Преобразователь частоты

О П И С А Н И Е758432изовютенИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(28 ) П рисири тет по делам нзабретеннй н открытий(53) УД К 621,316, .722.1 (088.8) Дата опубликования описания 23.08,80(72) Авторы изобретения Г. Г. Пивняк, С. И. Выпанасснко и И. И; Пресманн Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к устройствам силовой преобразовательной техники повышенной частоты, в частности к устройствам бесконтактного электровозного транспорта.Известен преобразователь частоты, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах и инвертор с нагрузкой. Если потребитель энергии расположен на большом расстоянии от источника питания, то КПД системы низок из-за больших потерь в соеди. нительных проводах 11.1 ОНаиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к изобретению является преобразователь со стабилизацией тока нагрузки, содержащий выпрямитель, ннвер 15 ц тор и нагрузку в виде последовательно включенных однотипных потребителей, имеющих цепи регулирования потребляемых мощностей 2,Недостатком данного преобразователя явля. ется то, что регулирование мощности потребителей осуществляется при неизменном токе а цепи нагрузки потребителя. Стабилизация ока исключает их взаимное влияние. Потери мощности не зависят от величины нагруз ки. Это обусловливает низкий КПД преобразователя при малой его загрузке.Целью данного изобретения является ловы. шение КПД преобразователя посредством ре. гулирования тока в цепи нагрузки в зависимости от потребляемой мощности.Эта цель достигается тем, что каждый лотре. битель имеет цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, состоящую из порогового устройства, передатчика, канала связи, приемника, сумматора, регулятора тока, причем пороговое устройство соединено с передатчиком и регулятором, а устройство сравнения через передатчик, канал связи, приемник, сумматор, регулятор тока соединено с инвертором или выпрямителем.На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя частоты; на фиг. 2приведена зависимость выходной величинырегулятора ое. входной.Преобразователь частоты состоит из выпря мителя 1, инвертора 2 и цепи нагрузки 3, состоящей из нескольких последовательно758432 включенных однотипных потрсбитслсй, напри мер из потребителей 4. Потрсбитсль 4 имеет цепь регулирования потребляемой мощности и цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, Цепь регулирования потребляемой мощности потребителя 4 состоит из задатчика мощности 5, блока сравнения 6, регулятора 7, Укаэанные элементы цени установлены на потребителе. Цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя включает элементы, которые располагаются как на пстребителе 4 (пороговый элемент 8, передатчик 9), так и на инверторе 2 или выпря. мигеле 1 (приемник 10, сумматор 11, регулятор тока 12), Связь между передатчиком 9 и приемником 10 осуществляется по каналу связи 13, Устройство сравнения б имеет связь с потребителем 4, задатчиком мощности 5, регулятором 7, передатчиком 9. Регулятор 7 - с потребителем 4, и через пороговое устройство 8 - с передатчиком 9, Передатчик 9 через канал связи 13, приемник 10, сумматор 11, регулятор тока 12 связан с инвертором 2 или выпрямителем 1.Сигнал с датчика мощности, установленно. го на потребителе 4, поступает на блок сравнения б. Сюда же поступает сигнал уставки с задатчика мощности 5. Сигнал разности поступает на пегулятор 7, имеющий зависимость выходной величины от входной, Если при данном токе в цепи нагрузки 3 регуля тор 7 не может отработать сигнал разности (регулятор 7 работает на участке 2 - 3), то срабатывает пороговый элемент 8, включающий передатчик 9. Дальнейшая отработка сигнала разности идет по цепи регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя, Сигнал с передатчика 9 по каналу связи 13, приемнику 10, сумматору 11 поступает на регуля.тор тока 12, который, воздействуя на пара.метры выпрямителя 1 или инвертора 2, повы.шает ток в цепи нагрузки 3, что увеличивает мощность потребителя 4 и уменьшает сигнал.разности. Таким образом, потребитель 4, мощ.ность котоюго в данный момент превосходит мощность остальных потребителей (см, фиг. 2), обусловливает ток в цепи нагрузки 3. Регуляторы остальных потребителей работают на участке 1 - 2 (см, фиг. 2) и обработка сиг.нала разности ицет по цепи регулирования потребляемой мощности. Изменение мощности потребителей приводит к передаче управления током в цепи нагрузки 3 потребителю, имеющему в данный момент максимальную мощность. Сброс тока в цепи нагрузки 3 осущест.вляется при отсутствии сигналов от потребителей. В противопоставляемом преобразователеток в цепи нагрузка 3 нсизмснный и имсет величину, обеспсчивавнцую максимальную мощ 4носГь потрсбитсля. В предлагаем)Й схемепрсобразоватсля ток в цсии нагрузки 3 будетиметь зту величину только в момент потребления максимальной мощности одним из 5потребителей, В остальных режимах работы токв цепи нагрузки 3 будет ниже. Таким обра.зом, усредненное значение тока ниже, ч 1 оснижает потери мощности. КПД преобразователя выше.1 О Для примера рассмотрим реализацию предложения в бесконтактном электровозном транспорте. Нагрузкой преобразователя частоты слу.жит тяговая сеть, представляющая собой двапараллельных кабеля, подвешенных над движущимися электровозами. В конце участка движения кабеля закорочены. Передача энергииэлектровозам осуществляется посредствоминдуктивной связи между их энергоприемни.ками, имеющими по несколько витков кабеля, и тяговой сетью. Регулирование мощностина электровозе осуществляется изменениемвеличины напряжения, подаваемого с витковэнергоприемника двигателям. При этом изменяется величина сопротивления, вносимого 25 в тягбвую сеть. При работающих электровозахнагрузка преобразователя может быть представлена их вносимыми сопротивлениями, включенными последовательно. С целью исключе.ния взаимного влияния потребителей ток в Зо тяговой сети поддерживается неизменным.Однако при большой ее протяженности уро.вень потерь высок, так как ток не опредецяется величиной потребляемой мощности. Возможен вариант. регулирования мощности,при котором ток в тяговой сети зависитот величины нагрузки, при этом исключаетсявзаимное влияние электровозов. С этойцелью каждый электровоз имеет цепь регулирования тока в тяговой сети, включающуювыше указанные элементы. В качестве каналасвязи используется тяговая сеть.Использование предлагаемого преобразователя для бесконтактной электровозной откат ки позволит на 30 - .40% уменьшить потери 45 и линии Формула изобретения 50Преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, инвертор и цепь нагрузки в видепоследовательно включенных однотипных потребителей, имеющих цепи регулирования потребляемых мощностей, состоящие из задатчикамощности, блока сравнения и регулятора, причем задатчик мощности через блок сравнениясоединен с регулятором и потребителем,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью1фиг.У ЦНИИПИ Заказ 5649/47 Тираж 783Подпися атент", г. Ужгород, ул. Проектная 4 пиал П повышения КПД преобразователя посредствоьрегулирования тока в цепи нагрузки в зависимости от потребляемой мощности, каждыйпотребитель имеет цепь регулирования тока вцепи нагрузки преобразователя, состоящую иэпорогового элемента, передатчика, канала связи, приемника, сумматора, регулятора тока,причем пороговый элемент соединен с передатчиком и регулятором, а блок сравнения черезпередатчик, канал связи, приемник, сумматор 758432 6и регулятор тока связан с силовыми блокамипреобразователя.Источники информации,принятые во внимание при зксперсизе1. Авторское свидетельство СССР У 529529,кл. Н 02 М, 1970,2. Розенфельд В, Е. и Староскольский Н, А,Высокочастотный бесконтактный электроводиыйтранспорт,М., Транспорт, 1975, рис, 3-15,10 с. 105 (прототип),