Преобразователь частоты

(51)5 Н 02 М 5/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Ленинградский горный институт им,(56) Авторское свидетельство СССРМ 760339, кл,. Н 02 М 5/27, 1980,Авторское свидетельство СССР1 Ф 1222550, кл. Н 02 М 5/27, 1985.Авторское свидетельство СССРЯ 1288853, кл, Н 02 М 5/27, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1527692, кл. Н 02.М 5/27, 1989.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, Цель - повышение устойчивости работы при малых нагрузках, Преобразователь содержит последовательно включенные трансформатор 7, выпрямитель 2 и инверторный мост 3, Вспомогательные тиристорный 5 и диодный 6 мосты с конденсаторами 7, 8 используются для уменьшения искажений тока нагруз. ки (для компенсации реактивной его составляющей). Переключатель 9 режимов и логические элементы (в системе управления мостами 3, 5) обеспечивают управляемый режим работы конденсаторов 7, 8. 4 ил.Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного управления двигателем переменного тока.Целью изобретения является повышение устойчивости работы,На фиг,1 представлена схема преобразователя частоты; на фиг,2 - схема распределителя импульсов; на фиг,3 - формы сигналов на выходах элементов распределителя импульсов, на фиг.4 - формы сигналов управления тиристорами инвертора, формы напряжений на фазах нагрузки.Преобразователь частоты содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого включена в звезду, трехфазный мостовой выпрямитель 2, подключенный к фазам вторичной обмотки трансформатора 1, инвертор 3, подключенный к выходу выпрямителя 2, нагрузку 4, включенную в звезду и соединенную с выходами инвертара 3, подключенные к фазам нагрузки вспомогательные трехфазный мост 5 и трехфазный диодный мост б, соединенные между собой разноименными выводами постоянного тока, два конденсатора 7 и 8, соединяющие выводы постоянного тока вспомогательных мостов с нейтралями нагрузки и вторичной обмотки трансформатора, переключатель 9 режимов, подключенный входами к фазам и нейтрали нагрузки, а также к одному из конденсаторов, блок 10 управления, который включает в себя систему 11 управления выпрямителем, выходы которой подключены к управляющим электродам тиристоров выпрямителя 2, и систему 12 управления тиристорами инверторцого и вспомогательного мостов, включающую в себя шестиканальный распределитель 13 импульсов, подключенный входом к выходу переключателя 9 режимов,Распределитель импульсов содержит одновибратор 14, на вход которого подают тактовые импульсы типа меандр (со скважностью два), собственно схему распределения импульсов для управления тиристарами инверторного и вспомогательного мостов 15, логическую схему 2 И-,НЕ 16, подключенную инверсным входом адновибратора 14, прямым входом - к выходу переключателя 9 режимов, и шесть логических элементов 2 ИНЕ 17 - 22, подключенных первыми входами к выходу элемента 2 И-НЕ 16, вторыми входами - к тем выходам схемы 15 распределения импульсов управления, которые предназначены для управления тиаисторами инвертара 3, а выходами - к соответствующим тиристорам лнвертара 3. 20 25 30 35 40 45 50 55 На фиг,3 представлены временные диаграммы работы распределителя 13 импульсов: входные тактовые импульсы Оу импульсы выхода одновибратора 01, импульсы управления тиристорами вспомогательного моста 0, сигнал с выходя переключателя 9 оежимов 09, импульсы с. выхода элемента 2 И-НЕ 16 016, импульсы управления тиристорами инвертора Ов,Трансформатор 1 служит для питания преобразователя частоты, выпрямитель 2 и инвертар 3 предназначены для формирования напряжения в фазах нагрузки 4, диодный мост 6 служит для заряда конденсаторов 7 и 8, тиристорный мост 5 служит для разряда конденсаторов 7 и 8 через фазы нагрузки 4, Переключатель 9 режимов необходим для перевода блока управления тиристорами инвертора в режим меньшего дозаряда конденсаторов при по-. вышении величины напряжения на последних, система 10 управления предназначена для управления ти ристорами и реобразователя частоты, блок 11 упаавления выпрямителем служи для управления тиристорами выпрямителя 2, блок 12 управления предназначен для управления тиристорами инвертора и вспомогательного тиристорного моста, распоеделитель 13 импульсов служит для получения на шести выходах импульсов длительностью 180 эл.град., сдвинутых один относительно другого на 60 эл.град, для управления тиристорами инвертора, а также шести импульсов, аналогичных предыдущим, но уменьшенной длительности для управления тиристорами вспомогательного моста 5, Длительность импульса на выходе одновибратора 14 определяет разность длительностей импульсов управления тиристорами инвертора и тиристорного моста.Логический элемент 2 И-НЕ необходим для преобразования сигнала переключателя 9 режимов, логические элементы 2 И 17 - 22 предназначены для формирования сигналов управления тиристорами инвертара 3,Устройство работает следующим образом.