Преобразователь переменного напряжения в переменное

Союз СоветсиикСоциалистичесиикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 752675(51) М, Кл; Н 02 М 5/27 Государственный комитет до делам изобретений н открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к тиристорным преобразователям с промежуточным звеном повышенной частоты и непосредственным преобразователем частоты,Наиболее аффективно применение таких5преобразователей для питания частотноуправляемых электродвигателей переменного тока,Известен преобразователь регулируемой 0выходной частоты, содержащий последовательно включенные трехфазный параллельный,инвертор тока повышенной частоты и непосредственный преобразователь частоты.Выходное напряжение параллельного ливер т 5тора стабилизируется тиристорнс дроссель-,ным регулятором реактивной мощности,который может быть выполнен в видедвух тиристорных мостов с включеннымив цейях переменного тока дроссепями сосредними точками обмоток, В качественепосредственного преобразователя можетбыть использованаизвестная его схемасо входными дросселями, обмотки которых также выполнены со средними точками11121,и 3,Преобразователь, выполненный на базе,таких невзаимосвязаных между собой,устройств характеризуется увеличеннымчислом дросселей, что усложняет его иухудшает массо-габаритные показатели,Бель изобретения - упрощение и улучшение массо-габаритных показателей,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе,содержащем последовательно соединенные выпрямитель,параллельный инвертор тока и непосредственный преобразователь частоты, причемлвходные силовые выводы последнего образованы средними точками обмоток еговходных силовых дросселей, разноименныеконцы каждой из этих обмоток связаныс каждым иэ выходных выводов преобразователя через тиристоры соответственнов проводящем и в непроводящем направпейии, а к выходным выводам параллельногоинвертора тока подключен тиристорно-дроссельный регулятор реактивной мощности, вы5 фничения скорости нарастания тока сВ/С 1 1при коммутации тиристоров (б; /О может превышать допустимые значения из-занизкого выходного сопротивления параллелного инвертора, вследствие подключениякоммутирующих конденсаторов параллельнонагрузке),В предлагаемом преобразователе функциирегулирующих и ограничительных дросселей .совмещены в одном дросселе, обмотки 510 которого выполнены на общем магнитонроводе 11, что позволяет существенноуменьшить установленную мощность дроссельного оборудомния и, соответственнсмассу и габариты преобразователя в це лом, Основное функциональное назначениедросселя - обеспечение в составе регулятора реактивной мощности баланса реактивных мощностей в параллельном инверторе 2. Дополнительно дроссель выполняетфункции ограничения тока между взаимнообратными выпрямительными группами вНПЧ и ограничения б /бпри коммутации тиристоров одной выпрямительной группы в НПЧ.Дроссель содержит шесть обмоток сотпайками от средних точек, которые под ключаются к выводам переменного токаинвертора 2, Через каждую обмотку дрооселя при таком включении протекают однонаправленные импульсы постоянного тока,величины которых (соответственно величинареактивной мощности) регулируется длительностью открымния тиристоров, Реактивнаямощность, потребляемая регулятором, сцелью обеспечения стабильности выходного напряжения инвертора 2 автоматически. рсгулируется углами открывания тиристоров в мостовых схемах в функции нагрузки и величины входного напряжения, Триобмотки дросселя 11, подключенные началами ккатодам одной тиристорной схемымонтируются на одном стержне магнитопровода, а трй другие его обмотки монтируются на другом стержне магнитопровопа,При этом получается, что в состав каждоготиристорного моста регулятора реактивноймощности входят полуобмотки дросселя,.размсщаемые на двух огержнях магнито".провода, и поэтому, в пределах требуемойвеличины индуктивности одной обмотки, распределение индуктивностеййолуобмоток можно выбирать произвольно,Например, можно рассчитывать индуктивностьполуобмоток, подключаемых началами канодам тиристорного моста, исходя изусловий ограничения амплитуды аварийныхтоков (до срабатывания зашиты в преобразо. 3 78267полненныйв виде двух встречно-параллельно включенных тиристорных мостов, входныесиловыевыхопы которых образованы .средними точками обмоток дросселей, включенных между разноименно силовыми электродами пар тиристоров этих мостов, разноименные силовые электроды пар тиристоров одного из упомянутых мостов подключены к разноименным концам входных.