Тиристорный преобразователь частоты

Тиристорный преобразователь частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

/ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 26.12.78 (21)2702735/24-07 Р1) с присоединением заявки ¹

Н 02 М 5/45/I

Н 02 N 7/525

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15i0980, Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 180980 (5З) УДИ 621. 314..57(088.8) (72) Авторы изобретения

Е.И.Снятков и Н. И.Петриди

Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ра 41.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в качестве источника пйтания ультразвуковых магнитострикционных преобразователей, индукцион- 5 ных электротермических установок, -а также других потребителей тока высокой частоты.

Известны тиристорные преобразователи частоты, содержащие инвертирую- 10 щие мосты, подключенные параллельно с цепочкой из фильтрового конденсатора и нагрузки к зажимам постоянноto тока мостового выпрямителя через фильтровые дроссели, а анже комму- 15 тирующие конденсаторы, одни обкладки которых соединены с зажимами переменного тока инвертирующего моста, а ,другие обкладки объединены и соединени с вершинами моста че- 20 . рез диодно-дроссельные цепочки ,.(11, либо подключены к сред ней точке фильтрового дросселя (2) либо подключенЫ к нулевому выводу вторичной обмотки питающего трансфор-25 матора $3).

В этих преобразователях обеспечивается включение тиристоров при малой амплитуде и скорости нарастания анодного тока за счет предвари- 3р тельного разряда коммутирующих конденсаторов по цепям, содержащим дополнительные или фильтровые дроссели. При этом снижаются коммутационные потери в тиристорах и пбвышается

КПД преобразователя.

Общим недостатком известных преобразователей является наличие последовательно соединенных коммутирующих конденсаторов в диагоналях переменного тока инвертирующих мостов, что уВеличивает габариты и вес устройства.

Известен также тиристорный преобразователь частоты, содержащий несколько инвертирующих мостов, коммутирующий конденсатор в диагона» ли переменного тока только одного моста, трансформатор, одна обмотка которого подключена к коммутирующему конденсатору, а другие обмотки включены в диагонали переменного тока остальных инвертирующих мостов.

В этом преобразователе достигается равномерное распределение напряжений по инвертйрующим мостам, а также рациональнбе использование по мощности коммутирующего конденсато764065

Однако тиристоры в этом преобразователе включаются при большей ско=" рости нарастания анодного"тока,"что приводит к недопустимо большим коммутационным потерям мощности при работе в ультразвуковом диапазоне ,частот.

Наиболее близким к изобретению является тиристорный преобразователь частоты, содержащий инвертирующий мост с двумя-комяутирующими конденсаторами в диагонали переменного тока, подключенный через последователь но соединенные коммутирующие и фильтфбИВ Щ оссели" к вйводам"йостоянно=, го тдка выпрямителя, выводы переменного тока которого подключены к концам вторичных обмоток питающего трансформатора, имеющих нулевой вывод, соединенный с общей точкой коммути="" ф й4йх койденсаторов, йоследовательную цепочку из разделительного кон "" денсатора и выходных выводов, вклю 4еййую=ВГежду"точйами соединения коммутирующих и Фильтровых дросселей f3) .

Наличие двух последовательно

" соединенных коммутирующих конденсаторов в преобразователе приводит к увеличению габаритов и веса.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей.

Указанная цель достигается тем, что тиристорный преобразователь частоты, содержащий инвертирующий мост с "коМгутйрующим ЙонденСатором в диагонали переменного тока, подключенный через последовательно соединенные коммутирующие и Фильтровые дроссели к выводам постоянного тока

" выйряМйтеля; выводы переменного то Ra которого -подкл>очены к концам вторичных обмоток питающего трансформатора, имеющих нулевой вывод, после ойательную"цепочку"йэ "раэделйтель-ного конденсатора и выходных выводов, " "" вклйченйуй между точками соединения коммутирующих и Фильтровых дросселей, снабжен автотрансформатором, обмот- ка которого подключена крайними вывоДЙЙМ в диагональ переменного "тока " ийвертйрующего моста, а средйим выво дом " ="к йулевому "выводу вторичных . обмоток питающего трансформатора.

Применение дополнительного автотрансформатора, включенного B диагональ моста, и соединение среднего вывода "автотрансфорйатора c nyyyif выводом питающего трансформатора по- зволяет исключить из преобразователя одий коммутирующий конденсатор, что

Э "четыре раза сокращает емкьсть установленных конденсаторных банок. ,йри сохранении прежней емкости в диагонали переменного тока моста.

Так как автотрайсформатор расчйтан илько на ток предварительного-,раз ИЩа коммутйрующего конденоатора, VO его габаритй и вес зйачитеМьйб ййже габаритов и веса изъятых конденсаторных банок, что в итоге приводит к общему снижению габаритов и веса преобразователя .

На чертеже представлена схема. преобразователя.

