Преобразователь трехфазного тока в однофазный

Преобразователь трехфазного тока в однофазный

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)780115 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(51)М. Кл (22) Заявлено 15 ° 07.74 (21) 2044647/24-07

Н 02 М 5/45//

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,11,8ц Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.1180 (53) УДК621.314. .57(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Иванченко, Н. А. Канащенко, И. С. Кисельгоф и A. И. Харитонов (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт постоянного тока (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

В ОДНОФАЗНЫЙ

Ъ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам статических преобразователей частоты, и может быть использовано для преобразования трехфазного тока про" мышленной частоты в однофазный ток, имекщий другую или ту же частоту и форму.

В частности, оно может быть йспользовано для создания мощных преобразователей трехфазного тока промышленной частоты в однофазный синусоидальный и несинусоидальный ток более низкой и более высокой частоты и мощности в десятки мегаватт при работе в полосе частот от единиц до сотен герц.

Существуют способы и устройства преобразования трехфазного тока в однофаэный 1),Я, при этом выходное напряжение формируют, суммируя напряжения, снимаемые с инверторов напряжения, для предотвращения пульсаций мощности, отбираемой от сети используют либо большие емкости в фильтрах выпрямителя, либо перестраиваемые резонансные фильтры.

Это приводит к удорожанию установки, увеличению ее веса и габаритов и .:нижению надежности.

Наиболее близким является преобразователь трехфазного тока в однофазный 3), содержащий связанные через дроссель со входными выводами инверторные ячейки, выходные выводы кото- рых связаны с цепью нагрузки.

Недостатком известного преобразо вателя являются невысокие энергети" ческие показатели.

1© Целью изобретени является повышение энергетических показателей.

Для достижения поставленной цели, преобразователь снабжен выходными .трансформаторами, каждая иэ первичl5 ных обмоток которых подключены, к выводам переменного тока соответствукщей ячейки, а вторичные обмотки со«

Единены параллельно между собой и подключены к цепи нагрузки, причем

26 инверторные ячейки выполнены на вен,тилях с полной и неполной управляеМостью, соединены последовательно между собой и крайние из них подклю чены к общему выпрямителю.

2S

Кроме того, инверторные ячейки могут быть выполнены в виде моста, в анодную группу которого включены вентили с полной управляемостью, а

30 а катсздную вентили с неполной уп780115

"равляемостью, в виде моста на вентилях с неполной управляемостью, выводы постоянного тока которого эашунтированы вентилем с полной управляемостью, по нулевой схеме на вентилях с неполной управляемостью, причем выводы постоянного тока зашунтированы вентилем с полной управляемостью.

На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2-диаграммы, поясняющие его работу, на фиг. 3 и

4 — схемы преобразователя с различно выполненными ячейками.

Устройство содержит инверторные мосты 1-1 до 1-п, .выпрямитель 2, дроссель 3, нагрузка 4 преобразователя 2-1-, 3-1-1. 2-и-, 3-и вентили с полной управЯяемостью (ПУВ) инверторных мостов, 4-1; 5-1", 4-и, 5-п вентили инверторных мостов, имекщие неполную управляемость(ПУВ), 5-1-б-и трансформаторы.

Полностью управляемые вентили (ПУВ) могут представлять собой одну из известных схем, собранную на вентилях с неполной управляемостью или выполняться по типу мощных электронно,-лучевых вентилей (ЭЛВ)

На фиг. 2 представлены кривые, поясняющие работу схемы, по фиг.I, для случая формирования синусоидаль ного тока путем ее аппроксимации

* трехступенчатой функцией при коэффициенте трансформации согласующих трансформаторов, равном единице.

В промежутке времени б t напряже1 ние на выходе всех инверторных мос тов равно нулю, так как открыты и проводят ток вентили 3-1, 5-1, 3-и, 5-п, и, следовательно, напряжение на нагрузке также отсутствует.

