Вентильный умножитель частоты

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 232364 Секте Соеетскив Социалистические РеспуОликЗависимое от гвт. свидетельства М Кл. 21 Й, 1402 Заявлено 19.1.1967 (Мо 1129296/24-7) МГ Приоритет ттт Комитет по деламоретений и открытийи Совете МинистровСССР К 621.314.27(088.8) Опубликовано 11.Х 1.1968. Бюллетень Хоза 1969 г.Дата опубликования описания 18.Ю.196 с фт" Авторизобретения В,тин вптел ВЕНТИЛЪНЬ 1 Й УМИОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ- ицд исть в цепи дроссел цд ктив с присоединением заявки Ло Известный вснтильный умнокитель частоты, содержащий входной многофазный трансформатор, дроссели, управляемые вентили,подключенные ко вторичным обмоткам многофазного трансформатора, це обладает высокой надежностью работы вентилей,Отличительными особенностями предлагаемого умнокителя является то, что, с цельюповышения надежности работы вентилей,дроссели включены в цепи питания первичцых обмоток указанного многофазного трансформатора.11 а фиг. 1 дана принципиальная схема преобразователя-умнокителя частоты при трехфазцом трансформаторе; на фиг. 2 - принципиальная схема преобразователя-умножителячастоты при шестифазном трансформаторе.11 а фиг. 3 показана линейная диаграмматоков и напряжений в умножителе частотыпо схеме на фиг. 1 при отсутствии на входе 20схемы дросселей (а, =О, где а - индуктивность дросселей); на фиг. 4 - линейная диаграмма токов и напряжений в умножителечастоты по схеме на фиг. 1 при включениидросселей на входе схемы (т=1, где т - 25длительность периодов проводимости вентилей). На фиг. 5 - изображены кривые зависитости времени, предоставляемого вентилям чя завершения процесса выключения Ятнкцци угла запаздывания а прц - =пост где и - индуктивность я, ативность приемника (и цо2 у,нагрузки), где 1 =Вецтильный умножитель частоты содержит входной многофазный трансформатор 1 ц управляемые вентили 2,и 4, соединенные в звезду и подключенцыс ко вторичным обмоткам 5 трансформатора 1. Умцожцтсль снабжен регулируемыми дросселямц б, 7 и 8, через которые первичные обмотки 9 трансформатора 1 подключены к питающей сети.При симметричном управлении вентилями 2 - 4 они открываются поочередно, а именно: вентиль 2 в прямом направлении, затем вентильв обратном, далее вентиль 4 в прямом, вентиль 2 в обратном, вентильв прямом, вентиль 4 в обратном и снова вентиль 2 в прямом и т. д. На выходе схемы будет частота )=З,.При несимметричном управлении вентили могут получать открывающие их импульсы от схемыправления одновременно для всех вентилей одного направления тока, либо поочередно на каждый вентиль в последова 2323645 10 15 20 тельцости по порядку их работы. В последнем случае выходная мощность будет в широких пределах (от нуля до максимальной) регулироваться изменением угла запаздывания.При неизменном угле а=а, где а - угол, прц котором мощность нагрузки 10 максимальная, длительность т периодов проводимости вентилей будет зависеть от параметров схемы. При изменении сопротивления 11 и ицдуктивности 12 1 потрсбителя) можно выдссВать ежи 1 т = 1 изменением еп(ости 18 и инлуктивцостц дросселей б, 7 и 8.Если рассматривать работу схемы при последовательном соединении емкости 18 и нагрузки 10, то индуктивность 12 схемы а=2 а, + , + г., где а, - индуктивность фазы трансформатора, сопротивление схемы=2 г, + г, + г, где г, - активное сопротивление фазы трансформатора. Все параметры приведены ко вторичному фазовому напряжению трансформатора.Расчеты и эксперимент показывают, что при включении ца первичной обмотке 9 трансформатора 1 дросселей 6 - 8 с ицдуктцвцостью дросселей а, =0,2 - 0,3 а линейная диаграмма токов и напряжения принимает вид, показанный на фиг. 4 при т ) 1. В момент начала последующего периода проводимости падение цяпркения на дроссслях 6 - 8 вызывает снижение напряжения на вентиле в моментТ,- при отсчете времени от начала периода 2 проводимости) и увеличивает время 1, (время, предоставляемое вентилем для выключения). Кроме того, кривая напряжения на всцтилях становится более плавной, благоприятной для устойчивой работы вентилей. Г 1 ри экспериментальной проверке предлагаемой схемы повышение устойчивости работы ионных вентилей 24, вызванное включением лроссслей 6 - 8, позволило повысить мощность нагрузки 10 в 15 раз (в 2 квт прц отсутствии дросселей до 30 квт при включении) без нарушения работы вентилей 2 - 4.Изменяя индуктивность дроссслсй б - 8 а, можно изменять и время 1 О. Па фцг. 5 пока 2зана зависимость= " от угла запаздываТоция для разных п= -для =3, длл схемы фиг. 1 при т)1, Ь=90.