Непосредственный преобразователь частоты

(51) 5 ОПИСАН ВИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРС ится к силовои пр ке. Цель - увелич Фиг,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский институт водного транспорта(56) Карташов Р. ПКулиш А, К. и Чехет Э.М.Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией, - Киев: Техника, 1979, с, 150.Электрические изделия и устройства. Электротехнический справочник, т. 2. - М: Энергоатомиздат, 1986, с, 63, рис. 32,30, (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относ еобразовательной техни ение диапазона регулирование частоты выходного напряжения. Преобразователь содержит мост основных тиристоров 1 - 6, управляемых с помощью распределитель ных тиристоров 7 и 8 через диоды 11 - 16, полуобмотки 9 и 10 реактора, включенного на выходе этого моста, и конденсаторы 17 - 19, включенные между входными вводами А, В с преобразователя и средней точкой обмотки реактора, являющейся одним выходным выводом преобразователя. Вторым выходным выводом преобразователя является нулевая точка питающей сети. Блок управления содержит два задатчика частоты и два двухвходовых логических элементов 2 И совпадения, выходами связанных с управляющими входами распределительных тиристоров. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения одной частоты в однофазноепеременное напряжение другой частоты,Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей за счет расширения диапазона регулирования частотывыходного напряжения.На фиг, 1 изображена схема непосредственного преобразователя частоты; на фиг.2 - схема системы управления непосредственным преобразователем частоты; на фиг.3 а-д - эпюры импульсов задатчика частоты 1 о, парафазных импульсов т 1 и т 2, трехфазной системы фазных ЭДС ед, ев, ес, выходного напряжения Оо и напряжения Од, Ов, Ос на конденсаторах соответственно.Непосредственный преобразователь частоты содержит тиристоры 1-8; полуобмотки 9 и 10 реакторов со средней точкой, диоды 11-16, конденсаторы 17-19, образующие звезду, подключенную фазными выводами к фазным выводам моста, образованного тиристора 1-6, выводы постоянного тока которого подключены к полуообмоткам 9 и 10 реактора, средняя точка которого подключена к нулевой точке звезды конденсаторов 17-19 и первому выводу нагрузки 20, второй вывод которой подключен к нулевой точке трехфазной системы напряжений, Диоды 11 - 13, образуют катодную группу, подключенную фазными выводами к трехфазной системе напряжений, а катодами - к аноду тиристора 7. анод которого подключен к управляющим электродам тиристоров 1, 3 и 5, Диоды 14 - 16 образуютанодную группу, подключенную фазными вы водами к уп равляющим электродам тиристоров 4, 6 и 2, а анодами - к катоду тиристора 8, анод которого подключен к анодам .анодной группы, образованной тиристорами 2,4 и 6,блок управления состоит из задатчика 21 выходной частоты с парафазными выходами и задатчика 22 более высокой частоты, двух двухвходовых элементов 2 И 23 и 24, связанных первыми входами соответственно с парафазными выходами задатчика 21 частоты, вторыми входами с выходом задатчика 22, а выходами - с входами соответственно тиристоров 7 и 8.Непосредственный преобразователь 1020 2530 354045 50 частоты работает следующим образом.Управляющие импульсы и от блока уп равления (Е 1=т 1 т 0 и Е 2=т 2 т 0, где т 1, т 2 -парафазные импульсы задатчика 17 частоты, имеющие период Т 1, 10 - импульсы задатчика 18 частоты, имеющие период Т,)поступают на тиристорь 1 7 и 8,Период трехфазной системы напряжений Т и периоды Т 0 и Т 1 в общем случае некратны.При отсутствии импульсов Г 1 и Е 2 напряжения на конденсаторах 17 - 19, имеющих одинаковые емкости, равны ЭДС ед, ев, ес. Напряжение между нулем звезды конденсаторов 17 - 19 и нулем трехфазной системы напряжений равно в этом случае нулю, Положим, что в момент прихода тактового импульса т 0 т 1=1, т 2=-0 и ЭДС ед максимальная (фиг, 3), В этом случае открывается тиристор 7 и по цепи элементов 11 - 7 - 1 - 9 протекает ток, который приводит к отпиранию тиристора 1, после чего тиристор 7 оказывается шунтированным и в результате этого закрывается. Тиристор 1, индуктивность 9 и конденсатор 17 образуют колебательный контур, обратная полуволна тока которого закрывает тиристор 1 и перезаряжает конденсатор 17 так, что на нем оказывается отрицательное напряжение,Если индуктивноть 9 мала, то период собственных колебаний контура также будет малым. Соответственно и. длительность открытого состояния тиристора 1, равная полупериоду собственных колебаний, будет малой,Поскольку напряжение на нагрузке 20 Оо.