Способ преобразования трехфазного напряжения

(ы)М. Кл.Н 02 Р 13/16 Н 02 М 5/27 Внударетеснай квинтет СССР ае делан нзебретекнй(72) Автор изобретения В Л.Сасин 31 ьвовский лесотехнический инстит Г(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯаз - :3 - У/ь 1 О Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для умножения в-фазного напряжения в р раз. Применение тако" го преобразователя возможно, например, для питания высокооборотных асинхронных двигателей деревообрабатывающих станков.Известны способы формирования напряжения повышенной частоты в вентильных умножителлх с непосредственной связью И 3 и 21.Однако они применимы только для преобразователей с однофазным выходом.Наиболее близким к предлагаемому является способ преобразования трехфазного напряжения в трехфазное напряжение утроенной частоты путемпреобразования трехфазной системы напряжений сети в три системы симметричных трехфазных напряжений и периодического подключения каждой фазы нагрузки к каждомч из напряжений соответствующей трехфазной системы,по крайней мере, на участках где - фазный угол нагрузки по выходной частоте, При этом нейтральные точки источника тока и нагрузки изолированы между собой 3.По укаэанному принципу возможно умножение частоты тока в иное, целое число раэ. При этом углы отпирания тиристоров должны быть не меньше значений, определяемых иэ соотношения где Р - кратность умножения частоты,Анализ работы этого преобразователя показывает, что в конце каждого полупериода выходного фазного напряжения имеется пауза, когда напряжение на нагрузке равно нулю. Это происходит потому, что соответствующий вентиль при этом закрыва3 904188 4 ется естественным способом, так какток через него прекращается, и появляется на нем обратное напряжение.Продолжительность этой паузы не меньше чем ф-У, где ф, - угол сдвигамежду напряжением источника, питающего фазную нагрузку во время открытого состояния соответствующеговентиля, и напряжением, возникающимна этой же нагрузке на третьем интер Овале полуволны выходного фазногонапряжения, который определяетсяиз соотношения, ф агсбу отна втоозникаетйтральног лько п провод сутствии не. При вляются ричнои сто никновения з ои е напряжения дв повышение ощности за вига,других раз нагрузки.В рассматриваемом преобразователе при чисто резистивной нагрузке эта пауза. равна около 8 эл. град. Если нагрузка обладает также и индуктивностью, то эта пауза будет мень" ше из-за отстающего тока, на на" грузке появится обратное напряжение. При постоянных углах открывания и значительных индуктивностях нагрузки может возникнуть положение, ког" да ф). В таком случае вентиль, оканчивающий работу, еще не закрыл.ся из-за отстающего тока нагрузки, а вентиль, подключающий эту же нагрузку к напряжению обратной поляр. ности уже откроется. Это приведет к появлению сквозного короткого замыкания этих вентилей, которое будет существовать до тех пор, пока соответствующие напряжения источника, направленные друг против друга, не выравняются.Цель иэобретения -входного коэффициента мсчет уменьшения угла сд Указанная цель достигается тем, что при использовании способа преобразования трехфазного напряженияодной частоты в трехфазное напряже-е в Р раэ больше частоты, по которому преобразуют трехфазную систе му напряжений в три системы симметричных а-Фазных напряжений и периодически подключают каждую Фазу нагрузки к каждому из напряжений соответствующей в-фазной системы на определенных интервалах, указанное подключение фаз нагрузки осуществляют на интервалах ( фФ-)-("5-ф) причем угол ф задают соотношекием (1), где в Р при нечетном Р и в 2 Р при .четном Р, а ф - фазный угол нагрузки по выходной частоте.11 о сравнению с известным с особом углы открывания тиристоров в предлагаемом уменьшают на величину, равнуюф .