Следовательно, при а, =-0,2 - :0,3 а имеется возможность работать при т= 1 и иметь прц этом 3 ачитсльцое 1=0,2 - при т =1) врсТl2 мл 1 . При а, =-0 вообще нельзя работать при т=1, так как тогда 1 будет равно нулю. При 1)1 преобразователь работает в режиме ало)кения периодов проводимости двух вентилей 2 - 4. В этом рссиме в момент включения последующего вентиля предыдущий сщс це выкгпочец ц под влиянием разности потен 25 30 35 40 45 50 55 60 65 циалов коллекторов этих вентилей в контуре обеих обмоток трансформатора 1, к которым присоединены вентили. -1 ерсз всцтили будет проходить кольцевой ток помимо нагрузки, заставляющий предыдущий вентиль проводить ток в течение большего времени, чем, если бы последующий гснтиль цс вступил в работу врсхл М),В схеме фиг. 1 при а= - 0 работа прц -,. 1 цегозможца, так как кольцевой ток быстро нарастает и переходит в то( короткого заи- кацил трансформатора через вентили. При з=0,2 - 0,1 а в схеме фиг. 1 предыдущий вентиль выключается с момен га, когда сумма тока . и тока этого вентиля станет равной нулю. Зтот момент наступает при Ь (250 при Л (0,1 - , где М - отрезок времени,То считая от момента = -2Вследствие увеличения длительности периода проводимости вюГилея при а, улу- шаются мцочс показатели работы преобразователя.Содержание высших гармоник кривой тока преобразователя падает, и увеличивается доля действующего значения тока основной гармоники в полном токе преобразователя с =90 ло 99,5 Оо. Соответствснно улучшается и коэффициент мощности на входе схемы и прц /=3 увеличивается до 0,81 при и,.Кривая преобразованного напряжения прц параллельном соединении емкости 14 и нагрузки 15 при т=-1 содержит меньше высших гармоник, чем при т(1, и преобразователь - умцожцтель частоты становится более пригодным для питания электроприводов.Умецьшаетсл коэффициент превышения расчетной мощности трансформатора. Так, цри Ь =50 в 2 (в параллельном преобразователе - умцожитслс частоты при Ь=200 -Гп500, глс Ь= " ) при=3 и изменении2т от т=0,85 до т=1 коэффициент К, уменьшается ца 10 ЬТок (ороткого замыкания трансформатора 1 при наличии дросселей 6 - 8 снижается, облегчая защиту вентилей 2 - 4 в аварийных режимах.Использование данной схемы особенно эффективно в случаях, когда для получения оптимального режима работы преобразователя - умцожителя частоты Ь=50 - 200 прц т= - 1) трсбуетсл увеличение индуктивцости схемы 1:ала индуктивность потребителя),Вместо включения дросселей б - 8 в цепь нагрузки 10 целесообразно поместить три дросселя инлуктивностью ад каждый на первной обмотке 9 трансформатора 1. Например, если для получения оптимального значения параметра Ь требуется включение в схему дроссс;ля ицдуктивностыо ап то при этом мощность дросселя равнаЛР, =УС, а при размещении на первичной стороне 9 трагсс)орматор, учитывая соотно- шения УК,=1,5 1, = ", з, = 0,2 т, т =- 2,1,5 гоПриведенный расчет вереи и для параллельного преобразователя - умцожитсля частоты при У(1, где У - ток в цепи нагрузки, что соблюдается в диапазоне оптимальнык рсжимов при меиьшик значениях Ьи боль шик зиачсцияк собственной частоты колебаний контура г,рС.При большик зцаченияк параметра й, когда становится У)1, целесообразно, с целью уменьшения потерь в дросссляк б - 8, чп выполнять последние цасыщающимися с таким расчетом, чтобы индуктивность а, в могде и - цеобкодимая индуктивность скемы, получим ЛР, =0,8 ЛР То есть мощность дроссслсй 6 - 8 на первичной стороне транс фор.атора может оыть меГьпе, чей мо 1 ццость дросселя, включаемого в цепь нагрузки 10 при то жсске. Также сиьци огут быть и потери в активцом сопротивлении дроссслсй 6 - 8 нежели в дросселе, помещен цом в цепь нагрузки 10, если ик выполнить из провода одинакового сечения (но тогда Л РЬР), Следовательно, и к,п.д. сксмы может быть при этом увеличсц. мент вклочения последующего вентиля была достаточной для получения трсбуемого значения времени при т =1.Из этик же соображений, особенно при частотак 500 г, целесообразно выполнять дроссели насыщающимися и для последовательного преобразователя - умножителя частот,В данцык сксмак встречно-параллельно вклочснцыс вентили заменены на симметричцыс тиристоры, специально разработанные для работы при полной мощцости для такого включения.В скеме при шестифазном трансформаторе потребуется сравнительно (со скетчами инвсрторов) неболиное число вентилей .шесть - 16, 17, 18, 19, 20, 21, вместо значительного ик количества - двенадцать штук при использовании в сксме об.инык одноканальнык вентилей. Предмет изобретенияВентильный умцожитель частоты, содержащий вкодной многофазцый трансформатор, лроссели, управляемые вентили, подключенные ко вторичным обмоткам многофазного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы вентилей, дроссели включены в цепи питания первичцык обмотоказанного мцогофазцого трансформатора.232364 Составитель Л, Борисовадактор Е. Кречетова Тскрсд А. А. Камышникова Корректор С. М. Си ете Министр Типографии,Сапуно каз 448,О Тираж 437.1 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий пМосква, Центр, пр. Серова, д. спое ССР