Преобразователь частоты

СО 1 ОЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 119) 111) 15 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У 17Э.Г.Усмано ордена Дружбы на ий институт ро о СССР7.СССР5.СССР ТЫ,со- азова- формаых одую обисторы очки,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕГЕЛЬСТ(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОдержащий ферромагнитный преобртель числа фаз на основе трансторов, вторичные обмотки которними концами объединены в первщую точку, а другими через тирсоединены в две другие общие т образуя два выпрямителя по нулевой схеме, включенных между собой встречно-параллельно, а также блок управления состояниями тиристоров, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения при умножении частоты сети в два раза, он снабжен реактом, включенным между двумя упомянутйми точками соединения тиристоров, причем выходные выводы преобразователя образованы указанной первой общей точкой соединения вторичных фазных обмоток и средней точкой обмотки введенного реактора, а управляющие переходы каждого из тиристоров выпрямителя через введенные цепочки из встречно-последовательно соединенных стабилитрона, диода и переменного резистора связаны с напряжением фазы, отстающей на Л /2 по отношению к фазе напряжения, коммутируемого данным тиристором.1 1 ОИзобретение относится к преобразовательной технике. Областями применения являются; автоматика, измерительная техника, импульсная электроэнергетика и система электроснабжения.Известен статический удвоитель частоты, который состоит из двух цепочек, каждая из которых содержит по два тиристора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого имеет среднюю точку, Питание тиристоров производится через общую среднюю точку от двух источников, периодические напряжения которых вдвинуты по фазе на 90 и блока системы управления . состояниями тиристоров.Нагрузка подключается во вторичную обмотку трансформатора . 3Известен также трехфазный умножитель частоты, состоящий из ферро" магнитного преобразователя фаз, четырех тиристоров, подключенных последовательно с первичными обмотками преобразователя и блока системы управления состояними тиристоров, Первичные обмотки ферромагнитного преобразователя намотаны на одном сердечнике, Нагрузка подключается во вторичную обмотку преобразователя21Недостатком этих устройств явля"ется подключение тиристоров непосредственно к источникампитания,чтотребует применения высококлассныхтиристоров, имеющих сложную схемублока управления состояниями тиристоров. Это приводит к удорожанию устройств, а также к наличию на выходенесинусоидальных кривых напряжения итока, что не позволяет использоватьэти установки рядом с потребителямиэнергии строго синусоидальной формы.Наиболее близким по технической 2030 3540 сущности к предлагаемому является магнито-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредствен 45 ной связью, который состоит из ферромагнитного преобразователя числа фаз на основе трансформаторов, вторичные обмотки которых одними своими концами объединены в первую общую точку, а0 другими через тиристоры соединены в другую общую точку, образуя два выпрямителя по нулевой схеме, включенные между собой встречно-параллельно, блока управления состояниями тиристоров, а также пар тиристоров, соединя 55 ющих общие точки рабочих тиристоров и ферромагнитного преобразователячисла фаз 3 3 Это устройство позволяет повысить частоту в и раз, На практике часто не требуется чрезмерного повышения частоты сети, а достаточно повысить в два раза, для решения этой задачи известкое устроиство является сложным.Цель изобретения - упрощение устройства при умножении частоты сети в два раза,Поставленная цель достигается тем, что преобразователь частоты, содержащий ферромагнитный преобразовательчисла фаз на основе трансформаторов, вторичные обмотки которых одними концами объединены в первую общую точку,а другими через тиристоры соединены вдве другие общие точки, образуядва выпрямителя по нулевой схеме,включенных между собой встречно-параллельно, а также блок управлениясостояниями тиристоров, снабжен реактором, включенным между двумя упомянутыми точками соединения тиристоров, причем выходные выводы преобразователя образованы указанной первойобщей точкой соединения вторичныхфазных обмоток и средней точкой обмотки введенного реактора, а управляощие переходы кажого из тиристороввыпрямителя через введенные цепочкивстречно-последовательно соединенныхстабилитрона, диода, переменного резистора связаны с напряжением фазы,отстающей на л/2 по отношению к фазенапряжения, коммутируемого данным тиристорсм,На фиг.1 изображен преобразова-тель частоты; на фиг.2 представлены кривые напряжения и тока, когда преобразователь частоты работает без уравнительного реактора, т,е. когда нагрузка чисто активная; на фиг,З - кривые напряжения и тока при подключении в силовую часть преобразователя реактора.