В начальный момент времени на выходе переключателя 9 режимов логический "0" на выходе логического элемента 2 И-НЕ 16 - логическая "1", логические элементы 2 И 17- 22 повторяют сигналы, подаваемые на их вторые входы, Выпрямитель и инвертор формируют выходные напряжения фаз А, В, С нагрузки, конденсаторы 7 и 8 подключаемые параллельно нагрузке с помощью вспомогательных диаднога 5 и тиристорнаго б мостов, сглаживают выходное напряжение и компенсирует реактивную энергию. на10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 капливаемую в индуктивностях нагрузки согласно описанию прототипа.Предположим, в режиме малых нагрчзок период времени 11-12 (фиг,4), конденсаторы, незначительно разряжаясь через фазы нагрузки и регуляторно дозаряжаясь напряжением сети через выпрямитель и инвертор, достигают значения напряжения, выше которого возможно незапирание какого-либо из тиристоров вспомогательного тиристорного моста 5 вследствие малого прикладываемого запирающего напряжения и возможных колебаний напряжения нагрузки 4 и, следовательно, короткого замыкания через тиристоры вспомогательного моста 5 с полным разрядов конденсаторов 7 и 8,При достижении напряжения конденсаторов предельно допустимого значения на выходе переключателя 9 режимов формируется логическая "1" при появлении которой на выходах логических элементов 2 И 17 - 22 вместо импульсов длительностью 180 эл,град. подаются только короткие импульсы, длительность которых определяется одновибратором 14, и необходимые только для подачи тока сети при запирании тиристоров.вспомогательного моста в конце полупериодов выходного напряжения. Например, конденсатор 8 разряжается через открытый тиристор вспомогательного моста 5 и фазу А нагрузки 4; Формируется отрицательная полуволна напряжения фазы А нагрузки, в конце которой отпираются по одному тиристору выпрямителя и инвертора, ток сети протекает по цепи: трансформатор 1, конденсатор 8, тиристор вспомогательного моста 5, открывшиеся тиристоры выпрямителя и инвертора, при этом тиристор вспомогательного моста 5 запирается, происходит дозаряд конденсатора 8, формирование отрицательной полуволны напряжения фазы А нагрузки закончилось.Поскольку дозаряд конденсаторов происходит только при окончании полупериодов выходного напряжения, уровень напряжения на них понижаетсяВ момент времени 1 на выходе переключателя 9 режимов формируется логический "0", устройство переходит в режим работы, описанной в известном преобразователе.Использование изобретения позволяет увеличить устойчивость работы .преобразователя частоты при малых токах нагрузки, в том числе при нагрузках с режимами работы, близкими к холостому ходу, что значительно увеличивает нагруэочный его диапазон и, соответственно, расширяет область применения,Формула изобретения Преобразователь частоты, содержащий два встречно-параллельно включенных по цепи постоянного тока выпрямительного и инверторного трехфазных моста, причем выходы переменного тока инверторного моста образуют выходные выводы преобразователя, вспомогательный диодный и тиристорный мосты, соединенные между собой разноименными выводами постоянноо тока и выводами переменного тока, причем последние подключены к выходным выводам преобразователя, между выводами постоянного тока упомянутых вспомогательных мостов подключена цепочка из последовательно соединенных конденсаторов, точка соединения которых предназначена для подключения к нулев,: й точке нагрузки, а также блок управления, включающий в себя систему импульсно-фазового управления выпрямительным мостам и систему управления инверторным и вспомогательным тиристорными мостами в виде шестиканального распределителя импульсов с одновибратором на входе, обеспечивающим формирование импульсов управления вспомогательным тиристорным мостов длительностью меньше заданной длительности импульсов управления инверторным мостом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы, введены переключатель режимов, логический элемент 2 И-НЕ и шесть логических элементов 2 И, причем входы переключателя режимов подключены к выходным выводам преобразователя и к обкладкам одного из конденсаторов, а выход - к прямому входу логического элемента 2 И-НЕ, инверсный вход которого подключен к выходу одновибратора. а выход к первым входам логических элементов 2 И, вторые входы последних присоединены к тем выходам шестиканального распределителя импульсов, которые предназначены для управления тиристорами инверторного моста, а выходы логических элементов 2 И связаны с управляющими входами соответствующих тиристоров инверторного моста.оставитель Г.Мыцыехред М.Моргентал Реда кто орректор Н.Король ланар оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10Ъ аказ 4314 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5