Преобразователь частоты
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
.БЫ( ИЕ ИЗОБРЕТЕНСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИ ТОРСКО ектростот. пользовано в системах вторичн питания с частотой ниже сете Целью изобретения является надежности путем исключения рядного тока, Преобразовател два однофазных тиристорных 7-10, получающих питание от риодного управляемого выпрям ристоре 12 с выходным конден Цель достигается соответствую шением значений емкости кон параметров нагрузки, а также ющими алгоритмам управлен рами преобразователя. 2 ил. кого по,КалиниингрмА,Полян ов,во СС СТОТЫ силовой преожет быть исГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Псковский филиал Лелитехнического института(51)5 Н 02 М 5/45 ОГО ЭЛ вой ча повышение бросков заь содержит моста 2-5 и однополупеителя на тисатором 11. щим соотноденсатора и соответствуия тирмсто(7)мулу (4) 35 40 45 50 тура,С - емкость кол Вн - активное с Из принципа р следует, что частот ра в общем случае вичной сети, пита(фиг. 2), следующим 2 а и - 0,5 где и - четное чис частота первичной и = 2 Л 1 с - угли торое дели ло, насети;овая ч ота первичн ет Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использсвано для электропитания приемников непромышленной частоты, а также в устройствах автоматики, телемеханики, связи и т.п.Цель изобретения - повышение надежности путем исключения бросков зарядного тока.На фиг. 1 представлена электрическая схема преобразователя частоты; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, в частности при делении частоты на два.Преобразователь содержит управляемый инвертор 1, образованный тиристорами 2-5, подключенный шинами питания встречно-параллельно к управляемому инвертору 6, образованному тиристорами 7 - 10 (фиг, 1). Параллельно выводам постоянного тока инверторов 1 и 6 подключен конденсатор 11. Для заряда конденсатора 11 от первичной сети в положительные полупериоды служит управляемый ключевой элемент 12. Со стороны выводов переменного тока инверторов последовательно с нагрузкой 13 включен дроссель 14. Конденсатор 11, дроссель 14 и нагрузка 13 образуют колебательный контур. Для вывода соотношения между емкостью конденсатора 11 и индуктивностью дросселя 14 с учетом полного сопротивления нагрузки 13 используют формулу для расчета частоты колебательного контура(1) где й, - собственная условная частота колебател ь ного контура;- индуктивность колебательного кон ебательного контура; опротивление нагрузки. аботы преобразователя а колебательного конту- связана с частотой перющей преобразователь образом4 л 1 с(2) 1 с - частота первичной сети.Активное сопротивление нагрузки Йнрез мощность и напряжение основнойрмоники (частота этой гармоники равнастоте нагрузки Ьн = 1 с/и) выражается такО О 2 соз иВн = 2 соз гр = - соз о -- , (3)Я Р 5 10 15 20 25 где 2 - полное сопротивление нагрузки дляосновной гармоники;созе - коэффициент мощности нагрузки по основной гармонике;О - действующее значение основнойгармоники напряжения на нагрузке;Я, Р - полная и активная мощности поосновной гармонике.Аналогичным образом определяетсявыражение для индуктивности колебательного контура (с учетом индуктивности нагрузки)= .др. +., (4)гдедр - индуктивность дросселя;н - индуктивность нагрузки,Х=2 п з 1 ер= - соз узап р =, (5)О О 2 з 1 п 2Р 2 Ргде Х - индуктивное сопротивление нагрузки для основной гармониких пх1 н= - =йн СОсгде вн= 2 л 1, - угловая частота тока и напряжения на нагрузке.Подставляя выражение (5) в формулу (б),получим 2 Рамос Подставляя выражение (7)л;чим 2 и О ып 2 у(8)дР 2 РвПодставляя выражения (8) и (3) в выражение(1) и с учетом(2), найдем соотношение для активно-индуктивной нагрузки с В п-ва и вв пи+пипиив (9)иивтгиииввио виве пи -Оку опппв ВБлок 15 управления (фиг. 1) содержит синхронизированный с сетью задатчик частоты в виде формирователя 16 импульсов прямоугольной формы и делителя 16 частоты импульсов, одновибраторы 18 - 19, узел 20 задержки, распределители 21 - 22 импульсов, сумматоры 23-4 и усилительноразвязывающие узлы 25 - 27.Формирователь 16 импульсов преобразует синусоидальный сигнал в прямоугольные импульсы (фиг, 2 в), а также осуществляет гальваническую развязку между первичной сетью и блоком управле ния. В качестве формирователя 16 могут быть использованы, например, оптоэлектронные коммутаторы логических сигналов или оптоэлектронные ключи.