Преобразователь частоты

(53) УДК 621 314 572(088 8) Опубликовано 23.10.80. Бюллетень39Дата опубликования описания 28.10.80 па делан наобретеннй н отнрытнй(72) Авторы изобретения О. Г. Булатов, В. Д. Поляков и А. И. Царенко Московский ордена Ленина энергетический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧА(:ТОТЫ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в элсктроприво;(е переменного тока.Известны преооразовдтели частоты, содержащие тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, реверсор тока нагрузки в виде тиристорного моста и обратныи вентиль. Принцип действия таких преобразователей основан на формировании кривой тока нагрузки путем однопозиционного слежения за задающим сигналом 1.Недостатком данных устройств является невозможность двухстороннего обмена энергией между источником питания и нагрузкой, что ухудшает форму и частоту выходного сигнала преобразователя.Наиболее близкий предлагаемому преобразователь частоты содержит тиристорный мост с конденсатором в диагонали, реверсор тока нагрузки (также в виде тиристорного моста) и обратные тиристоры. Обеспечение двухстороннего обмена энергией в таком преобразователе достигается благодаря включению на его входе управляемого тиристорного моста, к диагонали которого подключен источник питания 1 а 1. Недостатком данного преобразователяявляется наличие значительного количества полупроводниковых вентилей, последовательно соединенных по цепи тока нагрузки, что приводит к ухудшению КПД устройства, а также ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность бестрансформаторного подключения нагрузки в случае образования многофазной системы.Цель изобретения - улучшение КПД ирасширение функциональных возможностей 1 О устроиства.Указанная цель достигается тем, что впреобразователе, содержащем тиристорный мост, анодная группа которого соединена с положительным входным выводом, а в диагональ переменного тока включен коммутирующий конденсатор, соединенный своими обкладками с катодами соответствующих дополнительных тиристоров, последовательную цепочку из двух тиристоров, общая точка которых соединена с первым выходным выев волом, а также два вспомогательных тиристора, при использовании источника питания со средним выводом последний соединен со вторым выходным выводом, а указанная последовательная цепочка подключенавстречно-параллельно тиристорному мосту,катодная группа которого соединена с отрицательным входным выводом, причем каждый дополнительный тиристор зашунтированвстречно включенным вспомогательным тиристором и анодом подключен к первому выходному выводу.На фиг. 1 показаны принципиальная схема преобразователя и функциональная схема системы управления; на фиг. 2 - принципиальная схема трехфазного преобраЗователя; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.На входе преобразователя включен источник питания, к выводам которого подсоединен мост на тиристорах 1 - 4 с конденсатором 5 в диагонали. Обкладки конденсатора 5через дополнительные тиристоры 6, 7 и вспомогательные тиристоры 8, 9 подключены квыходному выводу, который через тиристор1 О последовательной цепочки соединен с отрицательным входным выводом, а черезтиристор 11 - с положительным входным эовыводом. Нагрузка 12 подключена междууказанным выходным выводом и среднейточкой источника питания. Сигналы с датчика 13 тока нагрузки и генератора 14 синусоидального напряжения поступают на входИсхемы 15 сравнения, подключеннои к логическому устройству 16, которое в зависимости от режима работы при помощи выходного устройства 17 включает силовые тиристоры,Устройство работает следующим обра- зозом.Принцип действия преобразователя1 фиг. 1) основан на слежении за задающимсигналом, формируемым генератором 14. Допустим, в момент 11 включаются тиристоры1 и 9. Конденсатор 5, заряженный до напряжения источника питания с полярностью,показанной на фиг. 1 без скобок, начинаетперезаряжаться током нагрузки. В моментпоявления на тиристоре 10 прямого напряжения (конденсатор 5 перезарядился до обратного напряжения) он открывается, и токнагрузки начинает спадать, протекая навстречу источнику питания. В момент 1 напряжение, снимаемое с датчика 13 тока, совпадает с напряжением задающего генератора 14, включаются тиристоры 2, 8 и конденсатор 5 вновь перезаряжается до обратного напряжения, открывается тиристор 10,и ток нагрузки, замыкаясь через него, протекает навстречу источнику питания. Тиристоры 2 и 8 восстанавливают управляющиесвойства.В таком режиме преобразователь работает при формировании положительной полуволны синусоиды тока. При формировании отрицательной полуволны аналогичные процессы протекают в цепях, замыкающихся через открытые тиристоры 7 и 3, 6 и 4 и тиристор 11, Интервал времени 1 - 1 предоставляется для восстановления управляющих свойств проводивших тиристоров.В преобразователе в любой момент времени проводят не более двух тиристоров, что значительно улучшает его КПД по сравнению с известным устройством, решающим ту же задачу.На основе предлагаемого преобразователя могут быть легко получены многофазные преобразователи. Это достигается путем параллельного подключения к шинам питания нескольких таких устройств. В качестве примера на фиг. 2 приведена схема трехфазного преобразователя, состоящего из трех идентичных преобразователей. Подключение к преобразователю нагрузки, соединенной в звезду и имеющей нулевой вывод, позволя. ет получить независимое формирование тока в каждой фазе.Формула изобретенияПреобразователь частоты, содержащийтиристорный мост, анодная группа которогосоединена с положительным входным выводом, а в диагональ переменного тока включен коммутирующий конденсатор, соединенный своими обкладками с катодами соответствуюших дополнительных тиристоров, последовательную цепочку из двух тиристоров,общая точка которых соединена с первымвыходным выводом, а также два вспомогательных тиристора, отличающийся тем, что,с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, при использовании источника питания со средним выводом,последний соединен со вторым выходнымвыводом, а указанная последовательная цепочка подключена встречно-параллельно тиристорному мосту, катодная группа которого соединена с отрицательным входным выводом, причем каждый дополнительный тиристор зашунтирован встречно включеннымвспомогательным тиристором и анодом подключен к первому выходному выводу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Булатов О. Г Лабунцов В. А, и Царенко А. И. Преобразователь постоянного напряжения в синусоидальный ток. Электротехническая промышленность, СерияПреобразовательная техника, 1975, вып. 3(62), с. 8 - 11.2. Авторское свидетельство СССРМо 474088, кл. Н 02 М 7/515, 1972.акаренко ВНИИПпо13035, Миал ППГ Редактор А. МаковскаЗаказ 7526,76 Соста Тсхред Тираж И Государс делам изо осква, ЖПатент,витель И. Жер К. 1 Иуфрич783 бинаКорректор 10Подписноетета СССРкрытийнаб д 4/5ул. Проектная,твенного ком бретений и о- 35, Раушска г. Ужгород,