Шестифазно-трехфазный преобразователь частоты с непосредственной связью

Шестифазно-трехфазный преобразователь частоты с непосредственной связью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И С А ю К Е (i 11252о9

Союз Сояеюинн

Социапистичесник

Респу6лнн (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 1О,О4„73 (21) 1 9О3565/24-7 с присоединением Заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.OR. 76Ьюллетень 3ы ЗО (45) Дата опубликования описания 01.11,76

Ц О2 М 5/257

H О2 N 5/27

Гасударственный комитет

Соввтв Мнннотроа СССР оо делам нэобретеннй н открмтнй (У) УД1 621.314. (

Московский ордена Ленина энергетчческий .-.. (71) Заявитель (54) ШЕСТИФАЗНО-ТРЕХФАЗНЫЙ И-- ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬК) 1

Изобретение относится к области преоб" эазовательной техники и может найти при1 менение в автоматизированном электропри- оде для управления асинхронными двигате, для пуска синхронных двигателей, в втоно жых энергоустановках, выполненных виде генератора с переменной скоростью ррашения и преобразователя частоты. .Известен шестифазно-трехфазный преоб;разователь частоть| с непосредственной свя - j,0 ,,зью, содержаший два трехфазных вентиле:

". ных моста, входами подключенных к фазам

"сети, и третий дополнительный мост, подключенный к выходу преобразователя, при«чем каждый иэ указанных мостов нагружен j5

1 на тиристор, и обмотку дросселя индуктив;ности, а также источник запираюшего напря;,женин, выполненный„например, в виде однсн-. фазного тиристорного моста с конденсато-

:ром в диагонали переме п|ого тока и с и;е- 20

:почкой иэ вентиля и обмотки дросселя в

;диагонали постоянного тока, подключенной

t (через распределительные тиристоры к като, дам силовых тиристоров и через распреде1лительные вентили — к их анодам, И

Н едостатком известных преобразователей является явление накопления энергии в коммутируюшем конденсаторе.

В предлагаемом преобразователе указан», ный недостаток устраняется благодаря то

1му, что все четыре обмотки дросселей магнитосвязанные между собой.

Структурная схема шестифаэно-третофа ног преобразователя частоты представле, на на фиг. 1,а, а прднштпиальная электри-: ! ческая схема преобразователя на фиг. 1, ф на фтп. 2 приведены временные диаграммы: выходных напряжения и тока при отсутствии (а) и при наличии (б) регулирования напря (женися, а также законы переключения ключей преобразователя (в„г, д); на фиг. 3 приведены графики изменения .амплитуды основной гармонтпа выходного напряжения, Це,„„, (в долях от амплитуды входного напряжения) и коэфрипиента гармоник на пряжмпж К,. в зависимости от относительного угла регулирования, — „.-; на ,/ фиг. 4, а приведены временные диаграммы переходного пропесса на элементах схемы, в момент коммутапии, а на рис. 4,б,в,г— (2 а." 1О () Э эквивалентные схемы контуров соответстве 1м не на первом, втором и третьем этапах ком-, мун пни а

Преобразователь на фиг, 1,а содержит вторичные обмотки трансформатора или рас, шепленные на 2 обмотки генератора Ц1,UIg !

U,,,U«, U,>, U q, два моста 1, 2, нагру i женных на управляемые ключевые элементы 3, 4, а также вспомогательный мост 5, c ключевым элементом 6 для пропуска ре-, 4 активного тока нагрузки в момент регулировочной паузы 1 при регулировании выходного напряжения.

В качестве ключевых элементов 3, 4, 6 могут быть использованы как ключи с пол ной управляемостью, например TpaHGBCTopb двухоперационные тиристоры, TBK и ключи с неполной управляемостио, то есть однооперационные тиристоры, Преобразователь на фиг. 1,6 с тристор-,,: ными ключами содержит обмотки 7, 8Ä 9 дросселя 1О, распределительные тиристоры 11, 12, 13, разделительные вентили 1" „, 15, 16, источник запирающего напряжения выполненный в виде моста на тиристорах17„

18, 19, 2О с нондансатаоом 21 н с иапо -, кой из диода 22 и обмотки 23, принадлежащей дросселю 1О.

При отсутствии регулирования(A = О ) выходные напрюкение Ugg и ток (> для одной фазы IIpB активно-индуктивной нагрус ке имеют вид, представленный на фиг, 2„a, Ключевые элементы 3 и 4 при этом работают в прол1вотакте без пауз с частотой переключения

5. тц

Частота основной гармоники выходного напряжения при этом алгоритме равна .

4 = т

1 т1 тающей сети. При наличии угла регулирования (, @ О ) в работу вступает мос д

5 с ключевым элементом 6. Законы пере- ключения ключей 3, 4, 6 при этом показаны на фиг. 2,в,г,д соответственно, а выходные напряжение и ток — на фиг. 2,6.

