Преобразователь частоты

,108973 19 1511 Н 02 М 5 7/51 7(088.8)кое свидетельство ССН 02 М 7/10, 1/18,м м Ъф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уфимский авиационный институт им,Орджоникидзе(56) 1, Авторс СР У 801176, кл.опублик. 1981.2. Иванов А.В. и др. Автоматизация выработки при непрерывной варке оптического стекла. Уфа, 1977, с. 12-14.З.Иванов А,В. и др. Исследование последовательного емкостного, гасящего устройства схемы защиты тиристорного преобразователя частоты, - Межвузовский научный сборник. Уфа, 1979, У 9, с73-68.(54)(57) 1, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ,содержащий выпрямитель с цепью ограничения сетевых перенапряжений на выводах постоянного тока, инвертор,вход которого зашунтирован диодом,первый проходной тиристор и первыйзащитный дроссель в плюсовой шинепостоянного тока, а также последова,тельную. гасящую цепь из двух тиристоров, между которыми включен кондеясатор с цепью подзаряда, о т л и -ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения за счет обеснечения работы непосредственно от сети с заземленной нейтралью, в него введены второй проходной тиристор и второй защитный дроссель, включенные последовательно в минусовую шину постоянного тока, причем первый проходной тиристор через первый защитный дроссель связан с плюсовым, второй проходной тиристор через второй защитный дроссейь - с минусовым выводами выпрямителя, гасящая цепь включена между точками соединения защитных дросселей с проходными тиристорами, Фпричем конденсатор гасящей цепи выЯ полнен в виде двух последовательно соединенных секций, средняя точка которых заземлена, цепь ограничения се- Се тевых перенапряжений выполнена в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка которых заземлена последовательно с диодом, шунтирующим вход инвертора, включен (.Р дополнительно введенный диод, а точ- Я) ка соединения этих диодов также за- Я землена.2. Преобразователь по пА, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что встречно-параллельно тиристорам гасящей цепи подключены диоды.1 1 О 897Преобразователь частОте Относитсяк преобразовательной технике и можетбыть использован в качестве источникапитания установок индукционного нагрева и других высокочастотных уст 5 ройств.Известен преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, инвертор, вход которого зашунтирован диодом проходной тиристор и защитный дроссель в цепи постоянного тока, а также последовательную гасящую цепь изтиристора и конденсатора, подключенную параллельно защитному дросселю13.Известный преобразователь недостаточно надежен, что связано с наличием на тиристоре, конденсаторе и дросселе защитной цепи высокого напряжения, превышающего напряжение выпрямителя, Кроме того, возможно отключение инвертора от выпрямителя при питании от сети с заземленной нейтралью в случае короткого замыканиясхемы инвертора на землю.4.5Известен также преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, выполненный по трехфазной схеме с нулевым выводом, инвертор, вход которого зашунтирован диодом, проходной тирисЗО тор и защитный дроссель в цепи постоянного тока, а также последовательную гасящую цепь из тиристора и конденсатора с источником подзаряда е 2 .Применение схемы ограничено преобразователями, мощность которых не превышает нескольких киловатт, а надежность также понижена из-за наличия повышенного напряжения на элементахэашитной цени,40Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь частоты, содержащий выпрямитель с цепью ограничения сетевых перенапряжений на зажимах постоянного тока, инвертор,вход которого зашунтирован диодом,первый проходной тиристор и первьейзащитный дроссель в цепи постоянноготока, а также последовательную гасящую цепь из двух тиристоров, междукоторыми включен конденсатор с цепью Оподзаряда3 1.Недостатками указанного устройстваявляются, во-первых, пониженная надежность, связанная с необходимостьювысоковольтного источника подзарядаконденсатора и наличием высоких напряжений на элементах схемы, во-вторых, узкие функциональные возможнос 37 2ти, поскольку применение схемы целесообразно лишь в преобразователях с трансформа. тором на входе выпрямителя или на выходе инвертора (в противном случае невозможно защитное отключениепри замыкании выходных зажимов на землю).Цель изобретения - расширение области применения и повьшеения надежности за счет обеспечения работы непосредственно от сети с заземленной нейтралью.