Статический преобразователь частоты

+ 82 Р 5; + 82 Р 2,Н 1 = Ь 2 + Ь 4 + Ьб; Н 2 = Ь 2 + ЬЗ + Ь 5,нагрузки выводится из контура из коммутации в результате чегокоммутация Изобретение относится к электро". технике и может быть использованодля управления частотой вращения мощного синхронного двигателя.1 ОЦель изобретения - повышение перегрузочной способности путем уменьшения времени коммутации тиристоровинвертора, а также исключение необходимости организации средней точкинагрузки и соединения этой точки свыводами коммутирующих тиристоров.На фиг,1 показана структурная схема предлагаемого устройства нафиг, 2 временные диаграммы, поясняющие его работу,Статический преобразователь частоты содержит последовательно соединен(ные управляемый выпрямитель 1,дроссели 2 и 3 и инвертор 4 на тиристорах с управляющими входами Ч 1 - Чб,Выводы переменного тока инвертора 4подключены к общим точкам цепочек последовательно включенных между вывода- Оми постоянного тока выпрямителя 1коммутирующих тиристоров с управляю"щими входами Ь 1 - Ьб, образукицимиузел 5 коммутирующих тиристоров.Причем, подключение указанного узла355 к выводам переменного тока инвертора 4 выполнено так, что коммутирующиетиристоры с управляющими входами Ь 1 -Ьб соединяются основными выводамис одноименными выводами тиристоровинвертора 4, управляющими входамикоторых являются соответственно,Ч 1 -Чб, Например, анод коммутирующего ти-,ристора с управляющим входом ЬЗ соединяется с анодом тиристора инвертора 454, управляющим входом которого является вход ЧЗ, и т,д, Параллельнодросселям 2 и 3 включены шунтирующиетиристоры с управляющими входами Ни Н 2, а параллельно входу системы бимпульсно-фазового управления выпрямителем 1 подключается ключ 7. К выводам постоянного тока выпрямителя 1подкпючен датчик 8 выпрямленного напряжения, выход которого подключенк входу цепи из последовательно сое 55диненных компаратора 9, первого одновибратора 10 с выходным сигналом Т 1,второго одновибратора 11 и триггера осуществляется в минимально возможное время, 2 ил..12 с парафазными выходами 81 и 81,второй установочный вход которогоподключен к выходу шестивходового логического элемента 13, реализующегологическую функцию "б ИЛИ" и входамисвязанного через дифференцирующиезвенья 14 с выходами Р 1 - Рб системы15 импульсно-фазового управления инвертором 4, Инверсный выход 81 триггера 12 соединен с управляющим входомключа 7, а его прямой выход 81 подключен к счетному входу второго триггера 16 с парафазными выходами 82,82. Управляющие входы Ч 1 - Чб тиристоров инвертора подключены к выходампервого логического узла 17, которыйвыполнен реализующим логические выражения Ч = 8182 Р + 82 Р 1; Ч 2 = 81 82Р 4 + 82 Р 4; ЧЗ = 8182РЗ + 82 РЗ; Ч 4 = 81 82 Рб + 82 Рб; для чего входы упомянутого логического узла 17 подключены к соответствующим входам триггеров 12 и 16 и к выходам Р 1 - Рб системы 15 импульсно- фазового управления тиристорами инвертора 4,;выходы второго логического узла 18 связаны с управляющими входами Ь 1 - Ьб коммутирующих тиристоров и с управляющими входами Н 1 и Н 2 шунтнрующих тиристоров, Дан" ный логический узел 18 реализует логические выраженияЬ 1 = Т 1 РЗ ЧЗ;Ь 2 Т 1 Рб Ч 4;ЬЗ = Т 1 фР 5Ч 5;Ь 4 = Т 1 Р 2 Чб;Ь 5 = Т 1 Р 1 Ч 1;Ьб = Т 1 Р 4 Ч 2;155231 Ь 2 = Т 1 фР 6Ч 4 Н 1 = Ь 2 + Ь 4 + Ьб при соответствующем подключении его входов.Выходные напряжения ЦарНЬ и 11 с инвертора 4, имеющие приблизительно5 синусоидальный характер, изображены на фиг 2, Адекватно их последовательности на выходах Р 1 - Рб системы15 импульсно-фазового управления инвертором Формируется последовательность импульсов для управления тиристорами, Причем фазовый сдвигмежду указанными последовательностями, обо" значенный на временной диаграмме (фиг.2), устанавливается обычно воз можно более близким к 180 эл.