дросселей непосредственного нреобразователя частоты, а обмотки всехдросселей выполнены на общем иагнитопро,воде,На чертеже представлена схема преобразователя переменного напряжения в переменное,Преобразователь содержит управляемыйвыпрямитель 1, параллельный инвертор 2тока, непосредственный преобразователь3 и тиристорно-дроссельный регулятор 4 20реактивной мощности с обмотками Ь,выполненными на общем магнитопроводе 11,Преобразователь работает следующимобразом,Работу схемы рассмотрим для случая 25трехфазного выходного напряжения преобразомтеля и реализации регулятора реактивной мощности на основе двух выпрямительных схем, На выходе параллельного инвертора 2 образуется трехфазная система 30синусоидальных напряжений повышеннойстабильной частоты, например 400 Гц,Выходное напряжение инверторастабилизируется тиристорно-дроссельным регулятором реактивной мощности, Стабилизированное напряжение инвертора 2 преобразуетсяв регулируемое по величинеи частоте напряжение посредством непосредственногопреобразователя частоты (НПЧ) 3. Трехфазное выходное напряжение образуется 40циклическим переключением выпрямительных групп в каждой фазе НПЧ (на чертеже зафиксирован, интермл работы НПЧ,когда включаемые группы тиристоров зачернены),45Для обеспечения надежного функционирования преобразомтеля на основе параллельного инвертора тока и НПЧ, в составе преобразомтеля, кроме тиристорногои конденсаторного оборудования, должен50быть значительный объем дроссельногооборудования, включающий сглаживающийдроссель на входе инвертора тока, дросели в регуляторе реактивной мощности,55дроссели между выпрямительными группами в каждой фазе НПЧ пля ограничениявеличины тока при одновременном включениигрупп, дросселя на выходе НПЧ для огра752675 6ти- массы и габаритов предлагаемого преобра зователя,5вателе) при одновременном включенииристоров выпрямительнЬх группах однойфазы НПЧ, Для обеспечения этого анодныеи катодные группы тиристоров в НПЧподключают к началам к концам трех обмоток дросселя 11, как показано на чертеже,При одновременном включении тиристоровв разных выпрямительных группах однойфазы НПЧ магнитные потоки в двух полуобмотках дросселя 11 направлены согласно 0и поэтому общее индуктивное сопротивлениев контуре КЗ составляет1) -Я; + 1:к2 К 1- /РОЧ /9, обм/ АОгдето ц частота инвертора 2, 15В момент коммутации тиристоров в одной вынрямительной группе НПЧ магнитныепотоки в полуобмотках, включенныхв коммутируемые фазы, направлены встречнои скорость нарастания тока в тиристоревступающем в работу, ограничивается только индуктивностью рассеяния дросселя 11,Индуктивность рассеяния дросселя являетсявеличиной конечной и достаточной для ограничения б /б 1 при включении тиристора,Таким образом, использование дросселяв регуляторе реактивной мощности параллельного инвертора тока для одновременного обеспечения надежного функционирования и защиты НПЧ не увенчивает его 30установленной мощности,Ф При увеличении индуктивности дросселей в цепи питания обеспечивается перевод НПЧ в режим источника тока, что может быть эффективным в ряде случаев применения преалагаемого преобразователя частоты (например, для питания синхронного авигателя), В этом режиме можно : использовать в регуляторе реактивной мощ ности инвертора 2 только один короткозам- : кнутый тиристорныймост с тремя дросселя- ми в цепи переменного тока, что позволяет обеспечить дальнейшее уменьшение Формула изобретения Преобразователь переменного напряженияв переменное, содержащий последовательносоединенные выпрямитель, параллельный .инвертор тока и непосредственный преобразователь частоты, причем входные силовые выводы последнего образованы средними точками обмоток его входных дросселей,разноименные концы каждой иэ этих обмоток связаны с каждым из выходных выводовпреобразователя через тиристоры соответствщно в проводящем и в непровоаящемнаправлении, а к выходным выводам параллельного инвертора тока подключен тириоторно-дроссельный регулятор реактивноймощности, выполненныйв виде двух встречно-параллельно включенных тиристорныхмостов, входные силовые выводы которыхобразованы средними точками обмотокдросселей, включнных между разноименнымисиловыми электродами пар тиристоров этихмостов, отличающийсятем, что,с целью упрощения и улучшения массо-габаритных показателей, разноименные силовые электроды пар тиристоров одного изупомянутых мостов подключены к разноименным концам входных дросселей непосредственного преобразователя частоты а обмотки всех дросселей выполнены на общеммагнитопооводе.Источники инфор мации,принятые во внимание при экспертизе1. "Устройства преобразовательнойтехники . Сборник, вып. 1, К., ИЭДАН УССРф 1969, с. 78-85.2, Авторское свидетельство СССРИ 442560, кл, Н 02 М 5/28, 1974.3, Авторское свидетельство СССР позаявке Хо 2145356/24-07, 1975,752675 Е,Дорошенк Ре одлнсное Филиал ППЛ Патент", г, Ужгород ул, Проектная,Заказ 4760/16 БНИИПИ Госу по делам 113035, Мос