Циклоконвертор с индуктивным регулятором напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 19) (11),159 Н 02 М 5 ЛЬСТВУ СКОМУ Св А ВНЬ щий ные мых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ИСАНИЕ ИЗОБР(71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г,В.Плеханова (53) 621,316.722.1(088.8)(56) 1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко, Киев, "Техника", 1978, с, 1592. Авторское свидетельство СССР Р 191684, кл. Н 02 М 5/27.3. Шиллинг. Схемы выпрямителей, инверторов и преобразователей частоты. Т., ГЭИ, 1950, с. 385.4. Ап ад иьйаЬ 1 е-ьреед пдцсСоп возмог дг 1 че 1 ЕЕ 1 гапь 1 пдарр 1 е, 1978, 14, 1 2, р. 116-122 (прототип). (54)(57) ЦИКЛОКОНВЕРТОР С ИНДУКТИ 1 М РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержа входной трансформатор, три анод и три катодные группы управляе вентилей и систему управления частотой, при этом анодные и катодныегруппы управляемых вентилей подключены к одним иэ выводов вторичной обмотки входного трансформатора,первичная обмотка которого. одними своимнвыводами подключена к сети,а системауправления частотой подключена ктрем анодным и трем катодным группамуправляемых вентилей, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателейи упрощения циклоконвертора, в неговведены анодная и катодная группынеуправляемых вентилей, широтно-импульсный коммутатор с системой управления, который включенмежду нулевымиточками анодной и катодной группнеуправляемых вентилей, подключенныхк другим выводам первичной обмоткивходного трансформатора, вторичнаяобмотка входного трансформаторавключена встречно с его первичной обмоткой и своими другими выводамиподключена к сети.5 10 15 20 25 30 35 40 4.5 50 60 65 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может бть использовано, например, н частотнорегулируемом электроприноде переменного тока.Известен циклоконвертор, содержащий входной трансформатор, три анодные и три катодные группы полуцроводниковых вентилей, обеспечивакщих регулировакие частот изменения длительности открытого состояния групп полупроводниконых нентилей и регулирования нагряжения при помощи фазосдвигающего устройства, осуществляющего регулирование угла открывания полупроводниковых вентилей1 ,Недостатками известного циклконвертора являотся сцижение коэффициента мощности при увеличении угла открывания полупроводниковых вентилей в процессе уменьшения величины выходного напряжения, большой процент высших гармонических составляющих в кривой ныходкого напряжения но Всем диапазоне изменения уГла реГулирования и стожность устройства.Известнь также циклоконверторы, содержащие три дополнительные анодные и три дополнительые катодные группы полупроводкиконых вентилей, которые питаются пониженным напряжением, снимаемм с отпайки вторичной обмотки входного трансформа.ора 2 1, или подключеы к низковольтным Обмоткам входного трансформатора, в то время, как оснонные три анодные и три катодные группы полупроводниковых вентилей подключен 1 к высоковольтным обмоткам указанного трансформатора 3 .Недостатком дацьх устройств является то, что оки цезкачительно позволяют улучшить коэффициент мощности и форму выходного апряжекия за счет дополнительных вантл ных групп, значительно снижая надежность, так как элементов силовой схем и системы управления увеличивается вдвое и добавляется бо, Осуестнляюий включение и отклочеие дополнительных групп полупроводниковых вентилей.Наиболее близким к предлагаемому является 1 иклококнертор с индуктивным регулятором апряжеия, содержащий входной трансформатор, три акодные и три катод 10 гругп. управляемых вентилей и систему управления ча"тотой. При этом аодье и катодные группы управляемых зецтилей подключены к ОдиГл 1 з еэолов нторич 10 й Об - мотки входого трасформатора, первичная обмотка которого од 11 ми своими выводами подключена к сети, а система упранлеия часто" ой подклюеаза к трем анодв.м и трем катодым группам упранляеелых вентилей е 4;.Недостатками устройства являются снижение коэффициента мощности при увеличении угла открытия тиристоронн процессе плавного уменьшения величины ныходного напряжения, большойпроцент высших гармонических состав.ляющих н кривой выходного напряженияно всем диапазоне изменения угларегулирования, сложностЬ устройства,обусловленная сложностью системыимпульсно-фазового управления тремяанодными и тремя катодными группами управляемых вентилей и наличиемэлементов дискретного регулирования,Цель изобретения - повышение знергетических показателей и упрощениеустройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в циклоконвертор с индуктивным регулятором напряжения, содержащий нходной трансформатор, три анодиые и три катодцые группы управляемыхвентилей и систему управления частотой, при этом анодные и катодныегруппы . Управляемых нентилей подключены к одцим из выводонвторичной обмотки входного трансформатора, первичная обмотка которогоодними своими выводами