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частоты, содержащий выпрямитель с цепью ограничения сетевых перенапряжений на выводах постоянного тока, инвертор, вход которого зашунтирован диодом, первый проходной тиристор и первый защитный дроссель в плюсовой шине постоянного тока, а также последовательную гасящую цепь из двух тиристоров, между которыми включен конденсатор с цепью подзаряда, введены второй проходной тиристор и второй защитный дроссель, причем первый проходной тиристор через первый защитный дроссель связан с плюсовым, второй проходной тиристор через второй защитныйдроссель - с минусовым выводами выпрямителя, гасящая цепь вклеочена между точками соединения защитных цросселей с проходными тиристорами, причем конденсатор гасящей цепи выполнен в виде двух последовательно соединенных секций, средняя точка которых заземлена, цепь ограничения сетевых перенапряжений выполнена в вице двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка которых заземлена последовательно с диодом, шунтирующим вход инвертора, включен дополнительно введенный диоД, а точка соединения этих диодов также заземлена.При этом встречно-параллельно тиристорам гасящей цепи подключены циодье.На чертеже показана принципиальная электрическая схема преобразователя.Преобразователь частоты содержит выпрямитель на диодах 1-6 с цепью ограничения сетевых перенапряжений, состоящей из конденсаторов 7 и 8, инвертор 9 вход которого зашунтирован диодами 10 и 11, проходные тиристоры 12 и 13 и защитные дроссели 14 и 15, включенные в цепь постоянного тока, а также гасящую цепь из тиристоров1089316 и 17, между которыми включены конденсаторы 18 и 19 с цепью подзаряда,образованной резисторами 20 и 21.Проходной тиристор 12 через защитныйдроссель 14 связан с плюсовым, проходной тиристор 13 через защитныйдроссель 15 - с минусовыми зажимамивыпрямителя, а гасящая цепь выполненав виде моста, плечи которого образованы тиристорами 16 и 17, резисторами 1 О20 и 21, и включена между точками соединения защитных дросселей 14 и 15 спроходными тиристорами 12 и 13.Инвертор 9 имеет на входе индуктивный фильтр, секции которого 22 и23 включены в плюсовую и минусовуюцепь питания. Тиристоры 16 и 17 могут быть зашунтированы встречнымидиодами 24 и 25,Преобразователь работает следующим образом.При подаче напряжения питания происходит заряд конденсаторов 18 и 19через резисторы 20 и 21 напряжениемполярности, указанной на чертеже, Пос.ле заряда конденсаторов 18 и 19 пода-.ют управляющие сигналы на тиристоры12 и 13, а также импульсы управления натиристоры инвертора 9. В нормальном режиме работы проходные тиристоры 12 и 1330гроводят ток, потребляемый инвертором.В момент, когда происходит замыканиеминусовой шины на землю, происходитнарастание аварийного тока .,1 тиристора 13. В момент, когда токдо-.стигает значения, при котором система управления генерирует импульсыключаются тиристорыКонденсаторы 18 и 19, колебательноперезаряжаются по цепи 17 - дроссель15 - конденсаторы, 7 и 8 - дроссель14 - тиристор 16. При этом проходныетиристоры 12 и 13 выключаются и напряжение на проходных тиристорах,равное половине суммы напряжений наконденсаторах 18 и 19, в течение не 45которого времени остается отрицательным. В течение этого времени тиристоры 12 и 13 восстанавливают свою управляемость. Поскольку в момент выклю.чения тиристоров 12 и 13 в дросселяхпротекают разные токи (вследствиекороткого замыкания в минусовой цепи инвертора ток в дросселях 15 и 23,протекающий только через анодную группу выпрямителя, значительно больше тока в дросселях 14 и 22), спаданиекаждого из этих токов к нулю должнопроисходить по отдельным контурам, аименно: для дросселя 14 - по контуру16-18-7, для дросселя 15 - по контуру 8"19-17, для дросселей 22, 23через диоды 10 и 11 соответственно.1При отсутствии заземления среднихточек конденсаторов и диодов дросселя с разными начальными точками оказываются включенными последовательнои неизбежны большие перенапряжения,приводящие к пробоям в схеме,В случае короткого замыкания всхеме инвертора, например при срывеинвертирования, защитное отключениепреобразователя происходит аналогично с той разницей, что токи плюсовойи минусовой цепей одинаковы (перенапряжений на индуктивных элементахнет),Следует отметить, что благодарявведению диодов 24 и 25 происходитпрактически"полное восстановлениепервоначального напряжения на конденсаторе 18 и преобразователь, такимобразом, снова готов к пуску, например, для автоматического повторноговключенияДостоинством схемы по сравнениюс известной следует считать болеевысокую надежность, связанную с отсутствием высоковольтного источникаподзаряда гасящего конденсатора (напряжение на последнем равно напряжению на выходе выпрямителя).Кроме того, предлагаемый преобразователь обеспечиВает защитное отключение при замыкании нагрузки инвертора на землю. Это позволяет питать преобразователь непосредственноот сети с заземленной нейтралью, чторасширяет область его применения.Испытания схемы на макетном образце преобразователя частоты 100 кВти 10 кГц при питании от сети 380 В,50 Гц показали высокую надежность защитных отключений преобразователяпри срыве инвертирования и короткомзамыкании на землю,1089737Составитель Г.МыцыкРедактор М.Ткач Техред С.Мигунова Корректор Ю,МакаренкоЗаказ 2950/53 Тираж 667 Подписное ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4