Преобразователь частоты состоит из двух трансформаторови 2 с нулевой точкой во вторичных обмотках. Первичная обмотка трансформатораподключена на фазное напряжение ОЛ трехфазной сети, а первичная обмотка трансформатора 2 подключена на линейное напряжение ВС. Такое подключение дает возможность получить во вторичных обмотках симметричную четырехфазную систему, Вторичные обмотки трансформаторов 1 и 2 одними концами образуют первую общую точку, а к другим концам вторичных обмотокРассмотрим изменение напряжения за время, равное одному периоду фиг.21. В момент, равный О, происходит изменение полярности в фазе1 С и при этом поступает импульс на отпирание вентиля Ч, в момент, равный Я /2, происходит изменение в фазе и подается импульс на отпирание вентиля Ч 4, в момент, равный 71, меняет полярность фаза й и подается импульс45 на отпирание вентиля Ч , в момент, равный 2 Л , изменяет йолярность фаза Ь и йодается импульс на отпирание вентиля Ч 5, с момента, равного 2 Л , повторяется снова вышеизложенный процесс, т.е. последовательно работают вентили Ч; Ч, Ч ; Ч 3 1091 присоединены рабочие вентили Ч; Ч Ч ; Ч+ согласно приведенной схеме.Разнойменные электроды вентилей Ч 1, Ч и Ч , Ч соединены через реактор 3. Между нулевой точкой вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2 и средней точкой реактора 3 подключена нагрузка 4. Входные обмотки трансформаторов 5-8 системы управления состояниями вентилей подключены к выход ным зажимам симметричной четырехфазной системы, а выходные обмотки - к управляющим электродам вентилей.Устройство работает следующим образом 15При изменении на положительный знак полуволны напряжения во вторичной обмотке трансформатора 5, которая включена согласно с первичной, подает" ся отпирающий сигнал на вентиль Ч, О В связи с тем, что трансформатор 5 подключен на фазу напряжения (Бс), отстающей на 4/2 по отношению к фазе напряжения, коммутируемого вентилем Ч.1(Б ), вентиль Ч пропустит поло вину коммутируемого напряжения БТак как трансформаторы б, подающие импульс управления на вентили, подключены к фазам напряжений, отстающих на л/2 по отношению к фазе напряжениякоммутируемого соответствующими вентилями, то вентили Ч Ч , Ч пропустят половины полуволн коммутируемых фазных напряжений,Э 5 287 4Как видно из фиг.2, выходные напряжения и ток преобразователя меняютсвой знак по отношению к входномунапряжению дважды за время, равное 2 Я.При активной нагрузке кривые токаи напряжения идентичны друг другу,но возникает вероятность одновременной работы вентилей Ч; Ч, и Ч3так как один вентиль не успеет закрыться полностью В связи с инерционностью полупроводниковых приборов,а второй получает импульс на отпирание.Для устранения этого режима в системе управления предусмотрен стабилитрон, который дает определенныйсдвиг угла открытия вентиля.Для случая активно-индуктивнойнагрузки кривые тока и напояжениямогут иметь сдвиг фаз до У/2 афпг.З.Ток возрастает до тех пор, поканапряжение на питающей фазе трансформаторане станет меньше напряжения нанагрузке, затем в области отрицательных значений разности этих напряженийток спадает до нуля.Таким образом, в противоположностьслучаю чисто активной нагрузки, в цепи с активно-индуктивной нагрузкойвозникает постепенно нарастающий токи происходит затягивание момента приращения тока относительно момента перехода фазного напряжения через нулевое значение. Б связи с этим может появиться вероятность межфазногокороткого замыкания через силовыевентили и уравнительный реактор, который рассчитан только на гашение уравнительных токов, возникающих во внутреннем контуре преобразователя.Для предотвращения аварийных режимов в систему управления состоянияоми управляемых вентилей включен переменный резистор, позволяющий применять фазное регулирование угла открытия вентилей.Таким образом, предлагаемое устройство упрощает преобразователь,т.е. уменьшает количество силовыхтиристоров, полупроводниковых приборов в блоке системы управления венитилей, что приводит к увеличению надежности устройства,1091287 Составитель Г Техред Л Март а Корректор А дзяткоа П Тираж 667 НИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаушсиоеСР 4 5 ттат ттат ,ре тттатт ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактрр К,Папп Заказ 3095/51 омитета СС открытий ская наб,