Преобразователь частоты со звеном постоянного тока

Союз Сфветскня Сфцналнстнчесннк Республик(22) Заявлено 18. 11. 77 (21) 254505 3/24-07с присоединением заявим Йо., Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытиН. 314. 27 (088. 8) Дата опубликования описания 15,1180(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СО ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКАИзобретение относится к области электротехники н может быть использовано в частотно-регулируемых электроприводах переменного тока.Известен преобразователь частоты, 3 содержащий мостовой регулируемый выпрямитель, соединенный через СФильтр с мостом основных тиристоров, мост диодов обратноготока и мост коммутирующих тиристоров, , 10Недостатком такого преобразователя частоты является эависимасть перегрузочной способности от диапазона регулирования частоты.Этот недостаток устранен в преобра И зователе частоты, который по существутехнического решения является наибо-. лее близким к описываемому.Этот преобразователь содержит регулируемый мостовой выпрямитель, 2 ц выходом соединенный через 4 С-фильтр с выводами постоянного тока моста основных тиристоров и моста диодов обратного тока, параллельно которым подключена цепь, состоящая из после 2 довательно включенных двух узлов, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных коюЮтирующих тиристора и дросселя,а также мост коммутирующих тиристоров,выводы посто 30 янйого тока которого объединены и подключены к общей точке соединения упомянутых узлов,и два вспомогательныхтиристора,один иэ которых связываетодну обкладку коммутирукщего конденсатора через Фильтр и вспомогательные вентили со входными выводами преобразователя, причем выводы переменного тока мостов основных тиристоров, диодов обратного тока и коммутирукщих тиристоров объединены;Недостатком этого преобразователя является сравнительная его сложность, выражающаяся в несколько увеличенном числе вспомогательных вентилей и фильтров.Целью изобретения является упрощение устройства и повьваение за счет этого его надежностиПоставленная цель достигается тем, что в выше описанном известном решении второй, вспомогательный тйристор одним силовым электродом подсоединен к,одноименному силовому электроду первого вспомогательного тиристора, а другим " к другой обкладке коммутирующего конденсатора.СУщность предложения поясняется чертежамиЮ. И. Гричина, П. Д. Андриенко и В. П. КрутойТаким образом, при начальном уГле регулирования с(,= 90 напряжение на выходерегулирусмого выпрямителя 1 будет равцо нулю согласно отношению б 5 На фиг, 1 и фиг. 2 показаны вариайты возможного выполнения предлагаемого преобразователя. Преобразователь содвржит регулируемый мостовойвыпрямитель 1, включающий вентили2-7. Одна из групп вентилей катоднаяили анодная может быть выполнена натиристорах или диодах, т. е. мостовой выпрямитель 1 может быть полностью или не полностью управляайым.Регулируемый мостовой выпрямитель через фильтр 8, включающий Фильтровый Йдроссель 9, токоограничивающий дроссель 10, который шунтирован диодом11, и фильтровый конденсатор 12,соединен с мостом 13 основных тиристоров, который включает тиристоры 1514-19 и параллельно которому подключена цепь, состоящая из последовательновключенных узлов 20 и 21. Каждыйиз узлов включает последовательновключенный коммутирующий дроссель щ22 и тиристор 23. К выводам переменного тока моста 13 основных тиристоров подключен мост 24 диодов обратно"го тока, который включает диоды 25-30,мост 31 коммутирующих тиристоров32-37, и нагрузка 38, Выводы постоянного тока моста 31 коммутирующихтиристоров объединены и через коммутирующий конденсатор 39 подключенык общей точке соединения узлов 20и 21. К каждой обкладке коммутирующего конденсатора 39 подключенывспомогательные тиристоры 40 и 41.Точка объединения тиристоров 40 и 41через фильтр 42 и вентили 43-45 соединена с выводами переменного тока 35регулируемого мостового выпрямителя1. Фильтр 42 состоит из дополнительной емкости 46 и дополнительных дросселей 47 и 48. Во втором вариантесхемы (фиг, 2) в качестве дополни. - 40тельных дросселей .47 и 48 используются дроссели 9 и 10 основнОго фильтра8.Работает преобразователь на фиг. 1следующим образом.