Преобразователь частоты Советский патент 1982 года по МПК H02M5/458 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится, к преобра.зовательной технике, а именно к преобразователям частоты, выполнeнны 4 на базе управляемого выпрямителяи последовательно-параллельного инвертора тока, и может быть использовано, например, в установках для индукционного нагрева металлов .

В одном из известных преобразователей частоты инвертор выполнен по последовательной схеме 1,

При резких колебаниях нагрузки, что характерно дпя электротермических установок, в инверторе могут возникать перенапряжения. Для уменьшения перенапряжений в инверторе используются, например, диодно-индуктивные цепи отвода избыточной энер-° гии.

в другом иэ известных преобразователей частоты используется система защиты, обеспечивающая снятие импульсов у|правления с выпрямителя при появлении перенапряжения 2 . - Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь частоты/ в котором инве15тор выполнен по последовательно-параллельной схеме 3.

Недостатком такого преобразовате ля является возможность появления перенапряжений в инверторе, которые могут возникать при значительном возрастании тока нагрузки, например, при коротких замыканиях и обрывах нагрузки/ а также при сбоях в работе системы управления. При значительном уве.аичении тока нагрузки

10 по сравнению с номинальным режимом напряжение на последовательном конденсаторе и, следовательно, выходное напряжение инвертора могут возрастать в несколько раз по сравне15нию с номинальным режимом. При коротком замыкании или обрыве индуктора нагрузка последовательно-параллельного инвертора становится чисто емкостной, что также приводит к

20 перенапряжению на элементах инвертора. Использование системы защиты со снятием управляющих импульсов с вентилей выпрямителя не обеспечивает в данном случае ограничения 25 перенапряжений, так как энергия, запасенная в электромагнитном поле сглаживающих дросселей, поступает в. последовательный конденсатор, и напряжение на нем, а следователь30но, и на элементах инвертора, возрастает до недопустимой величины. Это .снижает надежность работы инвертора . Цель изобрет.ения - повышение надежно.сти за счет ограничения перенапряжений. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частоты содержащий управляемый выпрямитель, подключенный к нему последовательно-параллельный инвертор тока блоки управления выпрямителем и инвертором, введены управляемый ключ переменного тока и резистор, соединенные последовательно и подключенные параллельно к последователь ному конденсатору инвертора, а так же напряжения и блок сравнения, при чем вход датчика напряжения подклю чен к последовательному конденсато ру инвертора, выход - к одному вход блока сравнения, ко второму входу которого подключен источник эталон ного напряжения, а выход блока срав нения подключен к дополнительно вве денным управляющим входам блоковуп равления для снятия импульсов управления выпрямителем и инвертором и, кроме того, связан с управляющим входом ключа переменного тока. Ключ переменного тока может быть выполнен, например, в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров , На чертеже приведена схема преоб разователя. Преобразователь содержит выпрямитель 1, линейные дроссели 2 и 3, инвертор 4, содержащий вентили 5нагрузку.9, конденсаторы, включенные параллельно 10 и последовательно 11, дроссель 12, включенный парал лельно конденсатору 11, встречно-параллельные вентили 13 и 14/ образующие ключ переменного тока 1 балластный резистор 16, датчик напряжения 17, блок сравнения 18 и блоки управления 19 и 20 соответственно инвертора и.выпрямителя. Работает устройство следующим образом.. До тех пор, пока напряжение на последовательном конденсаторе 11 н превышает допустимого, напряжение на выходе датчика напряжения 17 меньше эталонного. На выходе блока сравнения 18 сигналы не формируютс Как только напряжение на конден саторе 11 превышает заданное значе ние, напряжение на выходе датчика 17 оказывается больше эталонного напряжения. На выходе блока сравне ния 18 формируются сигналы, которы включают один из тиристоров 13 или 14, отключают блок управления 20 выпрямителем и блок управления 19 инверто зом. В результате- этого импульсы управления не поступают на вентили выпрямителя и инвертора, а конденсатор 11 зашунтирован однимиз тиристоров 13 и 14. Нагрузка, которая находится под напряжением в момент возникновения аварийного режима, продолжает работу в автоколебательном режиме, после затухания колебаний схема полностью обесточена. Таким образом, применение ключа переменного тока, шунтирующего последовательный конденсатор инвертора, с одновременным снятием управляющих сигналов с вентилей выпрямителя и инвертора позволяет ограничить перенапряжение в схеме и тем самым повысить надежность преобразователя. Формула изобретения 1.Преобразователь частоты, содержащий управляемый выпрямитель, подключенный к нему последовательнопараллельный инвертор тока, блоки управления выпрямителем и инвертором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет ограничения перенапряжений, в него введены управляемый ключ переменного тока и резистор, соединенные пос/1едовательно и подключенные параллельно к последовательному конденсатору инвертора, а также датчик напряжения и блок сравнения, причем вход датчика напряжения подключен к последовательному конденсатору инвертора, выход - к одному входу блока сравнения/ к второму входу которого подключен источник эталонного напряжения/ а выход блока сравнения подключен к -дополнительно введенным управляющим входам блоков управления для снятия импульсов управления выпрямителем и инвертором и, кроме того, связан с управляющим входом ключа переменного тока. 2.Преобразователь по п. 1, от личающийся тем/ что управляемый ключ переменного тока выполнен в виде двух встречно-параллельно соединенных тиристоров. Источники информации,принятые.во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 601790, кл. Н 02 М 7/515,08.10.73. 2.Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л./ Энергия , 1973. З.Агеев В.И.,-Барашев В.В. Преобразователь частоты для питания индукционных установок направленной кристаллизации,. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической- конференции Применение в технологических процессах машиностроительного производства полупроводниковых преобразовате-, лей частоты . Уфа, 1980, с. 35, рис. 1.

г

1