Для деления частоты импульсов применяется делитель 17 частоты, в качестве которого может быть использован счетчик импульсов с коэффициентом деления, выбираемым в зависимости от выходной частоты преобразователя (фиг, 2 г).Одновибрэтсры 18 и 19 (эгр 1 мер, и.тегрэльные микрссхелы Е 155 А 3) срабатывают соответственно пс г 1 ереднему и заднему фронтам выходного сигнала делитЕЛя ЧаСтстЫ (фИГ, 2 д И) И фООмируЮт ИМ- пульсы задаваемой длительности узел 20 задержки служит для создания задержки выходных импульсов однсвибрэт ра 1890 эл,град. (фиг. 2 е). Для распределе 1 ия кпульсов между выходными ус л.;гельнс.рэзвязывающими узлами 25 и 2; применяются двухкэнальнье рэс чрегелители 21 и 22, Сумматоры 23; "4 выполнены двухвходовыми и служат для суммирования сигналов, поступающих нэ их входы Усилительно-развязывающие узлы 2 26 фсрлируют управляющие импульсы достаточной мощности и выполнены с несколькими галь ванически развязанными выходами.Преобразователь при делении цэстсть на два работает следующим обэазсПри поступлении нэ вход пр:бразсвэтеля положительной полуволныэ,ря к; - ния первичной сети О 1 В мом нт 101 фи, 2":;) на управляющий электрод тисистора 1, фиг, 1) поступает импульс упрэвл. ия 5 иг, 2 д), тиристор 12 открывается, и с зтогс момента до момента т 1,конденсатор 1 заряжается до амплитудно Го значения напряжения 01 с полярностью, указанной на фиг, ",.В момент т 1 процесс зэоядэ конден".а- тора 11 прекращается и тиристср 112 закрывается. В дал ьнейшем заряжен ы й конденсатор 11 разряжается по ксебэтеч. - ному закону в течение одного периода нэ нагрузку 13 чеоез дроссель ,4 с момент1 до момента "4 (фиг, 2 а, б) п;чи открыаани, тиристоров 2 и 3 упрэвляемсгп инвертсрэи тиристоров 7 и 8 управляемогс инвертсрэ 6, При этом в лсмент т 1 Открывэдтся тири сторы 2 и 3 и с этого момента до момента .ч (фиг. 2 а, б) через нагрузку 13 прсгекает пс ложительнэя полуволнэ синусоидально с тока (фиг. 26). Длительность поотекэния тока обеспечивается выбором емкос-и конденсатора 11 и индуктивнссти дросселя 14 согласно формуле (9), По окончанию положительной полуволны тока 1 момен 1 зтирлсторы 3 и 4 закрываются, э тиоисторь 7 и 8 управляемого инвертора 6 открываются, и с этого момента до момента тл (фиг. 2 а, б) через нагрузку 13 протекает Отрицательная полувол на раз рядно го тока. По о кончаи ю отрицательной полуволны тока ". момент 14 тиристоры 7 и 8 закрываются, а тисистср 12 открывается, и с этого момента до момента 15 конденсатор 11 вновь заряжается до амплитудного значения нэпряжени 1 О 1 прежней полярностью, В моме г т процесс заряда прекращается и тлристор 12 закры-:вается, С этсгс момента кон,. енса гос 11 разсчжэется на нагрузку 13 по колебательномузакс у в теение одчсгс перисда дс момен 5 тэ 1 э (фиг, 2 а, б) при открывании тиристоров4 и 5 упрачля змогс инвертсрэ 1 и тиристоров 9 и 10 упраьляемогч инэертсра 2. Приэтом ток через нагрузк, протекает в проти-." ЧогкСМ: .ОаВЛЕНИИ Г,С СРЭВНЕНИЮ С10 пе;з, ь м и".рипдсм, Далее -рсцсссы повто-с ютсяДля сбесгеце.ия протекания положи.тел ных пслугслтока через тиристоры 2 и3 19 и 1 О) и отрицательных полуволн тока15 через тирисчсры 4 и 5 (7 и 8) ;мпульсы уп,1 В,.ния нэ их управляющие электроды посту;Отсгствет;.твенно в момет т 1(17)(фиг;1 ес . Р Гэрмсники выхсднОГО тока 12 и20 нэп-.яжец. я 1, ,"л сг эстоту 1- В два разаг; ьшую,л цчсгст 11 напряжения сетичь; 2,;), Гс , кс;,енсзтср :1,".;ряжать не;Х.,1 С П:ЛС ,:,ЛЬНСй ПСЛУВОЛНЫ НЭпряж;ния сег э через сду, две и т,д, с25 последу;сгциГИ разрядом и при соответству 1.ще;л выборе;.мкссти конденсатора 11 иинд,.т Внссчи дросселя 14, частота будетлег ит. Ол ссствегственнс на 4, 6 и ч,д.Осуществлени е разряда конденсатора30 11 В течение одного периода позволяет иск-,лк: ить б.чсски зэр днсго тс. в связР с тем,цт, :,чэльнсе напр чжеие на конденсаторепои Вр де илеет ту же полярность, что и /напряжение первичной сети, и поэтому кон-,35,1 е с ;ср ",нждыЙ рэз лишь дозаряжается,кеь е бросков з;рядОго тока позволяе 1 "сэы . тьэдежнсс ь преобразователя.