Как известно, выходное напряжение 45полностью управляемого моста при работе на активно-индуктивную нагрузкуопределяется отношениемОР 1, = О) соьФ, (1)где Оо 1,35 О 501, 35 - коэффициент мостовойсхемыО, - напряжение на входемостовой схемы, о(, - угол регулирования. 55Выходное напряжение несимметричного полупроводникового моста опре-,деляется соотношением (2)ц ОВмХ. Фо 2 40(1), а среднее значение напряжения на выходе полууправляемого моста, образованного вентилями 5-7 н 43-45 будет равно согласно отношению (2)О - йОЬьи. 2 При значительной величине емкости 46 и небольшом токе подзаряда емкость 46 будет заряжаться до максимального значения напряжения Ощ определяемого соотношением:Ощд= 12 О, (3) где О, -напряжение на входе моста 1.В случае выполнения регулируемого моста 1 полууправляемым для получения на его выходе напряжения, близкого к нулю, угол регулирования ф необходимо установить ФХ 1700 эл.Рассмотрим процесс выключения основного тиристора и дозаряда коммутирующего конденсатора. Пусть включены основные тиристоры 14, 18, 16 и ток нагрузки протекает по цепям 1-8-14 и 16-А и С-В-1. Конденсатор 39 заряжен полярностью, указанной на чертеже (фиг. 1) без скобок. Для выключения тиристора 14 подают управляющие импульсы ца тиристоры 23 и 32 (момент 1 фиг. 3) При этом конденсатор 39 разряжается по цепи 39-32-14-23-22-39. После выключения тиристора 14 ток коммутации замыкается по цепи 39-32-25- -23-(20)-22-(20)-39. После разряда конденсатора 39 др нуля, конденсатор 39 начинает перезаряжаться эа счет энергии, запасенной дросселем 22 узла 20 полярностью, указанной на чертеже (фиг. 1) в скобках. Перезаряд конденсатора 39 произойдет до величины напряжения О = О - -б О за счет39потерь энергии в контуре коммутации на величину ЬО. Для дозаряда конденсатора одновременно с основным тиристором 17 катодной группы в момент с включают тиристор 40 и конденсатор 39 дозаряжается до напряжения О по цепи 46-48-40-3946-32-17-46. После произведенного пе-, реключения тиристоров ток нагрузки протекает по цепи 1-8-16-С-В и Аи 18-1. Далее выключается силовой тиристор 18 для чего включаются в момент с (фиг. 3) тиристоры 23 и 36 и конденсатор 39 аналогично разряжается по цепи 22-23 у-36-39, В момент с 4 включается основной тиристор 15 и йбдзарядный 41, и доэаряд коммутирующего конденсатора происходит по цепи 46-48-.41-39-22 -3-23 щ. Далее цикл повторяется.Работа преобразователя , изображенная на фиг. 2,не отличается от описанной работы преобраэователя на фиг, 1. Отличие состоит в том, что источник подэаряда образовац катодной группой тиристоров 2-4 и диодами 43-45. Такое включение источника подзаряда позволяет использовать для фильтровых дросселей источников подзаряда дроссели основного фильтра. Конкретный выбор схемы должен определяться технико-экономическим:. расчетом в зависимости от мощности преобразователя.Предложенный преобразователь частоты по сравнению с известными преобразователями обладает лучшими массо-габаритными показателями на единицу мощности, и обладает повышенной надежностью.Формула изобретенияПреббразователь частоты со зве-ном постоянного тока, содержащийрегулируемый Мостовой выпрямитель,выходом соединенный через СС-фильтрс выводами постоянного тока мостаосновных тиристоров и моста диодовобратного тока, параллельно которымподключена цепь, состоящая из последовательно включенных двух узлов,каждый из которых состоит иэ последовательно соединенйых коммутирукщих"тиристора и дросселя, а также мосткоммутирующих тиристоров, выводыпостоянного тока которого.объединены и через коммутирукзйий конденсаторподключены к общей точке соединенияупомянутых узлов, и два вспомогательных тиристора, один из которыхсвязывает одну обкладку коммутирующего конденсатора через фильтр ивспомогательные вентили со входнымивыводами преобразователя, причемвыводы переменного тока мостов основных тиристоров, диодов обратного то ка и коммутирующих тиристоров объединены, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения и повышения надежности, второй вспомогательный тиристор одним силовым электродом 33 подсоединен к одноименному силовомуэлектроду первого вспомогательноготиристора, а другим - к другойобкладке коммутирующего конденсатора.йщ Составитель Г. Мыцык Прусова Техред Л. Гаврилешко КоррекРеда Подпнсно 4 5 иал ППП фПатент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 9338/20 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р