Часть тока, отмеченная штриховкой, замы- кается через допсцгп1телып 1Й мост 5 с ключом 6.

Запирание тиристоров 3, 6, 4 после отработки ими программкых отрезков време- ни осуществляют следуюш11м образом. Пусть к моменту t напряжение на конденсаторе 21 имеет полярность, показанную без скобок. Ейя запирания тир11стора 3 в моментt включают тиристоры 11., 17, 18 и. прикладывают к нему напряжение обратной, 1 полярности конденсатора 2 1. бдновременно с тнристорами ll, 17, 18 отпирают тирис тор 6. Конденсатор начинает нерезаряжат1 ся по контуру, вкл1очаюшему в себя источ-

1 ник, обусловленный напряжением сети питания U 2ИЦ(1, и источник тока с па-; прлженнием, пропорциональным току на1 рузе 1, обусловленный накопленной в обмотке 7 электромагнитной энергией (фиг, 4,а,б).

В интервале спадания напряжения конденсатора до нуля ток через обмотку 23 пра1 тически не протекает (точнее, не протекает на том интервале,, когда напряжение между точками объединения анодов распре-, 10 деляюших тиристоров и катодов распреде-< ляюших диодов превышает напряжение конденсатора 21). Параметры(С -контура выбирают такими, чтобы. к моменту перехода напряжены конденсатора, через нуль тирис

15 тор 3 был бы надежно заперт. Число вит ков Ф обмотки 23 выбирают большим числа витков Ф1 обмотки 7. Заряд кон-. денсатора 21 до противоположной поляр. ности осуществляется по прежнему контуру до тех пор, пока напряжение на обмотке 2 не превысит подпирающее диод 22 напряже нню Ug (фиг, 4,а,в), после чего окончани перезаряда происходит через обмотку 23 и диод 22. (фиг. 4,а,г). По окончании пере», заряда тиристоры 17, 18 запираются естес ственным путем. Таким образом осуществляют обмен энергией между обмотками дросселя индук тивности 1О и конденсатором 21 при отсе

@ чении на этапе заряда конденсатора конту ра, включающего сеть, и благодаря этому предотвращают черезмерное накопление напряжения на конденсаторе.

После отработки тиристором 6 паузы1

® -t> в момент времени t отпирают следую-l щий тиристор 4 и одновременно к тирис-. тору 6 прикладывают запирающее напряже-

1 ние конденсатора 21 путем отпирания тиристоров 12, 19, 2О.

Далее процессы повторяются.

В данном преобразователе напряжение на конденсаторе не может превосходить в несколько раз напряжение Бо, а лишь не . 5 значительно er"o превышает (в 1,1 -1,3 раза). Это позволяет существенно, снизить

1 вес и габариты конденсатора и применить более дешевые низковольтные диоды и тиристоры. @ Следует также добавить, что рассмотренная схема преобразователя может быть ис пол1зована не только для регул1рования выходного напряжения. В тех случаях, когда это не требуется, введенный мост 5

@ с тиристором 6 позволяет улучшить качество выходного напряжения. Оптиматп ная длительность паузы при этом равна

46 26 . Коэффициент гармоник напряжения уменьшается при этом на 15,4% (см. фиг. 3).

252О9

Южгис7 а йище

5..пектр выходного напряжения имеет вид

11) ) ) с > СОж Kd. КЛ

20 й3 97 к=1Д„ K

-кю )t+srîÌ ° кш )t) м 1 Н

Фор мула изобретения

Ш естифазно-трехфа)ный преобразователь

: астоты с непосредственной связью, содер- ! аший два трехфазных вентильных,моста, ходами подключенных к фазам сети, и третий дополнительный мост, подключенб

Ный к Bhlxopp llpeo6pBBDBRтеля, кожную ps которых. нагружен на тиристор и обмотку рросселн нннуктнннсстн, е,также источник запирающего напряжения, выполненный в виде ОднофазнОГО THpHGTopHoI Î моста с кон»" денсатором в диагонали переменного тока с цепочкой из вентиля и, обмотки щэоссв. ля в диагонали постоянного тока,,подклю ченной через распределительные тйристоры

1О к катодам силовых тиристоров и через рас пределительные вентили-к их анодам, о т +

I л ичаюшийся тем, что,с целью исключения накопления энергии на комму ующем конденсаторе и упрощения, все

iS четыре упомянутые обмотки м 1г чр 1 яэ -, j ны между собой.

Vp

Vp

Ку 3

i > ( г

075 (85

Ю

089 050 0?5 10

4(Фиг.3

ЦЦЦДПЦ,,Заказ 5О9 У,эс) ТиРзаж 882

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уд. Проектная, 4