Бросок зэояднсгс тока во время пускапресбрэзсязтеля устрэ 1 яется трэдиционс 11, ны,и м и сдэ ли, напри, с, используя предВэр,тельный заряд конденсатора отпс.-.-орсннего истоцни л питания. Напри е 1 В;треч 1 о-параллельс включенные тиристпры 2 и 9, 3 и 10, 4 и 7, 5 и 845 г. м.;эзовэтеля могут быть заменены четырьмя симисторэли,Оормула изобретенияг".реобрэзсвэтель частоты, содержащийг,.;, люценную к входным вь;водам цепочку50 г последовательно сединенных управляемсгс ключевого эчемантэ и конденсатора,подключенный к обкладкам этого конденсатора шинами питания однофазный мостовой инвертср с дросселем В Выходной цепи,55 э также блок управления, включающий всеб: зэдатчик частоты, выполненный в видеггзслсдовэтельно соединенных м=жду собойфсГ лисова Геля прялоугольных импульсов и",цц Геля частоты, первый Одновибратор,последовательно соединенные между со 1617575бой узел задержки и первый двухканальный распределитель импульсов, три усилительно-развязывающих узла с несколькими гальванически развязанными выходами, причем входй блока управления соединены 5 с входными выводами преобразователя для подключения к первичной сети и входами формирователя прямоугольных импульсов, первый выход блока управления соединен с выходом первого усилительно-развязываю щего узла и управляемым входом ключевого элемента, а второй и третий, четвертый и пятый выходы блока управления, соединенные соответственно с первыми и вторыми выходами второго и третьего усилительно развязывающих узлов, подключены к управляющим входам диагонально расположенных тиристоров мостового инвертора, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения надежности путем иск лючения бросков зарядного тока, он дополнительно снабжен вторым однофаэным мостовым инвертором, подключенным шинами питания встречно-параллельно к первому инвертору, а блок управления 25 преобразователя снабжен двумя двухвходовыми сумматорами и последовательно соединенньгми между собой вторым одновибратором и вторым двухканальным распределителем импульсогпричем пер вые входы первого и второго сумматоров подключены соответственно к первому и второму выходам первого распределителя импульсов, а вторые входы - к соответствующим выходам второго распределителя им ИР, э ф ( Ф где п - четное число, на которое делится частота первичной сети;Р - активная мощность нагрузки по основной гармонике;вю - угловая частота первичной сети; О - действующее значение напряжения основной гармоники на нагрузке;зпав) - угол между активной и реактивной составляющими тока на основной гармоник со ки по окоэффициент ной гармоник ности нагрузпульсов, вход второго одновибратора подключен к соединенным между собою выходу упомянутого делителя частоты импульсов и входу первого одновибратора, к выходу которого подключены входами первый усилительно-развяэывающий узел и узел задержки, входы второго и третьего усилительно-развязывающих узлов соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, шестой и седьмой, восьмой и девятый выходы блока управления, подключенные соответственно к третьим и четвертым выходам второго и третьего усилительно-развязывающих узлов, соединены с управляющими входами диагонально расположенных тиристоров второго инвертора, а значения емкости С конденсатора и индуктивности др дросселя связаны между собой соотношением1617575 д и ЛСоставитель Г. Мыцык Редактор М, Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Л. Пат Заказ 4126 Тираж 497 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина
СмотретьЗаявка
4395822, 21.03.1988
ПСКОВСКИЙ ФИЛИАЛ ЛЕНИНГРАДСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. М. И. КАЛИНИНА
МАРКЕВИЧ АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ, ИВАНОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ, ПОЛЯНСКИЙ РОМАН АЛЕКСЕЕВИЧ, ИВАНОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 5/45
Метки: частоты
Опубликовано: 30.12.1990
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1617575-preobrazovatel-chastoty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь частоты</a>
Предыдущий патент: Способ регулирования выходного напряжения трехфазно трехфазного преобразователя частоты с непосредственной связью
Следующий патент: Высокочастотный выпрямитель
Случайный патент: Устройство для регулирования соотношения расходов двух текучих сред