В момент t подается отпирающий импульс на ПУВ-2-1 (импульс показан над осью 0 ) и сразу же после него, практически одновременно, запирающйй ймйульс на ПУВ-3-1, ПУВ-3-.1 прекращает проводить ток, который переходит на ПУВ-2-1 и начинает обтекать инверторную обмотку первого трансформатора по цепи этого вентиля и открытого вентиля 5-1. В нагрузке появляется ступень тока iy равная току выпрямителя. В дальнейшем аналбгичнйе процессы происходят с вентилями второго и третьего инвертор-

- нйх мостов; в результате которых в момент t> по нагрузке начинает протекать тройной выпрямленный ток, а напряжение U на ней достигает утроенного значейия напряжения первой ступени.

В момент t отпирается вентиль

4-3 и выводится иэ работы инвертор

3, так как ток с вентиля 5-3 переходит на вентиль 4-3.

Путем отпирания вентилей 4-2 и

4-1 выводятся иэ работы инверторные мосты 2 и 1, в результате чего в момент t< ток в нагрузке становится.равным нулю.

В следующий период происходят аналогичные описанным операции, но в работе участвуют вентили противоположных плеч, обеспечивающие обратное направление тока в обмотках трансформатора.

На оси О изображена кривая питающего напряжения 0„ на зажимах всех инверторов, переменная составляющая которого приложена к дросселю, а постоянная составляющая по величине равна напряжению выпрямителя, Как следует из описанного принципа работы схемы вентили 4 и 3

)5 всех инверторов могут быть не полностью управляемыми, так как после выключения к ним прикладывается отрицательное анодное напряжение (кри вые Ugg и Ugq на осях Оь07).

Я Индуктивность дросселя выбирается настолько большой, что обеспечивает ничтожную пульсацию тока выпрямите— ля, и следовательно, ничтожную пульсацию мощности, потребляемой из сети переменного тока.

На фиг. 3 изображена схема, в ко-, торой параллельно каждому инверторному мосту с вентилями с неполной управляемостью включен шунтирующий

ПУВ. Принцип действия этой схемы аналогичен описанному выше и не тре бует пояснений. Эта схема позволяет дополнительно уменьшить количества элементов преобразователя и облегчить режим токовой нагрузки ПУВ инверторов, в ряде случаев сочетания параметров используемых вентилей и формы кривой выходного напряжения.

На фиг. 4 изображена схема пре образователя, в которой используются

40 инверторы, выполненные по нулевой схеме, Параллельно входным выводам инверторов включены шунтирующие ПУВ, Последняя схема имеет преимущест/ ва перед двумя первыми в случае, ког45 да рабочее напряжение вентилей с неполной управляемостью превышает в два раза-напряжение питания схемы.

50 Формула изобретения

1. Преобразователь трехфазного тока в однофаэный, содержащий связанные через дроссель со входными выводами инверторные ячейки, выходные выводы которых связаны с цепью нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повьыения энергетических показателей, он снабжен выходными трансформаторами, каждая из

40 первичных обмоток которых подключены к выводам переменного тока соответствующей ячейки, а вторичные обмотки соединены параллельно между собой и подключены к цепи нагрузки, при65 чем инверторные ячейки выполнены

780115 на вентилях с полной и с неполной управляемостью, соединены последовательно между собой и крайние иэ них подключены к общему выпрямителю.

2. Пресбраэователь по п. 1,. о тл и ч а ю шийся тем, что инверторные ячейки выполнены в виде моста, в анодную группу которого включены вентили с полной управляемостью, а в катодную - вентили с неполной управляемостью.

3. Преобразователь по п. 1 о т -. л и ч а ю шийся тем, что инверторные ячейки выйолнены в виде моста на вентилях с неполной управляемостью, выводы постоянного тока которого зашунтированы вентилем с полной управляемостью.

4. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тек, что инверторные ячейки выполнены но нулевой схеме на вентилях с неполной управпяемостью,.причем выводы постоянного тока зашунтированы вентилем с пол« ной управляемостью.

Ксточники инФормации, принятые во внимание при экспертиэе

1 ° Лекоргийе - Управляемые электрические вентили и их применение.

M., "Энергия", 1971, с. 399.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 414693, кл. Н 02 M 7/48, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

t5 по заявке 9 1849571/07, кл. Н 02 P 13/30, 1972.

780115

Составитель И. Жеребина

Редактор И. Прусова Техред Л. Гаврилешко, Корректор,Н. Стен

Заказ 9338/20 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,