град, относительно точек естественной коммутации тиристоров инвертора 4 для минимизации реактивной составляющей мощности на выходе преобразователя 20 частоты, Моментам окончания импульсов на выходах РРб системы 15, фиксируемым при помощи дифференцирующих звеньев 14, соответствуют моменты установки триггера 12 в нулевое положе ние по выходу Я 1. Установка его в противоположное состояние осуществляется импульсом с выхода одновибратора11, момент появления которого отстоит от.момента изменения знака выходного 30 напряжения 11 выпрямителя 1 на величину длительности импульса Т 1, формируемого одновибратором 10, Интервалы нулевого состояния выхода Я триггера 12 соответствуют таким обра зом времени, необходимому выпрямителю 1 на переход в инверторный режим(напряжение 11,1, Фиг,2) и последукщим интервалам, задаваеиим сигналом Т 1 для восстановления вентильной проч ности тиристоров инвертора 4. Сигналы на выходах Я 2, Я 2 триггера 16 со счетным входом определяют очередность запрета на Формирование импульсов на выходах Ч - Чб логичес кого узла 17 для управления тиристо 1 рами катодной и анодной групп инвертора 4. Одновременно с появлением сигналов на выходе Т 1 одновибратора 10 формируются импульсы на выходах50 Ь - Ьб, Н 1 и Н 2 для включения коммутирующих и шунтирунщих тиристоров,Преобразователь частоты работает следунщим образом.55При включении очередного тиристора инвертора 4, например тиристора с управляницим входом Ч 4, и выключении предыдущего, а именно, тиристора с 3 6управляющим входом Ч 2, по срезу импульса Р 4 управления последним, формируемым на выходе на выходе системы15 импульсно-Фазового управления инвертором 4, через дифференцирующиезвенья 14 и логический элемент 13,реализующий логическую Функцию"6 ИЛИ", триггер 12 переключается всостояние, соответствующее закорачиванию входа системы 6 импульсно-фазового управления выпрямителем 1. Осуществляется это в результате воздействия сигнала с инверсного выхода Я 1 триггера 12 на управляющийвход ключа 7. При этом выпрямитель 1переводится в инверторный режим работы, В момент изменения знака напряжения на его выходе, Фиксируемый посредством датчика 8 выражения и компаратора 9, запускается одновибратор10, выходной сигнал Т которого, воздействуя на вход второго логическогоузла 18, в соответствии с логическим выражением приводит к включению коммутирующеготиристора с управйяннцим входом Ь 2.Этот же импульс используется в соответствии с логическим выражением для одновременного включения шунтирующего тиристора с управляющим входом Н 1, В результате отрицательное напряжение с выхода выпрямителя 1 через открытые коммутирующий тиристор с управляющим входом Ь 2 и шунтируннций тиристор с управляющим входом Н 1 прикладывается к тиристору инвертора 4 с управляющим входом Ч 2 и запирает его, Ток, до этого протекавф ший через него, нагрузку и тиристор с управляннцим входом Ч 5, замакается по цепи, включакщей Фазы нагрузки, тиристор с управляющим входом Ч 5, дроссель 3 и тиристор с управляющим входом Ь 2. В этом контуре (фиг.2 действует линейное напряжение нагрузки Оа, которое стремится запереть тиристоры с управляющими входами Ч 5, Ь 2, но этому препятствует дроссель 3.После выдержки времени, необходимой для восстановления запирающих свойств тиристора с управляющим входом Ч 2, соответствующей длительности импуль"са Т 1. на выходе одновибратора 1 О, запускается одновибратор 11, триггер 12 переключается в исходное состояние, ключ 7 размыкается, восстанавли вается выпрямительный режим выпрямителя 1, Переключение триггера 12 в исходное состояние и соответствующее состояние триггера 16 (фиг,2) прекращает запрет на прохождение импульса Р 6 с выхода системы 15 импульсно- фазового управления на управляющий вход Ч 4 тиристора инвертора 4. Осуществляется это первым логическим уз.