На фиг. 1 а изображена векторная диаграмма напряжений источника/ на фиг, 1 б - принципиальная схема удвоителя частоты; на фиг. 2 а и б диаграмма напряжений источника и принципиальная схема утроителя частоты, на фиг. 3 а - эпюры четырех фаз входных напряжений О 1, О, О, Од и одной Фазы выходного напряжения удвоителя частоты в функции от временного угла аС, на фиг. 3 б - алгоритм работы тиристоров удвоителя частоты в функции от о)й, на фиг.4 2% и б - соответствующие эпяры на женин и алгоритм работы тнристоровдля утроителя частоты, на фиг.эпюры выходного напряжения О и тока 1 умноженной частоты одной фазы .нагрузки, когда она является активно-индуктивнойУдвоитель частоты работает следующим образом (фиг. 1 б).В момент, когда электрическийугол фаэного напряжения Ци равен%- ( фиг. 3 а и б), открываетсятиристор, связанный с Фазой А 1 входного напряжения. При этом токпроходит на первую фазу нагрузки, 40формируя на ней первый участок положительного полупериода напряжения Ор Цепь тока при этом замыкается через открытый тиристор, подсоединенный к фазе С 4, и вторуюфазу нагрузки, на которой в это 43время формируется второй участокотрицательного полупериода напряжения О . На третьей фазе нагрузкив это же время формируется третийучасток положительного полупериоданапряжения Ое . Когда это напряжение снизится до нуля (при углеравном Я; -ф тиристор подключен"ный к Фазе ВЗ, закрывается, а тиристор подключенный к фазе В 2, открывается, и на третьей Фазе на" грузки начинается первый участок отрицательного полупериода напряже ния Ос . На первой фазе нагрузкив это время напряжение скачком изменяется до максимального значения и формируется второй участок напряжения Ос, На второй фазе нагрузки з это же время напряжение умень шается, т.е. формируется третий участок отрицательного полупериода напряжения ОО, и, когда оно достигнет пуншевого значения (при угле-9), тиристор, подсоединенный к О бзвво зе С 4 закрывается и открывается тиристор, подключенный к фазе СЗ. На первой фазе нагрузки напряжение скачкообразно падает, а в дальнейшем снижается, формируя тре тий участок положительного полупериода напряжения Оо,р и, когда оно снизится до нуля (при угле-ф), тиристор, подключенный к фазе А 1, закрывается, а тиристор, подсоеди ненный к фазе А 4, открывается. В это время начинается отрицательный полупериод напряжения Ос который формируется аналогично положительному. 23Утроитель частоты, собранный по схеме фнг. 2 о, работает аналогично (диагра."мы фиг. 4 а и б) .Расчеты показывают, что при удвоении частоты и при чисто актив- ЗО ной нагрузке входной коэффициент сдвига в известном способе равен 0,8. Применение предлагаемого способа повышает этот показатель до 0,9.ЗэФормула изобретения Способ преобразования трехфазноо напряжения одной частоты в тре- фазное напряженив в Р раз большейчастоты, по которому преобразуют трехфазную систему напряжений в три системы симметричных е-разных напряжений и периодически подключают каждую фазу нагрузки к каждому из напряжений соответствующей м-фазной системы на определенных интервалах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения входного коэффициента мощности путем уменьшения угла сдвига, указанное подключение фаз нагрузки осуществляют на интервалах-Я+(й+ф-)прмчем угол ф з ают соотношениемЛ2 ООЗб+ О:а- где ю=Р при нечетном Р и а=2 Р при четном Р, а ф -фазный угол нагрузки по выходной частоте.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Архиереев И.П., Маевский О.А.Чалый Г.В. Принципы формирования напряжения повышенной частоты в веитильных умнокнтелях частоты с непосредственной связью, Сб. "Проблемы оптимизации частоты промышленного переменного тока", Кишинев, 1970.2. Архиереев И П Заика Э.И, Иетоды управления вентилями утроителей частоты с непосредственной связью. Вестник ХИИ, В 30 (7 д)е "Пре. образовательная техника", вып. 3Изд. Харьковского университета, 1968 е3. Архиереев И.П., Заика Э.И. Работа вентильных утроителей частоты с непосредственной связью на трехфазную нагрузку. Вестник ХПИ, У 45 (93). "Преобразовательная техника", 1970, вып, 4.