Трехфазный преобразователь частоты

(19) (1Д 1)4 Н 02 М 5/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники Завода "Электровыпрямитель" (72) Е.Г.Подобедов и В.Н.Филатов (53) 62 1,314.27(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 265254, кл. Н 02 М 7/ 12, 1966.Авторское свидетельство СССР Р 529532, кл. Н 02 М 7/515, 1972.Авторское свидетельство СССР У 884059, кл. Н 02 М 7/515, 1980.(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может бытьиспользовано в составе электроприводпеременного тока; Целью изобретенияявляется улучшение массогабаритныхпоказателей. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 трансформаторы,обмотки которых подключены к вентилям 3-14Реакторы 15 и 16 выполненырасщепленными на три секции. Черезобмотки трансформаторов протекаетразность токов пар вентилей и секцийреакторов, при этом происходит снижение действующего значения тока вентильных обмоток, что приводит к снижению расчетной мощности трансформаторов 1 и 2. 2 ил,1 13191 Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и можетнайти практическое применение в качестве трехфазных статических преобразователей частоты как самостоятельно,так и в составе электропривода переменного тока, в агрегатах бесперебойного питания, в нагружающих устройствах, асинхронно-вентильных каскадах и т.д,Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей за счет снижени установленной мощности трансформаторов,На Фиг.1 приведена принципиальнаясхема предлагаемого преобразователя,на Фиг,2 - диаграммы токов и напряжений, характеризующие его работу.Трехфазный преобразователь частоты 10 20 содержит входной - выпрямительный ции, концы каждой из которых включены между объединенными катодами вентилей выпрямителя и анодами вентилейинвертора " для секций анодного реактооа 15 и соответственно между объетрансформатор 1 и выходной - инверторный трансформатор 2 с двумя комплектами соответственно вторичных ипервичных обмоток, соединенных в идентичные звезды. Свободные концы однойиэ вторичных обмоток вхоцного трансформатора 1 подключены через парывентилей, например, 3 и 4, 5 и 6,7 и 8 к смежным по Фазе свободнымконцам другой вторичной обмотки входного трансформатора 1, при этом самивентили 3-8 соединены между собойпо кольцевой схеме, Аналогичным образом свободные концы одной из первичных обмоток трансформатора 2 подключены через пары вентилей 9 и 10,11 и 12, 13 и 14 к смежным по Фазеконцам другой первичнои обмотки выходного трансформатора 2 с соединением самих вентилей 9-14 по кольцевой схеме, связывающей между собойконцы смежных Фаз двух комплектовпервичных обмоток трансформатора 1.Трансформатор 1 с вентилями 3-8 образует трехфазный выпрямитель, а 45трансформатор 2 с вентилями 9-14 -трехфазный инвертор, причем выпрямитель и инвертор связаны между собойпо цепи постоянного тока через сглаживающие реакторы 15 и 16. Анодный 15 50и катодный 16 сглаживающие реакторытрехфазного преобразователя частотывыполнены расщепленными на три сек 92 2диненными анодами вентилей выпрямителя и катодами вентилей инвертора - для секций катодного реактора 16.При подаче сетевого напряжения на вход трехфазного преобразователя частоты, образованного вхопными выводами первичной обмотки трансформатора 1, на концах его вторичных обмоток а, Ь, с и. а, Ъ, с формируются две трехфазные идентичные системы напряжений, разность фазных напряжений которых выпрямляется вентилями 3-8, которые работают поочередно.со сдвигом по фазе в 60 эл, град, В течение 60 эл. град. и обеспечивают выпрямление в каждый момент времени наибольшей разности потенциалов с формированием выпрямленного шестипульсного напряжения У 1 со средним значением Б= 2,34 Б,ф (Фиг.1 д и ъ).Поскольку вторичные обмотки о, Ь, с и а, с, Ь выполнены идентичными с разностью синфазных напряжений, равной нулю, аналогичное выпрямленное напряжение Б формируется и между одноименными фазными концами вторичных обмоток трансформатора 1.При аналогичном порядке включения вентилей 9-14 трехфазного инвертора преобразователя частоты через секции реакторов 15 и 16 потекут сглаженные токи-- 1 =образующие суммарный выходной ток хвыпрямителя (1,3-8) и, соответственно, входной ток инвертора (2,9-14) без изменения режима работы вентилей (фиг,2 си 6 ).Однако режим работы вентильных обмоток трансформаторов 1 и 2 изменяется по сравнению с классическим случаем подключения сглаживающих реакторов 15 и 16 между нулевыми точками первичных и вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2, Согласно закону Кирхгофа в предлагаемом преобразователе частоты через вентильные обмотки трансформаторов 1 и 2 протекает разность токов пар вентилей и секций реакторов. Например, через фазу а вентильной обмотки трансформатора 1 вместо одного положительного импульса тока с амплитудой 1 и длительностью 120 эл. град. в каждый период протекают два импульса: положительный импульс тока с амплитудой 2/3 1 1 и длительностью 120 эл. град. и отрицательный импульс тока с амплитудой 1/3 1 и длительностью 240 эл. град, Аналогичный по форме ток протекает3 1319 и через другие фазные вентильные обмотки трансформаторов 1 и 2. Это приводит к снижению действующего значения тока вентильных обмоток с 0,58 1 . до 0,47, а соответственно, и к снижению расчетной мощности каждого иэ трансформаторов 1 и 2 с 1,26 Р л до 1,11 Р 1, т.е. на 153, причем без какого-либо ухудшения остальных параметров преобразователя частоты. Сек О ционирование сглаживающих реакторов 15 и 16 обеспечивается традиционным путем - использованием параллельного соединения трех проводов. От такого секционирования - расщепления уста новленная мощность сглаживающих реакторов не возрастает. Она только зависит от разности мгновенных значений напряжений, прикладываемой к концам секций реактора, которая наименьшая 20 при пофазном иэ подключении к выпрямительным и инверторным группам.Для упрощения конструктивного исполнения трансформаторов за счет снижения тока в 3 раз и избежания па раллельного соединения проводов, а также для расширения диапазона рабочих напряжений в цепи постоянного тока в ГЗ раз вентильные обмотки трансформаторов 1 и 2 могут быть соединены 30 в треугольники. В частных случаях анодный или катодный реактор может отсутствовать, а его секции можно выпол - нять раздельно, немагнитносвязанными. 192 4В качестве вентильных обмотоктрансформаторов могут использоватьсяобмотки двигателя и генератора,Формула изобретенияТрехфазный преобразователь частоты, содержащий входной и выходной трахфазные трансформаторы с двумя комплектами соответственно вторичных . и первичных идентично выполненных обмоток с включенными между комплектами этих обмоток двух трансформато" ров выпрямителем и инвертором, вентили каждого из которых соединены по кольцевой схеме, связывая между собой концы обмоток смежных фаэ двух комплектов соответствующего трансформатора, а также включенные в цепи постоянного тока между выпрямителем и инвертором обмотки двух сглаживающих реакторов, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей за счет снижения установленной мощности трансФорматоров, обмотка каждого сглаживающего реактора выполнена в виде трех секций, концы каждой иэ которых включены между точкой объединения ка тодов или анодов соответствующей па" ры вентилей выпрямителя и точкой соединения анодов или катодов соответ" ствующей пары вентилей инвертора.