Преобразователь частоты

Союз Советскйк Социалистических Республик(22) Заявлено 23,04,79 (21) 2758821/24-07с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 230181, Бюллетень ЙВ 3Дата опубликования описания 30. 01. 81 р 1) м,.(э Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР но делам изобретениЯ н открытий(72) Авторы изобретения О.Г.Булатов, В.Д.Поляков и А,И.Царенко Московский ордена Ленина энергетический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ подсоедиазовального прибоных по дит к 5 странение укае. повышение Изобретение относится к электротехнике, представляет собой тиристорный преобразователь частоты и может быть использовано в электро- приводе переменного тока.Известны преобразователь частоты, содержащие тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, реверсор тока нагрузки,и обратные вентили. Принцип действия таких преобразователей основан на формировании кривой тока нагрузки путем однопоэиционного слежения за задающими сигналом 11 .Недостатком этих устройств является невозможность двустороннего обмена энергией между источником питания и нагрузкой, что ухудшает форму и частоту выходного .сигнала преобразователя.Наиболее близким к предлагаемому является преобразовательчастоты, который содержит тиристорный мост с конденсатором в диагонали, реверсор тока нагрузки в виде тиристорного моста и обратные тиристоры.Обеспечение двустороннего обмена энергией в данном преобразователе достигается благодаря включению, на., его входе управляемого тиристорного моста, к диагонали которогонен источник питания 2.Недостатком данного преобтеля является наличие значитколичества полупроводниковыхров, последовательно соединецепи тока нагрузки, что привухуцшению КПД устройства.Цель изобретения - узанного недостатка, т.КПД устройства. Указанная цель достигается тем,что преобразователь содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменноготока, катодная группа которого связана с первым, выходным выводом, атакже четыре дополнительных тиристо О ра, подключенных к выходным выводамидва обратных.тиристора, аноды которых соединены с отрицательным входным выводом, снабжен двумя вспомогательными тиристорами и вторым иден. тичным тиристорным мостом, включенным последовательно с первым тиристорным мостом, катодная группа которогонепосредственно соединена с первымвыходным выводом и с анодной группой второго моста, аноды двух допол 799089нительных тиристоров соединены с соответствующими обкладками коммутирующего конденсатора первого моста, а катоды - со вторым выходным выводом и с.анодами двух других дополнительных тиристоров, подключенных катодами к соответствующим обкладкам коммутирующего конденсатора второго мос та, причем катод каждого обратного тиристора соединен с соответствующим выходным выводом, подключенным через соответствующий вспомогательный тиристор к положительному входному выводу.С той же целью в преобразователь дополнительно могут быть включены два тиристора, каждый из которых подсоединен встречно-параллельно одному из обратных тиристоров.На фиг, 1 изображены принципиальная схема преобразователя и функциональная схема системы управления; на фиг. 2 - принципиальная схема .преобразователя, содержащего пару тиристоров, включенных в прямом направлении между выходными выводами и отрицательным входным выводом; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя,На входе преобразователя включен источник питания, последовательно с которым включен мост на тиристорах 1-4 с коммутирующими конденсаторами 5 в диагонали и мост на тиристорах бс коммутирующими конденсатором 10 в диагонали. Общая точка соединения тиристорных мостов подключена к первому выходному выводу нагрузки 11. Второй выходной вывод нагрузки 11 через дополнительные тиристоры 12 и 13 соединяется с об. кладками конденсатора 5 и через дополнительные тиристоры 14 и 15 - сконденсатором 10. Выходные выводы нагрузки через вспомогательные тиристоры 1 б и 17 подключены к положительному входному выводу, а,через обратные .тиристоры 18 и 19 - к отрицательному входному выводу. Сигналы с датчика тока нагрузки 20 и генератора синусоидального напряжения 21 поступают на вход схемы. сравнения 22, подключенной к логическому устройству23, которое в зависимости от режимаработы при помощи выходного устройства 24 включает силовые тиристоры.Принцип работы устройства, изображенного на фиг, 1 заключается в слежении за задающим. сигналом формируемым генератором 21. Преобразователь может работать в двух режимах, в одном из которых режим 1) двусторонний обмен энергией между источником питания и нагрузкой осуществляется на всем. протяжении формирования полуволны выходного тока, в другом (режим 2) при формировании нарастающей части синусоиды передается только от источника питания к45 50 55 60 для восстановления управляющей способности тиристоров 17 и 18.