Способ непосредственного преобразования частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН и нститут ство СССР1978во СССР1972ные пресредствен77 РЕДСТВЕННОГОЫ путем формиряжения от двухпряжения, сдви(54) (57) СПОСОБ НЕППРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТрования выходного нсистем трехфазного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетелР 845256, кл, Н 02 Р 7/42,2. Авторское свидетельс9 653700, кл, Н 02 М 5/27,3, Жемеров Г.Г. Тиристообразователи частоты с непной связью. М."Энергия", 1 нутых между собой по фазе на угол л/6, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью упрощения технической реализации и уменьшения потерь электроэнергии преобразователя, полупериоды выходного переменного напряжения каждой полярности формируют от отдельного источника переменного трехфазного напряжения, положительный полупериод в первой выходной фазе формируют от первого источника входного напряжения, а во второй и третьей выходных фазах - от второго источника входного напряжения, отрицательный полупериод в первой выходной Фазе Формируют от второго источника входного напряжения, а2 во второй и третьей выходных фазах от первого источника входного напряжения.С:,пользовано в частотнорегулируемомэлектроприводе с дискретными ступенями изменения частоты выходногонапряжения преобразователя,Известен способ регулированияскорости асинхронного двигателя, согласно которому на дискретных выходных частотах подключение каждой изтрех фаз обмоткк статора производятв течение одного периода входногонапряжения 1.1 3Недостатком известного способаявляется ограниченный диапазон выходных частот до 2/3 от питающейчастоты ).Известен также способ управлейиянепосредственным преобразователемчастоты, согласе 1 о которому непосредственное преобразование переменногонапряжения одной частоты н другуюосуществляют дкскретными ступенями,при которых периоды повторения вь 1 ходной и входной частот имеют общеенаименьшее делимое, к УЕЕравлениепреобразованием частот осуществляютзаранее составленными отдельнымипрограммами подачи импульсов открытиятирксторов 23,Недостатком этого способа является 30ограниченная возможность выбора значенкй входного нагряжения при наличииодного трехфазного источника питанияи естественной коммутации тиристоровпреобразователя, Вследствие этогоспособ позволяет обеспечить преобразованке частоты вплоть до питающейтолько для нагрузок вентиляторноготипа, при которых с уменьшением частоты момент нагрузки преобразователя уменьшается,40Наиболее близким по техничесокойсущности к предлагаемому являетсяспособ негосредствснного преобразования частоты путем формированиявыходного напряжения от двух систем 45трехфазного нагряжения, сдвинутыхмежду собой по 1 аее на угол 71/6 33,Недостатками данного способа являются более сложная Реализация преобразователя частоты и увеличенныепотери электроэнергии, посколькув цепи тока От входеЕОй системы напряжения к Фазе нагрузки имеетсябольшое число тирксторон.Цель изобретения - упрощение технической реализации к уменьшение поте 1 ь электроэнерге 1 и 11 реобразонателяпрк сохранении максимально достижимого значения выходной частоты.указанная целЕ- достигается тем,что согласно с 1:особу полупериодывыходного напряжения каждой полярности формирукт от Отдельного источника переменного трехфазного напряжения пОложктел ье 1 е 111 11 Олупсриод В певой выходной Фазе формируют от пер ного источника входного напряжения,а во второй и третьей выходных фазахот второго источника входного напряжения, отрицательный полупериод впервой нь 1 ходной фазе формируют отвторого источника входного напряжения, а во нторой и третьей выходныхФазах - от первого источника входного напряжения.На фиг. 1 принедена схема устройства для реализации предлагаемогоспособа; на фиг, 2 - диаграммы напряжения, поясняющие его работу;. нафиг. 3 - блок-схема системы управления ступенчатым регулиронанием выходной части и напряжения преобразователя,На фиг. 1 обозначены фазы 1, 2,и 3 выходного напряжения первогоисточника, фазы 4, 5 и 6 выходногонапряжения второго источника и выходные выводы 7-12 преобразователя.На фиг. 2 обозначено: О (гдеиндекс фазы,= 1,3,5,),9,11)линейные напряжения от первого источника входного трехфазного напряжения, Формируемые на фазу нагрузкипри помощи мостовой схемой преобразователя; при= 2,4,6,8,10,12напряжЕния от второго источника,формируемые на фазу нагрузки; при13,14,15 - эталонные напряжениятребуемого трехфазного напряженияпреобразователя; при= 16,17,18трехфазные выходные напряжения,формируемые на фазах нагрузки преобразователя,Преобразователь содержит блок13 компараторон, форглиронатель 14импульсов, блок 15 синхронизации,логический автомат 16, схема 17 пересчета импульсон, блок 18 выходныхусилителей, О и О 2 - сигналы управления напряжением и частотой соответственно.Преобразование частоты по предлагаемому способу при помощи схеЕъ 1преобразователя фиг. 1) производятследующим образом.Рассмотрим работу одной выходнойФазы преобразователя, например первой, с выводами 7 и 8 (Фиг, 11, эталонное и выходное напряжения которойЕ,фиг 2) обозначены соответственноО, и О 1 Е,Для создания первой полуволнывыходного напряжения положительнойполярност;1 ( фиг. 2 ) открывают тиристоры, соединяющие вывод 1 с нынодом 7, и тиристор, соединяющийвывод 8 с выводом 3 источника (фиг,1).