Способ преобразования трехфазного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 H02M5/27 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для умножения т-фазного напряжения в р раз. Применение такого преобразователя возможно, например, для питания высокооборотных асинхронных двигателей деревообрабатывакяцих станков.

Известны способы формирования напряжения повышенной частоты в вентильных умножителлх с непосредственной связью П и L2.

Однако они применимы только для преобразователей с однофазным выходом.

Наиболее близким к предлагаемому является способ преобразования трехфазного напряжения в трехфазное напряжение утроенной частрты путем преобразования трехфазной системы напряжений сети в три системы симметричных трехфазных напряжений и периодического подключения каждой фазы нагрузки к каждому из напряжений

соответствующей трехфазной системы, по крайней мере, на участках

2я/6-5- - - /г

фазный угол нагрузки по выходной частоте. При этом нейтральные точки источника тока и нагрузки изолированы между собой 37.

По указанному принципу возможно умножение частоты тока в иное, цеtoлое число раз. При этом углы отпирания тириг.торов должны быть не меныае значений, определяемых из соотношения

IS

где Р - кратность умножения частоты« Анализ работы этого преобразователя показывает, что в конце каждого полупериода выходного фазного

20 напряжения имеется пауза, когда напряжение на нагрузке равно нулю. Это происходит потому, что соответствующий вентиль при этом закцяавается естественным способом, так как ток через него прекращается, и появляется на нем обратное напряжение. Продолзкительноеть этой паузы не меньше 4ei-i -«P, где . - угол сдвига между напряжением источника, питающего фазную нагрузку во время открытого состояния соответствующего вентиля, и напряжением, возникающим на этой же нагрузке на третьем интер- ю вале Полуволны выходного фазного напряжения, который определяется из соотношения 5Lni§-&tnj . -antgl 2-OosS Угол V возникает только при отсутствии нейтрального провода на вт ричной стороне. Причиной его возникновения являются напряжения двух других фаз нагрузки. В рассматриваемом преобразовател при чисто резистивной нагрузке эта пауза равна около 8 эл. град. Если нагрузка обладает также и индуктивностью, то эта пауза будет меньше из-за отстающего тока, на нагрузке появится обратное напряжение При постоянных углах открывания и значительных индуктивностях нагрузки может вогзникнуть положение когда Ц . В таком случае вентиль, оканчивающий работу, еще не закрыл.ся из-за отстающего тока нагрузки, а вентиль, подключаннций эту же нагрузку к напряжению обратной поляр. ности уже откроется. Это приведет к появлению сквозного короткого замыкания этих вентилей, которое будет существовать до тех пор, пока соответствующие напряжения источника, направленные друг против друга, не выравняются. Цель изобретения - повышение входного коэффициента мощности за счет уменьшения угла сдвига. Указанная цель достигается тем, что при использовании способа преобразования трехфазного напряжения одной частоты в трехфазное напряжение в Р раз больше частоты, по которому преобразуют трехфазную систе му напряжений в три системы симметричных т-фазных напряжений и перио.дичееки подключают каждую фазу нагрузки к каждому из напряжений соответствующей т-фазной системы .на определенных интервалах, указанное подключение фаз нагрузки осуществляют на интервалах ()-b() причем угол задают сортношением (1) , где при нечетном Р и при четном Р, а р- фазный угол нагрузки по выходной частоте.

