184966

ОПИСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиз Социалистичеокив РеспубливЗависимое от авт. свидетельства-Кл, 2102, 14/01850789/24-7 Заявлено ОЗХ 111.1963 присоединением заявкириоритет МПК Н 02 гп Ыомитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров СССР6. Бюллетеньисания 26.1 Х.196 б Опубликовано 30.И. Дата опубликования Авторыизобретения Т. Загорский, Г. Д, Бирин и Г, М, Собстел ститут автоматики и электрометрии СО АН С СР ф Вявитель 1 й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЬ ОЛУПРОВОДНИ ктера нагрузки (акктивпая) различают боты схемы; режим братного тока. При узке осуществляется го тока, что обеспесиловых элементов скважность которых стоты и постоянной Описываемый преобразователь частоты выполнен по схеме с непосредственной связью. В его схему управления введены индикатор полярности напряжения питающей сети и индикатор направления тока нагрузки, управляющие скважностью силовых элементов, в качестве которых используются составные транзисторы с последовательно соединенным силовым вентилем.Такое выполнение устройства позволяет повысить выходную мощность, защитить силовые элементы от реверсирования и предупредить появление токов короткого замыкания.На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 - его принципиальная схема; на фиг. 3 - эпюры напряжений, поясняющие работу преобразователя.Силовая часть преобразователя собрана по схеме с непосредственной связью и состоит из 18 силовых элементов, выполненных в виде составных транзисторных ключей и последовательно соединенных с ними силовых диодов. Каждая фаза преобразователя состоит из эмиттерной и коллекторной групп, образуемых соединением в одну точку эмиттеров.Система управления преобразователем со. стоит из задающего генератора 1, индикатора 2 направления тока в нагрузке и индикатора 3 полярности напряжения питающей сети,В зависимости от хара тивная или индуктивно-а два основных режима ра прямого тока и режим о 5 ипдуктивно-активной нагр возврат в сеть реактивно чивается подачей на вход управляющих импульсов,зависит от выходной ча 0 временной нагрузки.Импульсами задающего генератора открываются силовые элементы коллекторных групп, имеющие наивысший потенциал на 5 эмиттерах, и силовые элементы эмиттерныхгрупп, имеющие положительный потенциал на коллекторах. Импульсами индикатора полярности напряжения питающей сети открываются в коллекторных группах силовые элементы 0 с наименьшим потенциалом на эмиттерах и вэмиттерных группах с наивысшим потенциа.лом на коллекторах.Рассмотрим работу схемы при индуктивноактивпой нагрузке, сочетающей режимы пря мого и обратного токов, и для большей общ.ности будем считать, что выходное напряжение содержит гармонические составляющие, кратные трем.В исходном состоянии все т0 ловой части преобразователя з40 45 50 55 нием от постороннего источника, входящего в состав системы управления.Допустим, что, начиная с некоторого момента времени, на вход силовой части поступают сигналы от задающего генератора, которые в течение каждого периода поочередно отпирают и запирают эмнттерную и коллекторную группы однофазных преобразователей. Это осуществляется через соответствующие блоки управления группами,Допустим также, что в первый полупериод управляющего сигнала открыты коллекторные группы 1-ой и 111-ей фазы и эмиттерная группа 11-ой фазы, и по нагрузке течет ток, в 1-ой и Ш-ей фазах - по направлению к нулевой точке, а во 11-ой фазе - от нее,При этом ток протекает через транзисторы Т 6 и Т 6, так как их эмиттеры имеют наишбольший положительный потенциал, и тоанзистор Тап, коллектор которого в этот момент имеет наиболее низкий отрицательный потенциал. В момент времени 1, в открытых коллекторных группах преобразователя благодаря наличию последовательно включенных диодов автоматически происходит запирание работающего и отпирание следующего транзистора, Помимо того, диоды исключают возможность возникновения в моменты коммутации сквозных токов короткого замыкания в пределах группы и предотвращают реверсирование транзисторов.В момент времени 1 также происходит изменение полярности управляющего сигнала в 111-ей фазе. При чисто активной нагрузке в момент изменения знака сигнала происходит запирание коллекторной и отпирание эмиттерной групп.В случае же индуктивно-активной нагрузки при изменении полярности напряжения в фазе возникает необходимость пропустить в сеть реактивный ток при сохранении последним постоянства направления.С этой целью группа автоматически переводится в режим обратного тока, что достига. ется одновременным действием индикатора направления тока в нагрузке и индикатора полярности напряжения питающей сети.Первый снимает запрет на закрывание коллекторной группы и открывание эмиттерной группы однофазного преобразователя 111-ей фазы лишь после того, как ток в фазе нагрузки спал до нуля, и обеспечивает бестоковую коммутацию,5 10 15 20 25 30 35 Второй индикатор не препятствует запиранню транзисторов, имеющих положительные потенциалы на эмнттерах, и автоматически через соответствующий блок управления выбирает транзистор с наиболее низким потенциалом на эмиттере, оставляя его открытым.Вследствие этого ток в фазе начинает спадать и возникает э. д. с. самоиндукции, которая стремится поддержать ток прежним, При этом потенциал общей точки понижается, и ток будет протекать в прежнем направлении навстречу напряжению сети, передавая последней реактивную мощность,Так как э. д. с. самоиндукции по мере протекания.тока будет спадать, то и ток по истечении некоторого времени упадет до нуля. В этот момент и происходит переключение, групп.Следует заметить, что при переводе группы в инверторный режим в ней всегда остается открытым определенный транзистор. В коллекторных группах - это транзистор с наиболее низким потенциалом на эмиттере, в эмиттерных группах - это транзистор с наи. более положительным потенциалом на коллекторе (см. фиг. 3),Таким образом, при подаче на вход силовой части схемы трехфазного управляющего сигнала последовательно со сдвигом в 120 реверсируются преобразователи всех трех фаз, и по нагрузке протекает переменный ток, частота которого определяется периодом управляющего сигнала.Изменение периода управляющего сигнала гриводит к изменению времени отпирания каждой из групп преобразователя и соответствующему изменению частоты выходного тока. Предмет изобретения1. Полупроводниковый преобразователь частоты с задающим генератором, выполненный по схеме с непосредственной связью, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения выход. ной мощности путем возврата в сеть реактивного тока, применен индикатор полярности напряжения питающей сети и индикатор направления тока нагрузки, управляющие скважностью импульсов, выдаваемых силовыми элементами, в качестве которых используются составные полупроводниковые триоды,2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения коммутационных потерь, последовательно с составными триодами включены силовые диоды,дактор аказ 2722/9 Тираж 1300 Формат бум. 60)(90/з Объем 0,44 изд. л. ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2