Во втором режиме схема работает следующим образом При формировании нарастающей части положительной полуволны выходного тока проводят поочередно тиристоры 1, 2 и 3, 4. Ток нагрузки течет через постоянно включенные тиристоры 15, 7. В момент появления на тиристоре 18 прямого напряжения он открывается и ток нагрузки замыкается по контуру. тиристор 18 - нагрузка 11 - тиристор 15 и 7,Перевод преобразователя в режим рекуперации осуществляется следующим образом Производится. включение тиристоров.9 или 14.,в зависимости от полярности напряжения. на конденсаторе 10 и ток нагрузки начинает протекать через конденсатор 10. В тотмомент, когда на тиристоре 17 появляется положительное напряжение, он отпирается, замыкая через себя ток нагрузки. нагрузке, а на спадающей части синусоиды только от нагрузки к источникупитания. В первом из укаэанных режимов обеспечивается простота управле, ния, во втором - лучшая форма выходного сигнала.Допустим преобразователь работаетв первом режиме. В момент с. (фиг, 3)включаются тиристоры 1, 2, 14, 7 иконденсаторы 5 и 10, заряженные донапряжения питания с полярностью указанной на фиг. 1 без скобок, перезаряжаются через нагрузку 11, В моментпоявления на тиристорах 17 и 18 прямого напряжения (конденсаторы 5 и 10перезарядились до обратного напряже-15 иия) они открываются и ток нагрузкиначинает уменьшаться, замыкаясь поконтуру минус источника питаниятиристор 18 в , нагрузка 11 - тиристор17 - плюс источника питания. В мо 20 мент с напряжение, снимаемое о датчика тока 20, совпадает с напряжением генератора 21, включаются тиристоры 3, 4, 15, 9 и конденсаторы5 и 10 вновь переэаряжаются черезнагрузку 11, а тиристоры 1, 2, 14,7 восстанавливают управляющие свойства. В тот момент, когда конденсаторы 5 и 10 перезаряжаются до обратного напряжения открываются тиристоры 17 и 18 и ток нагрузки начинаетспадать, замыкаясь навстречу источнику питания,В таком режиме преобразовательможет работать в течение всего полу,периода задающей синусоиды. В следуЗ 5 ющий полупериод, начинающийся в момент с аналогичные процессы протекают в цепях, замыкающихся черезоткрытые тиристоры 1, 13, б, 7 и3, 12, 8, 9. Возврат энергии, на 40 копленной нагрузкой 11, осуществляется через тиристоры 16, 19. Интервал времени с, -предоставляется6+799089 формула изобретения 40 В режиме рекуперации этап формирования спадающей части синусоиды включается поочередно либо тиристоры 1,2, 17 либо 3, 4, 17 и ток нагрузкипротекает, замыкаясь через них иконденсатор 5. В момент появленияна тиристоре 18 прямого напряжения,он открывается и ток нагрузки замыкается через него и тиристор, 17,протекая навстречу источнику питания. Происходит возврат энергии впитающую сеть.Процессы, протекающие при формировании отрицательной полуволнывыходного тока, аналогичны рассмот-,.ренным, При этом на этапе формирования нарастающей части полуволны работают тиристоры 1, 3, 12, 13, 6,9 и 19, а на этапе формирования спадающей части - тиристоры 1, 12, 3,13, 16 и 19.Преобразователь, схема которогопредставлена на фиг, 2,позволяетполучить при работе во втором режиме еще больший КПД благодаря тиристору 25, шунтирующему последовательно соединенные тиристоры 6, 9 и тиристору 26, шунтирующему последовательно соединенные тиристоры 15 и 7.В этом случае ток нагрузки замыкается всегда не более чем через тривентиля,1, Преобразователь частоты, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, катодная группа которого связана с первым выходным. выходом, а также четыре дополнительных тиристора, подключенных к выходным. выводам и два обратных тиристора,аноды которых соединены с отрицательным входным выводом, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен двумя вспомогательными тиристорами и вторьмидентичным тиристорным мостом, включенным последовательно с первым тиристорным мостом, катодная группа которого непосредственно соединена спервым выходным выводом и с аноднойгруппой второго моста; аноды двухдополнительных тиристоров соединеныс соответствующими обкладками коммутирующего конденсатора первого моста,а катоды - со,вторым выходным выво дом и с анодами двух других дополнительных тиристоров, подключенныхкатодами к соответствующим обкладкам коммутирующеЖ конденсатора второго моста, причем катод каждого общ ратного тиристора соединен с соответствующим выходным выводом, подключенным через соответствующий вспомогательный тиристор к положительномувходному выводу.2, Преобразователь частоты поп. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что он снабжен двумя тиристорами,подключенными каждый встречно-параллельно соответствующему обратному ЗОтиристору. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Булатов О.Г. и др, Преобразователь постоянного напряжения в синусоидальный ток. - Электротехническая промышленность", Сер, "Преобразовательная техника", 1975,вып. 362, с. 8-11.2. Авторское свидетельство СССРР 474088, кл. Н 02 М 7/515, 1972.799089 77 1 У,1 Д 16, О м л оставитель И.Жеребинаехред Н,Ковалева Редактор А.Шандо ректор В.Синицка ПодписноР,каз О ИИП о с д. 4/ 130 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная И 1 Ф,7 31 ХУ тираж 741 Государственного елам изобретений Москва, Ж, Ра етарытия на