Преобразователь частоты
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(51)4 Н 02 М 7/515 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Саратовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 183269, кл; Н 02 М 7/48, 1966,Авторское свидетельство СССРУ 866671, кл. Н 02 М 7/515, 1981.(57) Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и можетбыть использовано для источниковэлектропитания на повышенных частотах. Целью изобретения является улучшение энергетических характеристикпреобразователя частоты, Устройстводля управления преобразователем частоты позволяет производить перестройку структуры силовой части в зависимости от величины нагрузки. Силоваячасть включает ведущую и ведомуюсекции. Если нагрузка преобразовате1275711 ля не меньше половины номинальной,то обе секции включаются в параллельную работу. В этом случае ониосуществляют преобразование постоянных напряжений, подаваемых с выходов регуляторов 7 и 8 через ЬС-Фильтры 5 и 6 на входы трехфазных тиристорных мостов 1 и 2, в трехфазноепеременное напряжение, При нагрузкепреобразователя, меньшей половиныноминальной, регулятор 3 второй секИзобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для создания источников электропитания на повышенных частотах.Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик преобразователя частоты.На чертеже показана схема преобразователя частоты с устройством управления. Объект управления содержит трехФазные тиристорные мосты 1 и 2,.выводы постоянного тока которых через сглаживающие дроссели 3 и 4 и ЬСФильтры 5 и 6 подключены к выходам регуляторов 7 и 8, а выводы переменного тока соединены между собой через конденсаторы 9 и через дроссели 10 и 11 - с выводами переменного тока мостов 12 и 13 обратных диодов. Устройство для управления преобразователем частоты содержит задающий генератор 14, выход которого соединен с управляющим входом моста 1 и через.фаэосдвигающий узел 15 - с управляюцим входом моста 2, датчики 16 и 17 тока в цепях питания мостов 1 и 2, узлы 18 - 20 сравнения сигнапов, усилители 21 и 22, блоки 23 и 24 управления регуляторами, сумматоры 25 " 27, источник 28 опорного нап. ряжения, датчик 29 выходного напряжения, трансформаторы тока 30, выпрямитель 31, фильтр 32, делитель 33, пороговый элемент 34 и коммутаторы 35 - 37, В цепь питания моста 2..включен в прямом направлении диод 38. ции запирается, а трехфазный тиристорный мост 2 с диодным мостом 13 идросселем 11 переводится в режимкомпенсации избыточной реактивноймощности конденсаторов 9. Введениев устройство узлов для измерения тока компенсирующих дросселей позволяет производить перестройку структуры преобразователя в зависимости отвеличины нагрузки, 1 ил. Один из возможных вариантов реализации регуляторов 7 и 8 - управляемые выпрямители, выполненные посимметричной или несимметричной схе"мам, В этом случае блоки 23 и 24управления могут быть построены поизвестным схемам импульсно-фазовогоуправления, Питание выпрямителейв регуляторах 7 и 8 может осущест О вляться, например, через согласующийтрансформатор с двумя вторичными обмотками. Другой возможный вариантреализации регуляторов 7 и 8 - импульсные преобразователи постоянно го напряжения. Устройство для управления преобразователем частоты позволяет производить перестройку структуры его силовой части в зависимости от величины нагрузки. Силовая часть преобразователя включает в себя две секции, каждая из которых содержит регулятор постоянного напряжения,сгла 25 живающий Фильтр и инвертор тока свентильно-реакторными цепями компенсации реактивной мощности. Верхняя по схеме секция является ведущей, нижняя - ведомой, Если нагрузка преЗ 0 образователя, оцениваемая по величине токов в цепях питания мостов, не меньше половины номинальной, то обе секции включаются на параллельную работу. В этом случае они осуществляют преобразование. постОянных напряжений, подаваемых с выходов регуляторов 7 и 8 через фильтры 5 и 6 на входы мостов 1 и 2, в трехфазное переменное напряжение. Принагрузке преобразователя, меньшейполовины номинальной, регулятор 8второй секции запирается, а тиристорный мост 2 с диодным мостом 13 идросселями 11 переводится в режим 5компенсации избыточной реактивноймощности коммутирующих конденсаторов 9,В любом случае практической реализации регуляторов 7 и 8 выходноенапряжение Б,1 (1 = 1,2) соответствующего регулятора является монотонно возрастающей функцией параметрана управляющем входе блока управления, причем Б= 0 при Р= О.