В результате этого (Фиг, 2) линейное входное напряжение О, подключено на нагрузку и образует н соответствующий промежуток времени выходное напряжение О в первой фазе. Подобным образом от Первого источника образуют втоРУю положительную по10 луволну выходного напряжения (от входного напряжения О ) открыванием тиристоров, соединяющих выводы 2-7 и 8-3 (фиг. 1). Третью положительную полуволну выходного напряжения (от входного напряжения О.) образуют открыванием тиристоров между выводами 2-7 и 8-1. Отрицательную полуволну выходного напряжения формируют от второго источника напряжения с выводами 4,5 и 6, причем первую полуволну формируют открыванием тиристоров между выводами 4-8 и 7-3, в результате чего линейное напряжение О в этот промежуток времени подключено на нагрузку. При наличии 15 только одного источника напряжения (фиг, 2), например 1,2,3, первую отрицательную полуволну Формируют от входного напряжения или О (Фиг,2, пунктирно штрихованная линия), что вызывает значительную несимметрию выходного напряжения в первой выходной Фазе У , увеличение его высших гармонических составляющих и увеличенный нагрев приводимого от преобразователя двигателя, Вторую отри 25 цательную полуволну (Фиг, .) Формируют подключением входного линейного напряжения 04 второго источника открыванием тиристоров между выводами 5-8 и 7-6, Эффективное значение выходного напряжения регулируют соответствующим сдвигом импульсов управления тиристорами.Согласно вышеописанному формируют напряжения во второй и третьей вы ходных фазах с напряжениями Ои О18только здесь положительный полупериод выходного напряжения формируют от второго источника питания, а отрицательный полупериод - от первого 40 источника. Применение для формирования каждой полярности своего источника (фиг2),сдвинутого по фазе на 30,позволяет обеспечить точность регулирова" ния входного напряжения шагом Р/6,На Фиг. 3 приведен пример блоксхемы системы управления ступенчатым регулированием частоты преобразователя. В блоке 13 выявляются моменты времени прохождения чеРез нулевые 50 значения входных напряжений и создается распределение импульсов управления привязанных к входному напряжению и равномерно распределенных по времени с шагом желаемой точности регулирования моментов времени открывания тиристоров (например П/12 или /24). Формирователь 14 импульсов выдает отдельные импульсы от Фронта и спада потенциала выходных напряжений компараторов. Выбором определенного числа этих импульсов для включения тиристоров и фиксируя их в памяти лбгического автомата, можно составить программы дискретного преобразования частоты, При ре алиэации программ подачи импульсов необходимо начало формирования кривой выходного напряжения синхронизировать с определенной фазой входной системы напряжений. Для реализации этого предназначено синхронизирующее вещество 15,В логическом автомате 16 происходит выбор включаемых импульсов для улравления силовыми тиристорами преобразователя по заранее составленным программам дискретных значений частот. Фиксирование программы в логическом автомате реализуют путем присоединения необходимых выводов формирователя импульсов к входам логических устройств. Выбор желаемой дискретной частоты производят переключателем программы по сигналу 00 .Для некоторых дискретных частотформа кривой выходного напряженияповторяется не к одной и той жевходной фазе, а последовательно повсем. Для таких частот введено устройство 17 пересчета импульсов включения силовых тиристоров преобразователя ко всем фазам входного напряженияпреобразователя, что позволяетсократить программу три раза и уменьшить объем логического автомата,Для включения. силовых тиристоровпреобразователя в блоке 18 выходныхусилителей формируются импульсы управления, откуда поступают на цепиуправления силовыми тиристорами преобразователя,Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом, которыйявляется также базовым, являютсято, что преобразователь, реализующий предлагаемый способ имеет меньIшее число тиристоров.Как видно из фиг. ., для образования положительных полуволн напряжения не требуется применения входных напряжений второй системы входных напряжений, поэтому в силовойсхеме могут отсутствовать тиристоры,соединяющие вторую входную системунапряжений и образующей ток в положительном ее направлении. Таким жеобразом не применяются тиристоры,образующие ток от первой входнойсистемы и образующие ток в отрицательном ее направлении. Следовательно, для создания 12-импульснойсистемы входных напряжений преобразователя при его работе согласнопредлагаемому способу требуетсявдвое меньшее число тиристоров посравнению с базовым, При этом токот входной системы напряжений в фазе нагрузки проходит через два тиристора вместо четырех согласно прототипу. Таким образом, при реализации предложенного способа по сравнению с базовым потери энергии в преобразователе вдвое меньше.1072213 Составитель Г. Мыцы Техред Л,Мартяшова Редакт Янови дей рректор За илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная з 141/49 Тираж,667 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, РПодписнокомитета СССРи открытийушская наб., д;