- лом 17, реализующим формирование ука занного импульса Ч 4 в соответствии с логическим выражениемЧ 4 = Б 1 Б 2 Р 6 + Б 2 Р 610После включения тиристора с управ-ляющим входом Ч 4 запираются тиристоры с управляющими входами2 и Н 1,Ток переводится в основной контур,образованный выпрямителем 1, дросселями 2, и 3, тиристорами инвертора 4с управляющими входами Ч 4, Ч 5 ипоследующими фазами (например, Ь,с)нагрузки,Таким образом, реактивность нагрузки в предлагаемом устройстве выводится из контура коммутации тиристоров инвертора во вспомогательныйконтур и коммутация осуществляетсяв минимально возможное время, чтоспособствует повышению перегрузоч 35ной спо со био сти преобразователя частоты.Формула изобретения40Статический преобразователь частоты, содержащий инвертор с управляющими входами Ч 1 - Чб, выводы постоянного тока которого через дроссели, шунтированные первым и вторым шунтирующими тиристорами с управляющими входами Н 1, Н 2 подключены соответственно к катодному и анодному выводам управляемого выпрямителя, основную5 О цепочку последовательно соединенных первого и второго коммутирующих тиристоров с управляющими входами 1,1, .2, включенную между выводами постоянного тока управляемого выпрямителя, систему импульсно-фазового управ 55 пения выпрямителем с подключенным па раллельно ее входу ключом, систему импульсно - фазового управления инверР тором с выходными сигналами Р -Р 6, последовательность которых соответствует последовательности фаз выход. ных напряжений инвертора,и шесть дифференцирующих звеньев, входы которыхподключены к выходам системы импульсно-фазового управления инвертором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения перегрузочной способности путем уменьшения времени коммутации тиристоров инвертора, он снабжен двумя аналогично выполненными и подключенными к шинам постоянного тока выпрямителя дополнительными цепочками попарно последовательно включенных третьего и четвертого, пятого и шестого коммутирующих тиристоров с управляющими входами соответственно 1.3 - 1,6, а точки соединения тиристоров этих дополнительных и основной цепочки соединены с выходными выводами инвертора,так,что коммутирующие тиристоры с управляющими входами Е - 1,6 соединяются основными выводами с одноименными выводами тиристоров инвертора, управляющими входами которых являются соответственно входы Ч 1 - Чб, шестивходовым логическим элементом 6 ИЛИ, входы которого подключены к выходам упомянутых дифференцирующих звеньев, цепью из последовательно включенных датчика выпрямленного напряжения выпрямителя компаратора, первого одновибратора с выходным сигналом Т 1, второго одновибратора и первого триггера с парафазными выходами Б 1, Б 1, второй установочный вход которого подключен к выходу упомянутого логического элемента 6 ИЛИ, а инверсный выход Б 1 ,к управляющему входу ключа, вторым триггером с парафазными выходами Б 2 Б 2,. счетным входом, подключенным к основному выходу Б 1 первого триггера, и двумя логическими узлами, причем первый" логический узел связан с управляющими входами Ч 1 - Ч 6 тиристоров инвертора и выполнен реализующим логические выраженияЧ 1 = Б 1 Б 2 Р 1 + Б 2 Р 1;Ч 2 = Б Б 2 Р 4 + Б 2 Р 4;ЧЗ = Б Б 2 РЗ + Б 2 фРЗ;Ч 4 = Б 1 Б 2 Рб + Б 2 Р 6;Ч 5 = Б 1 Г 2 Р 5 + Б 2 Р 5;Ч 6 = ББ 2 Р 2 + Б 2 Р 2,552313 О а второй логический узел выходами связан с управляющими входами Ь 1 - Ьб коммутирующих тиристоров и с управляющими входами Н 1, Н 2 шунтирующих тиристоров и выполнен реализующим5 логические выраженияЬ 1Т 1 РЗ ЧЗ;Ь 2 ф Т 1 РбЧ 4; ЬЗ Т 1 ф Р 5 Ч 5 Ь 4 щ ТР 2 Чб ) 1,5Т 1 фР 1 фЧ 1; ЬбТР 4 Ч 2; Н = Ь 2 + Ь 4 + Ьб; Н 2 = Ь 1 + ЬЗ + Ь 5.Ис Составитель Тп Техред М.Диды орректор С.Ше Е к Заказ 337 Тираж 491 ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, 3-35, Рдписноеенияикая на открытиям при ГКНТ ССС