Управляющие воздействия, цформируются сумматорами 25 и 26.Приэтом, если сумма токов 1 , 1 1,потребляемых мостами 1 и 2 больше,чем номинальное значение тока 1а ноМкаждого из мостов, тоф ос выл Кп 14 1 д где Б, - напряжение опорного источника 28;К, - коэффициент передачи датчика 29 выходного напряжения;К - коэффициент передачи канала, включающего датчик тока 16 (1) и усилитель21 (22);11, 1 - средние значения токов,1потребляемых соответственно мостами 1 и 2.Если нагрузка преобразователя такова, что 1 д, + 11(1,1, тоРК Пьр,= О. Последнее условие достигается отключением управляющего входа блока 24 от выхода коммутатора 37 с последующим его закорачиванием. В силу указанного принципа построения регу ляторов 7 и 8 напряжение Ц становится равным нулю.Включение преобразователя частоты для централизованного электроснабжения осуществляется, как правило, 50 на холостом ходу и уже в дальнейшем производится подключение потребителей. Поэтому в начальный момент работы преобразователя коммутаторы 35 - 37 находятся в положении, ука занном на схеме, т.е. коммутатор 35 соединяет выход делителя 33 с инверсным входом узла 20 сравнения, 40 коммутаторы 36 и 37 закорачивают входы соответственно усилителей 21 и 22 и блока 24 управления, В результате на управляющий вход фазосдвигающего узла 15 поступает разность выходных напряжений датчика 29 и делителя 33. Выходное напряжение датчика 29 пропорционально выходному напряжению преобразователя частоты, а напряжение, снимаемое с делителя 33, пропорционально амплитуде токов в цепях компенсации реактивной мощности, верхней по схеме секции.Под действием указанной разности сигналов фазосдвигающий узел 15 сдвигает последовательность управляющих импульсов, подаваемую на тиристоры моста 2, в сторону опережения на такой угол, чтобы амплитуда токов в дросселях 10 при изменении нагрузки оставалась постоянной. Цепь постоянного тока моста 2 отсекается от фильтра 6 с помощью диода 38, поэтому при подаче импульсов управления на тиристоры моста 2 образуются каналы для протекания только тока компенсации через соответствующие дроссели 11.Если величина загрузки преобразователя достигает половины номинальной, срабатывает пороговый элемент 34, который управляет коммутаторами 35 - 37. Коммутатор 35 замыкает вход узла 20 сравнения, коммутатор 36 подключает входы усилителей 21 и 22 к выходу узла 18 сравнения, а коммутатор 37 соединяет вход блока 24 управ. пения с выходом сумматора 26. После срабатывания коммутатора 35 датчик тока дросселей 10 отключается от узла 20 сравнения, в результате чего на управляющий вход фаэосдвигающего узла 15 поступает только сигнал с датчика 29 напряжения. Под действием этого сигнала угол сдвига между последовательностями управляющих импульсов мостов 1 и 2 уменьшается до нуля. Одновременно с этим при замыкании коммутаторов 36 и 37 включается регулятор 8 и система балансировки токов, потребляемых мостами 1 и 2, Сигнал пропорциональной разности токов 1 11 и 1 суммируется с сигналом контура регулирования в блоке 26 и вычитается из него в блоке 25. В результате этого выходные напряжения регуляторов 7 и 8, как записано выше, определяются как величиной опорногонагряжения источника 28, так и разбалансом токов 1, 1,1. Если наприи 1%мер, в процессе работы преобразователя ток 1,1 стал больше, чем 11то напряжение Ц подаваемое с выхода регулятора 7, уменьшается, а напряжение И- увеличивается. Вчрезультате разность токов 11, 1,1 стремится к нулю.При параллельной работе преобразовательных секций компенсация:избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов 9 осуществляется в основном мостом 12 с дросселями 10. Индуктивность последних выбирается много меньшей, чем индуктивность дросселей 11. При снижении нагрузки в поддержании баланса реактивной мощности участвуют уже две системы. Первая система является быстродействующей, причем ее действие имеет ярко выраженный импульсный характер, Вторая система, управляющее воздействие которой формируется рядом узлов, обеспечивает компе:нсацию медленных изменений параметров нагрузки, однако имеет преимущества в смысле использования силовых элементов по току. Сочетание двух систем позволяет рационально решить вопросы быстродействия и минимизации установленной мощности. 