Преобразователь частоты

, Р".,. лр КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский институт водного транспорта(56) Карташов Р,П., Кулиш А.К. и Чехет Э.М. Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. - Киев: Техника, 1979, с.150.Энергетическая электроника. Справочное пособие,/ Под ред. В,А.Лабунцова, - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.380, рис.6.27.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты. Его целью является улучшение энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощности. Преобразователь содержит два моста, образованных тиристорами 1 - 12. Выходы постоянного тока мостов соединены через реакторы 14,15, Фазные выводы первого моста являются входами преобразователя, а второго - выходами. Конденсаторы 15-23 соединяют входы и выходы так, что каждый из выходов соединен с каждым входом. Система управления состоит из генераторов шестифазных импульсов соотв.входной и выходной частот, генератора высокой частоты и двенадцати двухвходовых элементов И., Выходы генератора входной частоты подключены к одним входам первых шести элементов И, а их выходы через усилители - к входам соответствующих тиристоров первого моста. Выходы генера- Б тора выходной частоты подключены к одним входам вторых шести элементов И, а их выходы через усилители - к входам соответствующих тиристоров второго моста. Другие входы всех элементов И подключены к вы- Б ходу генератора высокой частоты. 3 ил.В СвЪ5 10 15 20 ьЗО 35 45 50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения одной частоты в трехфазное переменное напряжение другой частоты,Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощности от источника питания.На фиг.1 изображена схема силовой части преобразователя частоты; на фиг.2 - блок-схема системы управления; на фиг.Зад - эпюрц импульсов высокой частоты Ь шестифазных импульсов входной частоты б - Ь, шестифазных импульсов выходной частоты 17 - 112, входных фазных напряжений Од, Ов, Ос, выходных фазных напряжений Оа,Оь,Ос соответственно.- Преобразователь частоты содержит тиристоры 1 - 12, первые шесть из которых образуют первый мост, а вторые шесть - второй мост, фазные выходы первого моста являются входами преобразователя частоты, а второго - выходами,Анодные группы тиристоров первого моста соединены с катоднцми группами тиристоров второго моста через реактор 13, а катодные группы тиристоров первого моста соединены с анодными группами тиристоров второго моста через реактор 14. Конденсаторы 15 - 17, 18-20 и 21-23.соединены соответственно в трехфазную звезду и подключены фазными выходами и входам, а нулевыми точками - соответственно к выходам. Система управления (фиг,2) состоит из генераторов шестифазных импульсов входной 24 и выходной 25 частот, генератора 26 импульсов высокой частоты и двенадцати двухвходовых элементов И 27. Выходы генератора 24 подключены к одним входам первых шести элементов И, а их выходы через усилитель - к входам соответствующих тиристоров первого моста. Выходы генератора 26 подключены к одним входам вторых шести элементов И, а их выходы через усилитель - к входам соответствующих тиристоров второго моста. Другие входы всех элементов И подключены к выходу генератора 26.Преобразователь частоты работает следующим образом.К входным выводам А,В,С подключена трехфазная симметричная система синусоидальных напряжений ОА, ОвОс(фиг.Зг) На тиристоры К = 16 первого моста поступают импульсы управления Ек - 1 о 1 к (фиг.За,б).Импульсы управления 1 к синхронизироВаны с входными напряжениями Од, Ов, Ос таким образом, что первый мост работает в режиме неуправляемого выпрямителя, Это позволяет уменьшить потребление реактивной мощности от источника входных напряжений. На тиристорц К = 712 второго моста поступают импульсы управления Ек = =о 1 к (фиг.За,в),Если управляющие импульсы отсутствуют, то между нулевыми .точками а,Ь,с конденсаторных батарей 15 - 23 напряжения равны нулю. Пусть в нулевой момент времени, и Ри котором Т 5 = 16 = 17 М т 12 = О, приходит импульс о(фиг.З). В этом случае на тиристоры К = 5,6,7 и 12 поступают управляющие импульсы Ек = 1 о 1 к, Тиристоры открываются и образуются колебательные контуры: первый - из элементов 5,14,7 и 17, второй - 12,13,6 и 19. Ток, протекающий по колебательным контурам, обратной полуволной погашает тиристоры 5,6,7 и 12 и перезаряжает конденсаторы 17 и 19. Частота собственных колебаний контуров определяется индуктивностями реакторов 13 и 14 и емкостью конденсаторов.