конденсатором 10 в диагонали. Общая точка соединения тиристорных мостов подключена к первому выходному выводу нагрузки 11. Второй выходной вывод нагрузки 11 через дополнительные тиристоры 12 и 13 соединяется с об. кладками конденсатора 5 и через дополнительные тиристоры 14 и 15 - с конденсатором 10. Выходные выводы нагрузки через вспомогательные тиристоры 16 и 17 подключены к положительному входному выводу, а. через обратные .тиристоры 18 и 19 - к отрицательному входному выводу. Сигналы с датчика тока нагрузки 20 и генератора синусдидального напряжения 21 поступают на вход схемы, сравнения 22, подключенной к логическому устройству 23, которое в зависимости от режима работы при помощи выходного устройства 24 включает силовые тиристоры.

Принцип работы устройства, изображенного на фиг, 1 заключается в слежении за задающим.сигналом формируемым генератором 21. Преобразователь может работать в двух режимах, в одном из которых (режим 1) двусторонний обмен энергией между источником питания и нагрузкой осуществляется- на всем, протяжении формирования полуволны выходного тока, в другом (режим 2) при формировании нарастающей части синусоиды передается только от источника питания к

нагрузке, а на спадающей части синусоиды только от нагрузки к источнику I питания. В первом из указанных режимов обеспечивается простота управле; ния, во втором - лучшая форма выходного сигнала.

Допустим преобразователь работает в первом режиме. В момент t. (фиг. 3 включаются тиристоры 1, 2, 14, 7 и конденсаторы 5 и 10, заряженные до напряжения питания с полярностью указанной на фиг. 1 без скобок, перезаряжаются через нагрузку 11. В момент появления на тиристорах 17 и 18 прямого напряжения (конденсаторы 5 и 10 перезарядились до обратного напряжения) они открываются и ток нагрузки начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру минус источника питания тиристор 18 - нагрузка 11 - тиристор

17- плюс источника питания. В момен.т t напряжение, снимаемое о датчика тока 20, совпадает с напряжением генератора 21, включаются тиристоры 3,. 4, 15, 9 и конденсаторы

5 и 10 вновь перезаряжаются через нагрузку 11, а тиристоры 1, 2, 14, 7 восстанавливают управляющие свойства. В тот момент, когда конденсаторы 5 и 10 перезаряжаются до обратного напряжения открываются тиристоры 17 и 18 и ток нагрузки начинает спадать, замыкаясь навстречу источнику питания.

В таком режиме преобразователь может работать в течение всего полу;периода задающей синусоиды. В следующий полупериод, начинающийся в момент t аналогичные процессы протекают в цепях, замыкающихся через открытые тиристоры 1, 13, 6, 7 и 3, 12, 8, 9. Возврат энергии, накопленной нагрузкой 11, осуществляется через тиристоры 16, 19. Интервал времени t, - t предоставляется для восстановления управляющей способности тиристоров 17 и 18.

Во втором режиме схема работает следующим образом.. При формировании нарастающей части положительной полуволны выходного тока проводят поочередно тиристоры 1, 2 и 3, 4. Токнагрузки течет через постоянно включенные тиристоры 15, 7. В момент появления на тиристоре 18прямого напряжения он открывается и ток нагрузки замыкается по контуру, тиристор

18- нагрузка 11 - тиристор 15 и 7. Перевод преобразователя в режим

рекуперации осуществляется следующим образом. Производится, включение тиристоров- 9 или 14..в зависимости от полярности .напряжения на конденсаторе 10 и ток нагрузки .начинает протекать через конденсатор 10. В тот , когда на тиристоре 17 появляется положительное напрянсение, он отпирается, замыкая через себя ток нагрузки. В режиме ре15уперации этап формиро вания спадающей части синусоиды вкл чается поочередно либо тиристоры 1, 2, 17 либо 3, 4, 17 и ток нагрузки протекает, замыкаясь через них и конденсатор 5. В момент появления на тиристоре 18 прямого напряжения, он открывается и ток нагрузки замыкается через него и тиристор. 17, протекая навстречу источнику питания. Происходит возврат энергии в питающую сеть, Процессы, протекающие при формировании отрицательной полуволны выходного тока, аналогичны рассмотренным. При этом на этапе формирова ния нарастающей части полуволны работают тиристоры 1, 3, 12, 13, 6, 9 и 19, а на этапе формирования спа дающей части - тиристоры 1, 12, 3, 13, 16 и 1-9. Преобразователь, схема которого представлена на фиг. 2 позволяет получить при работе во втором режиме еще больший КПД благодаря тиристору 25, щунтирующему последователь но соединенные тиристоры б, 9 и ти ристору 26, шунтирующему последова тельно соединенные тиристоры 15 и В этом случае ток нагрузки замыкае ся всегда не более чем через три вентиля. Формула изобретения 1. Преобразователь частоты, содержащий тиристорный мост с коммут рующим конденсатором в диагонали переменного тока, катодная труппа которого связана с первым выходным выходом, а также четыре дополнител ных тиристора, подключенных к выхо

О ным. выводам и два обратных тиристора, аноды которых соединены с отрицательным входным выводом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен двумя вспомогательными тиристорами и вторым идентичным тиристорным мостом, включенным последовательно с первым тиристорным мостом, катодная группа которого непосредственно соединена с первым выходнЕЛМ выводом и с анодной группой второго моста; аноды двух дополнительных тиристоров соединены с соответствующими обкладками коммутирующего конденсатора первого моста, а катоды - со.вторым выходным выводом и с анодами двух других дополнительных тиристоров, подключенных катодами к соответствующим обкладкам коммутирующе1Чэ конденсатора второго моста, причем катод каждого обратного тиристора соединен с собтветствующим выходным выводом, подключенным через соответствующий вспомогательный тиристор к положительному входному выводу. 2. Преобразователь частоты по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен двумя тиристорами, подключенными каждый встречно-параллельно соответствующему обратному тиристору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Булатов О.Г. и др. Преобразователь постоянного напряжения в синусоидальный ток. - Электротехническая промышленность. Сер. Преобразовательная техника, 1975, вып. 362, с. 8-11. 2.Авторское свидетельство СССР № 474088, кл. Н 02 М 7/5:15, 1972.

+ 0