1 О 20 30 Формула изобретения Преобразователь частоты, содержащий объединенные по выходу трехфазные тиристорные мосты, выводы постоянного тока каждого из которых через сглаживающий дроссель и 1.С- фильтр подключены к выходу соответствующего регулятора постоянного напряжения, а выводы переменного тока соединены через конденсаторы между 11 ерестройка структуры силовой части преобразователя частоты в зависимости от величины нагрузки позволяет совместить функции преобразования постоянного напряжения в переменное и компенсации реактивной мощности в одних и тех же компонентах схемы.40 При этом угол проводимости тиристоров второго моста при работе в режиме компенсации может быть приближен к 180 эл.град. соответствующим выбо 45 ром параметров компенсйрующих дросселей 11. собой и через дроссели - с выводамипеременного тока соответствующего моста обратных диодов, выводы постоянного тока которого подключены к выводам постоянного тока данного тиристорного моста, задающий генератор, выход которого соединен с управ. ляющим входом первого тиристорного моста и через Фаэосдвигающий узел с управляющим входом второго тиристорного моста, датчики тока в цепях питания тиристорных мостов, два узла сравнения сигналов, два усилителя, блоки управления регуляторами, два сумматора, источник опорного напряжения и датчик выходного напряжения, причем входы первого узла сравнения соединены с выходами датчиков тока, один вход второго узла сравнения подключен к выходу источника опорного напряжения, другой - к выходу датчика напряжения, выходвторого узла сравнения соединен с одними из входов сумматоров, другие входы которых подключены к выходам усилителей, при этом выход первого сумматора сОединен с входом соответствующего блока управления, о т л и,ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик преобразователя частоты, он снабжен диодом, трансформаторами тока, первичные обмотки которых соединены последовательно с дросселем первого моста, выпрямителем с фильтром и делителем, третьим узлом сравнения, третьим сумматором, пороговым элементом и тремя коммутаторами, фазосдвигающий узел снабжен управляющим входом, причем диод включен в прямом направлении в цепь питания второго тиристорного моста, вторичные обмотки трансформаторов тока подключены к входу выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные Фильтр, делитель и первый коммутатор подключен к одному из входов третьего узла сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход подключен к управляющему входу фазосдвигающего узла, второй коммутатор включен между выходом первого узла сравнения и входами усилителей, третий коммутатор - между выходом второго сумматора и входом соответствующего блока управления, при этом параллельно входам первого узла сравнения1275711 мент соединен с управляющими входамикоммутаторов. Составитель,В.БунаковТехред А.Кравчук Редактор Г.Гербер Заказ 6578/54 Тираж б 31ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Б Раушская наб., д.4/5 Производственно-полигра 4 ическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 подключены входы третьего сумматора, выход которого череэ пороговый элеКорректор В,СиницкаяПодписное
СмотретьЗаявка
3813304, 19.11.1984
САРАТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
КАНТЕР ИСАЙ ИЗРАЙЛЕВИЧ, АРТЮХОВ ИВАН ИВАНОВИЧ, МИТЯШИН НИКИТА ПЕТРОВИЧ, КОРНЕВ АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ, СТЕПАНОВ СЕРГЕЙ ФЕДОРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 7/515
Метки: частоты
Опубликовано: 07.12.1986
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1275711-preobrazovatel-chastoty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь частоты</a>
Предыдущий патент: Трехфазный тиристорный инвертор
Следующий патент: Двухфазный тиристорный инвертор
Случайный патент: Способ определения ресурса работы инжекционных лазеров