=ед-Од и учитывая, что едО, а после перезарядки конденсатора 17 отрицательно, то напряжение на нагрузке будет положительным, После запирания тиристора 1 конденсаторы 17 - 19 начинают перезаряжаться таким образом, что напряжение на них будет стремиться к ЭДС ед,ев, есПосле прихода очередного импульса Р 1 все процессы повторяются, При этом каждый раз включается тот тиристор, на котором окажется в данный момент времени максимальное положительное напряжение. В результате на нагрузке образуется серия импульсов напряжения положительной полярности,В случае прихода импульса Г 2 на тиристор 8 процессы протекают следующим образом. Предположим, что в момент прихода импульса Р 2 на тиристор 8 на конденсаторе 17 будет наименьшее напряжение. После открывания тиристора 8 образуется цепь из элементов 10 - 8-14-4, по которой течет ток,О вследствие чего тиристор 4 открывается, шунтирует тиристор 8, и последний закрывается, В образовавшемся из цепи элементов 17 - 10 - 4 колебательном контуре течет ток, обратная полуволна которого приводит к за пира нию тиристора и перезарядку конденсатора 17, после чего на последнем имеется положительное напряжение, При этом напряжение на нагрузке О 0=ед - Од 0После запирания тиристора начинается перезаряд конденсаторов 17 - 19 и напряжение на нагрузке стремится к нулю. При приходе следующего импульса Рг все процессы протекают аналогично, При этом после каждого включения тиристора 8 включается тот из тиристоров 2, 4 и 6, на котором окажется наименьшее напряжение. В результате на нагрузке образуется серия импульсов отрицательной полярности (фиг. Зг),Чередование импульсов 11 и 1 приводит к чередованию на нагрузке серий положительных и отрицательных импульсов напряжения. В результате основной период выходного напряжения оказывается равным Т 1. Он может регулироваться в широких пределах. Ограничением в сторону уменьшения Т 1 является время перезаряда конденсаторов при отпирании тиристоров 1 - 60 которое в свою очередь ограничивается временем выключения тиристоров,Модулируя последовательность импульсов 1 о, можно добиться формы напряжения, которая будет наиболее близкой к синусоидальной, Действующее значение напряжения можно регулировать, изменяя частоту импульсов 1,Таким образом, предлагаемый непосредственный преобразователь частоты позволяет регулировать как величину действующего напряжения на нагрузке, так и его форму и имеет широкий диапазон регулирования частоты за счет искусственной коммутации тиристоров. Кроме того, преобразователь имеет достаточно простую силовую структуру, Тиристоры в нем открыты в течение короткого времени и выполняют лишь коммутационную функцию, Следовательно, их массогабаритные показатели будут малы, Основную нагрузку несут конденсаторы. Формула изобретения Непосредственный преобразовательчастоты, содержащий трехфазный тири сторный мост, фазные выводы которого являются его входами, подключенными к трехфазной системе напряжений с нулевой точкой, а выводы постоянного тока моста замкнуты на дроссель со средней точкой, 10 образующей совместно с указанной точкойнулевой выход преобразователя, а также блок управления, включающий в себя первый задатчик выходной частоты с парафазным выходом и второй эадатчик более 15 высокой частоты, отл и ч а ю щ и йсятем,что, с целью увеличения диапазона регулирования частоты выходного напряжения, в него введены три конденсатора, одни обкладки которых подключены к соответству ющим фазным выводам моста, а другие - ксредней точке упомянутого дросселя, трехфазная анодная группа диодов, подключенная катодами к управляющим электродам тиристоров анодной группы моста, трехфаз ная катодная группа диодов, подключеннаяфазными выводами к фазным выводам моста, и два тиристора, анод первого из которых соединен с анодами тиристоров анодной группы моста, а катод - с анодами 30 анодной группы диодов, причем анод второго тиристора соединен с катодами катодной группы диодов, катод - с управляющими электродами тиристоров катодной группы моста, первый задатчик частоты подключен 35 парафазными выходами соответственно кпервым входам двух введенных двухвходовых логических элементов 2 И, вторые входы которых подключены к выходу второго задатчика частоты, а выходы элементов 2 И 40 связаны соответственно с входами упомянутых первого и второго тиристоров.1661942 ставител ь Г. М ы цы кхред М,Моргентал Корректор С,Ч Редактор Н азоренк Производственно-издательский, комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 2134 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5