Но сравнению с известным способом углы открьюания тиристоров в предлагаемом уменьшают на величину. равную . На фиг. 1 а изображена векторная диаграмма напряжений источника на фиг. 1 б - Принципиальная схема удвоителя частоты; на фиг. 2 а и б диаграмма напряжений источника и принципиальная схема утроителя частоты; на фиг. 3 а - эпюры четырех фаз входных напряжений ftA и одной фазы выходного напряжения удвоителя частоты в функции от временного угла (of, на фиг. 36алгоритм работы тиристоров удвоителя частоты в функции от cOt, на фиг.4а и б - соответствующие эпюры напряжений и алгоритм работы тиристоров для утроителя частоты; н1а фиг. Ь эпюры выходного напряжения U и тока i умноженной частоты одной фазы . нагрузки, когда она является активно-иадуктивной. Удвоитель частоты работает следующим образом (фиг. 1 б). В момент, когда электрический угол фазного напряжения Ц, рйвен JJ (фиг. 3 а и б), открывается тиристор, связанный с фазой А1 входного напряжения. При этом ток io проходит на первую фазу нагрузки, формируя на ней первый участок положительного полупериода напряжения Цепь тока при этом замыкается через открытый тиристор, аодсоединенный к фазе С4, и вторую фазу нагрузки, на которой в это время формируется второй участок отрицательного полупериода напряжения Ug. На третьей фазе нагрузки в это же время формируется третий участок положительного полупериода напряжения U, . Когда это напряжение СНИ-5ИТСЯ до нуля (при угле равном -«f) тиристор подключенный к фазе ВЗ, закрывается, а тиристор подключенный к фазе В2, открывается, и на третьей фазе нагрузки начинается первый участок отрицательного полупериода напряжения и. . На первой фазе нагрузки ,в это время напряжение скачком изменяется до максимального значения и формируется второй участок напряжения LJ,. На второй фазе нагруз ки d это же время напряжение умень шается, т.е. формируется третий уч сток отрицательного полупериода напряжения UQ, и, когда оно достиг нет liyjleBoro значения (при угле -р; , тиристор, подсоединенный к стг не С4 закрывает.ся и открывается тиристор, подключенный к фазе СЗ. На первой фазе нагрузки напряжение скачкообразно падает, а в дальнейшем снижается, формируя тре тий участок положительного полупериода напряжения 11, и, когда оно снизится до нуля (при угле Jf -), тиристор, подключенный к фазе А1, закрывается, а тиристор, подсоединенный к фазе А4, открывается. В это время начинается отрицательный полупериод напряжения , который формируется аналогично положительному. Утроитель частоты, собранный по схеме фиг. 2о., работает аналогично (диаграм.-1ы фиг. 4 а и б) . Расчеты показывают, что при удвоении частоты и при чисто активной нагрузке входной коэффициент сдвига в известном способе равен 0,8. Применение предлагаемого спос ба повышает этот показатель до 0,9 Формула изобретения Способ преобразования трехфазно го напряжения одной частоты в трех фазное напряжение в Р раз большей 6 частоты, по которому преобразуют трехфазную систему напряжений в три системы симметричных г«-фазных напряжений и периодически подключают каждую фазу иагрузки к каждому из напряжений соответствующей ги-фазной системы на -определенных- интервалах, отличающийся тем, что, с целью улучшения входного коэффициента мсхцности путем уменьшения угла сдвига, указанное подключение фаз нагрузки осуществляют на интервалах ()(.-5)причем угол задают соотношением У-- , где при нечетном Р и при четном Р, а р -фазный угол нагрузки по выходной частоте. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Архиереев И.П., Маевский О.А., Чалый Г.В. Принципы формирования напряжения повышенной частоты в вентильных умнозкнтелях частоты с непосредственной связью. Сб. Проблеьш оптимизации частоты промышленного переменного тока, Кишинев, 1970. 2.Архиереев И.П., Заика Э.И. Методы управления вентилями утроителей частоты с непосредственной связью. Вестник Х11И, № 30 (7d). Преобразовательная техника, вып. 3, Изд. Харьковского университета, 1968. 3.Архиереев И.П., Заика Э.И, Работа вентильных утроителей частоты с непосредственной связью на трехфазную нагрузку. Вестник ХПИ, № 45 СУЗ). Преобразовательная техника 1970, вып, 4.

AtASAZA 9999

h

S-J

LJ

F

9999

9999

r

Ui-J

IF

V

Ve

1ГвЭ

VAZ

А1 61 Cf

A3 S3 C

At Л Ct 2ff

Йхл J tat