Тиристорный преобразователь частоты содержит инвертирующий мост, выполненный на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока, подключенный через коммутирующие дроссели б и 7 и последовательно соединенные с ними фильтровые дроссели 8 и 9 в анодной и катодной цепях и выводам постоянного тока выпрямителя, выполненного на диодах 10-15, выводы переменного то15 ка которого подключены к концам вторичной обмотки 16 питающего трансформатора 17, перви ."ная обмотка 18 которого подключена к питающей сети, "" Цепочку -из последовательно соединен2Q ных разделительного конденсатора 19 и нагрузки 20, включенную между точками соединения коммутирующих и фильтровых дросселей, автотрансформатор ?1 с полуобмотками 22 и 23, средний вывод которого соединен с нулевым выводом вторичной обмотки питающего трансформатора.

Тиристорный преобразователь частоты работает следующим образом.

В установившемся режиме к начальному моменту времени включения тиристора l конденсатор 19 заряжен до напряжения выпрямителя, а коммутирующий конденсатор 5 заряжен с поляр-. ностью, показанной на чертеже. Напряжение конденсатора 5 равномерно делится, по полуобмоткам 22 и 23 автотрансформатора 21. При включении тиристора 1 в контуре 1-22-16-10,11=у:-12-8,6-1 протекает ток, амплитуда и

40 скорость нарастания которого ограничивается йндуктивностью фильтрового дросселя 8. Конденсатор 5 при этом разряжается по цепи 5-22-23-5.

Напряжение на полуобмотках 22 и 23

4g автотрансформатора 21, так же как в известном преобразователе, повто- ряет по форме напряжение на конденсаторе 5, что -эквивалентно включений в;диагональ моста двух последовательно соединенных коммутирующих

-конденсаторов, емкость каждого из которых в два раэ а превышает ем- ° кость конденсатора 5, как это сделано в известном преобразователе.

Череэ- некоторое время, равное ээ времени установления проводимости в полупроводниковой структуре тиристора 1, включается тиристор 1 и происходит колебательный переэаряд конден" сатора 5 по цепи 1-5-3-7-20-19-6-1.

gg Через нагрузку 20 протекает импульс тока в направлении, укаэанном на чертеже стрелкой. Амплитуда и длительность импульса тока в нагрузке определяется. индуктивностью коммутирую щих дросселей б и 7 и емкостью кон764065

Формула изобретения

/8 /

ВНИИПИ Заказ 6809/19 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП"Патент",г;Ужгород,ул.Проектная,4 денсатора 5. Одновременно протекают

I токи по цепям 1-22-16-10, 12-8-6-1, 3-7-9-13-14,15-16-23-3 и 5"22-23.

Величина этих токов ограничена индуктивностью фильтровых дросселей

8 и 9. После прохождения колебательного импульса тока переразряда коммутирующего конденсатора 5 через ноль тиристоры 1 и 3 выключаются и наступает пауза в токе нагрузки, Коммутирующий конденсатор 5 к этому времени переэаряжается до напряжения с полярностью, обратной указанной на чертеже.

К очередному моменту времени включения тиристора 2 заканчивается первая четверть цикла работы преобразо- 15 вателя. B каждой последующей четверти цикла работы преобразователя поочередно включаются тиристоры 2-4, 3-1, 4-2. При этом процессы перезаряда коммутирующего конденсатора 5 анало- () гичны процессам в первой четверти цикла. B каждой четверти цикла тиристор, включаемый первым, приводит в течение некоторого времени ток, ограниченный фильтровым дросселем. Это позволяет тиристору достичь проводящего состояния при малой амплитуде и скорости нарастания анодного тока, что снижает коммутационные потери.

Тиристорный преобразователь частоты, содержащий инвертирующий мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенный через последовательно соединенные коммутирующие и фильтровые дроссели к выводам постоянного тока выпрямители, выводы переменного тока которого подключены к концам вторичных обмоток питающего трансформатора, имеющих нулевой вывод после) довательную цепочку иэ разделительного конденсатора и выходных выводов, включенную между точками .соединения коммутирующих и фильтровых дросселей, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей;он снабжен автотрансформатором, обмотка которого подключена крайними выводами в диагональ переменногб тока инвертирующего моста, а средним выводом — к нулевому выводу вторичных обмоток питающего трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Р 489186, кл. H 02 M 7/515, 1973.

2.Воротынцев Б.H., Ивенский Г.В и

Дарии A.Â. Устойчивый автономный инвертор с трехфазным вентильным мостом. Сб. "Разработка и промышленное применение полупроводниковых преобразователей частоты в машиностроении". Тезисы докладов.M., 1977, с.77, рис. 1.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2601721, кл. H 02 М 5/45, 10.04.78, 4.Авторское свидетельство СССР

9 574837, кл. H 02 M 7/515, 1977.