При малых величинах индуктивностей реакторов 13 и 14 период колебаний контуров и время открытого состояния тиристоров 7 и 12 будут достаточно малыми (время равно полупериоду колебаний).Время перезаряда конденсаторов в этом случае также мало, а напряжение до момента начала перезаряда равно напряжению после перезаряда взятому со знакомминус. Ограничением на сКорость перезаряда служит время запирания тиристоров. После перезаряда конденсаторов между нулевой точкой а батареи конденсаторов 15,16 и 17 и нулевой точкой Ь батареи конденсаторов 18, 19 и 20 образуются разность потенциалов. Если принять потенциал нуле 40 вой точки, образованной системой напряжений ОА, Ов, Ос, за нулевой то потенциал точки а Оа=Ов - Оьа, а точки Ь -Оь = Ос - Ось, где 011 - напряжеНие между точками= =А,В,С и) = а,Ь,с. Так как Ос и Оса до прихода импульсов Е 5 и Е 7 были положительны, то после перезаряда конденсаторов Оа О. Так как Ов и Овь до прихода импульсов Еб и Е 12 были отрицательными, то после перезаряда Оь О. Под воздействием возникшей между точками а и Ь разности потенциалов по нагрузке, подключенной к выводам а, Ь,с, потекут токи и конденсаторы начнут перезаряжаться таким образом, что их напряжения будут стремиться к напряжениям Од,Ов,Ос, а напряжения Оа,Оь,ОС - к нулю.В момент прихода второго импульса 1 о управляющие импульсы Е 1,Е 6,Е 7 и Е 12 поступают на тиристоры 1,6,7 и 12 и все процессы повторяются.В момент прихода третьего импульса тоуправляющие импульсы Р 1 АУТ и Рв поступают на тиристоры 1,2,7 и 8. В результатепосле перезаряда конденсаторов потенциал точки а будет положительный, а точки с - 5отрицательный,Далее процессы протекают аналогично,На фазных выводах а,Ь,с образуется трехфазная система напряжений, Частота выходного напряжения определяется 10частотой импульсов т 7 тт, а действующеезначение частотой импульсов 1 о,Форма кривой выходного напряженияможет быть улучшена путем модуляции частоты импульсов то и соответствующего подбора скважности импульсов, Ь; К = 112.Так как структура преобразователя симметрична относительно выводов.А,В,С иа,Ь,с, то для передачи энергии от выводова,Ь,с, к выводам А,В,С необходимо поменять управление мостами - перевести второй мост в выпрямительный режим, апервый в инверторный, в котором распределительные импульсы должны быть синхронизированы с частотой сети. 25 В предлагаемом преобразователе час-тоты основную нагрузку берут конденсаторы. Время, в течение которого тиристоры находятся в проводящем состоянии, мало. 30 Уменьшается также потребление от сети реактивной мощности, Последнее обеспечивается работой моста, подсоединенного к сети в режиме неуправляемого выпрямителя. 35 Формула изобретения Преобразователь частоты, содержащий два трехфазных тиристорных моста, фазные выводы первого из которых образуют вход, а второго - выход. реактор, соединяющий катоды тиристоров первого моста с анодами второго, трехфазную батарею конденсаторов, подключенную фазными выводами к выходам, и систему управления, состоящую из двух генераторов шестифаэных импульсов входной и выходной частоты, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик за счет уменьшения потребления реактивной мощности от источника питания, он снабжен реактором, соединяющим аноды тиристоров первого моста с катодами второго и двумя трехфазными батареями конденсаторов, которые соединены, как и первая, в звезду и подключены фазными выводами к выходам, а нулевыми точками - к входам, третьим генератором импульсов, высокой частоты, выходом подключенным к одним иэ входов двенадцати введенных двухкодовых элементов И, другие входы первых шести из которых подключены к соответствующим выходом генератора шестифазных симметричных импульсов входной частоты, а их выходы - к входам соответствующих тиристоров первого моста, другие входы других шести элементов И подключены соответственно к выходам генератора шестифазных симметричных импульсов выходной частоты, а их выходы - к входам соответствующих тиристоров первого моста,,3,Х Р,4, б 7,У,10 В,юг Г, Я Составитель Г. Мыцыкедактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор М. Пож аказ 2133 Тираж 38.4 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород гарина, 101