подключена ксети, а система управления частотойподключена к трем анодным и трем катодным группам управляемых вентилей,введены ацодцая и катодная группыцеуправляемьх вентилей, широтно-импульсный коммутатор с системой управления, который включен между нулевымиточками аноднсй и катодной групп неуправляемх вентилей, подклоче нных( другим выводам первичной обмоткинхоццого трансформатора, а нторичнаяобмотка входного трансформаторавключена встречно с его первичнойобмоткой и другими своими выводамипод ыюе е а к сети,Предлагаемое устройство позволяетулучшить коэффициент мощности и формукривой выходного напряжения за счетрегулирования напряжения Отдельнымканалом, состоящим из Входного трансформатора, аодной и катодной группнеуправляемых вентилей, широтно-импульсого коммутатора и системы управлеи 1 широтцо-импульсным коммутатором.Достижение эффекта обусловленотем, что устройство обеспечиваетрегулирование переменного напряжениябез сдвига первой гармоники.При этом достигается также упрощеие устройства, обусловленное тем,что из него исключены элементы дискретного управления и система импульсно-фазового управления тремяацодцыми и тремя катодными группами управляемых вентилей. В предлагаемом устройстве ке возникает сложностей в обеспечении симметрии трехфазой системы выходного напряжения.Симметрия выходнЫх фазных напряженийобеспечивается за счет одновременнойком.утации фазкых первичных обмотокЗаказ 141/49 Тираж бб 7 Подписное ВНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 входного трансформатора с частотойпревг(шающей частоту сети, что такжеможно отнести к повышению энергетических показателей и упрощению устройства.На чертеже изображена принципиальная схема устройства.Устройство состоит из входноготрансформатора 1 с первичной обмоткой 2 и с вторичной обмоткой 3, одной пары неуправляемых нентилей 4и 5, включенных встречно-параллельно, трех ггар управляемых вентилейб и 7, 8 и 9, 10 и 11, включенныхтакже встречно-параллельно, широтноимпульсного коммутатора 12, системы13 управления частоты, системыупранления широтно-импульсным коммутатором 14, датчика 15 обратнойсвязи и нагрузки 16.Процесс преобразования устройством трехфазной системы напряженияО(1,О, Ог,частотой Е в трехфаз -ную систему напряжения О О ,Ос 2 частотой Г протекает в дна этапа: на первом этапе посредством канала регулирования напряжения, состоящего из входного трансформатора1, анодной и катодной групп неуправляемых вентилей 4 и 5, широтно-импульсного коммутатора 12 и системыуправления широтно-импульсным коммутатором 14, происходит преобразование трехфазной системы напряженийО,1О(1О частотой Гв трехфазную систему напряжений О О О стой же частоты Г ; на втором этапе посредством канала регулирования частоты, состоящего из треханодных б, 8 и 10 и трех катодных7, 9 и 11 групп управляемых вентилей и системы 13 управления частоты происходит преобразованиетрехфазной системы напряженийО А(, Оэ, О частотой Х.( в трехФазную систему напряжений О(12,О(З 2Ос, частотой Е,Устройство работает следующимобразом.Подводимое к входному трансформатору 1, например к фазе А, напряжение сети О 1О., 1 пшФ преобразуется посредством входного трансФорматора 1, управляемого широтноимпульснь м коммутатором 12, в напряжение О , Напряжение О 1 А изме( няется от нуля при полностью закрытом широтно-импульсном коммутаторе 12 до О.)4 - КгО при полностью открытом широтно-импульсномкоммутаторе 12. широтно-импульсныйкоммутатор 12, коммутируя первичную обмотку входного трансформатора 1 по закону, определяемому коммутационной Функцией ф(К (1) , осуществляет модуляцию напряжения навыходе входного трансформатора 1по з,конуО.Гд О.Г,1 5 ( п.( (1-К. ) ( (К.ый)где Кт- коэффициент трансформациивходного трасформатораркратность частоты управления;Я - круговая частота управления;о( - круговая частота сети;нремя.Изменяя скважность коммутационной Функции (скнажность модулированного напряжения на перничноЦобмотке 2 входного трансформатора1 ) посредством системы управленияширотно-импульсным коммутатором 14можно осуществлять плавное регулирование Ф ,Кш) от нуля до единиць 1и тем самым осу("естнлять плавноеРегулирование О(д от 0 до О,1- Кт)Для Фазы 8 и Г процесс преобразования напряжения протекает аналогично, С вторичной обмотки 3 входного трансформатора 1 трехфазнаясистема напряжений О О 18О 1 С1 З 5 подается на входы трех анодных б,8 и 10 и трех катодных 7, 9 и 11групп управляемь(х вентилей, которыеФормируют трехфазную систему напряжений О,(12, О 2, Ос с регулируе мой частотой 1.Внутри каждой группы управляе-. мых вентилей комлутаг(ия происходит естественным путем за счет питания вентильных групп напряжением, снимаемым с вторичных обмоток входного трансфорлатора 1, изменяющегосяпо закону, приведенному выше, а регулирование частоты Е 2 осушествляется изменением длительности работыкаждой группь 1 полуг(ронодниковыхвентилей н выпрямительном и инверторном режимах.