Многофазный непосредственный преобразователь частоты- источник напряжения и способ для его управления

Многофазный непосредственный преобразователь частоты- источник напряжения и способ для его управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (920986

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реаттубттми

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15.08.78 (21) 2653374/24-07 (51)М. Кл.

Н 02 М 5/04

Н 02 P 13/16 с присоединением заявки М

I (23) Приоритет

Гоеуаарственый квинтет

СССР

II0 делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень И 14

Дата опубликования описания 18.04.82 (5Э) УДК 621,314. . 2 7(088. 8) (72) Автор изобретения

B. С. Высочанскпй (7!) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ вЂ” ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ И СПОСОБ

ДЛЯ ЕГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротех» нике и моЖет быть использовано для управления тп -фазным статическим преобразователем частоты -с непосредственной связью, предназначенным для питания различных потребителей электрической энергии, например синхронных двигателей.

Известен способ управления вентилями непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) путем периодической подачи отпираюших импульсов и изменения их фазы относительно питающего напряжения (изменения угла 1) по арккосинусоидальному, трапецеидальному или какому-либо другому закону, обеспечивающему непрерывное протекание тока нагрузки. При этом вентили анодных и катодных подгрупп анодной и катодной групп мостовых выпрямителей, из которых собран НПЧ, управляются по одинаковому закону с соответствующим фазовым сдвигом, При. подаче отпирающих импульсов на вентили этих групп имеют место интервалы времени одновременной работы двух или нескольких выпрямительных мостов, относящихся к одной анодной или одной катодной группе (11

Мгновенные значения напряжений выпрямительных мостов не равны друг другу, поэтому гальваническая связь между вхогяыми зажимами выпрямителей одной группы недопустима.

Наиболее близким по технической сущто ности к изобретению является многофазный НПЧ с ситемой управления, подающей пакеты отпираюших импульсов одновременно на часть выпрямительных моотов, объединенных в анодную и катодную т5 подгруппы вентилей.

Способ для управления многофазным

НПЧ состоит в том, что периодически полают управляющие импульсы с перемен20 ным углом управления на анодные и ка.тодные подгруппы вентилей одноименных с ними мостов, причем пакеты импульсов одновременно воздействуют на мосты смежных фаз упомянутых групп. (2) 3 920

Необходимость осуществлять гальваническую развязку выпрямительных мостов одной группы по питанию приводит . к тому, что в рассматриваемых НПЧ— источниках напряжений, питающих нагрузку, фазы которой гальванически связаны между собой, минимальное число комплектов вторичных обмоток питающего трансформатора равно числу фаз нагрузки. Отсюда и необходимость усложнения конструкции трансформатора, снижение

et о использования и увеличение габарит ной мощности, которая может значительно превышать мощность нагрузки.

Бель изобретения - уменьшение мощности входного трансформатора или авто1

1 номного синхронного генератора и упрощение способа для его управления.

Поставленная цель достигается тем, что в многофаэном непосредственном преобразователе частоты входные зажимы в каждой из групп выпрямителей пофазно объединены между собой.

Вентили анодных подгрупп анодных групп выпрямителей и вентили катодных подгрупп катодных их групп могут быть выполнены как управляемыми, так и неуправля.емыми. Вентили других подгрупп обязательно должны быть управляемыми.

Одна из вынрямительных групп подключена к сети через трансформатор, а другая с ней связана гальванически.

Согласно способу управления многофа ным непосредственным преобразователем, частоты углы отпирания вентилей одной подгруппы той же группы мостовых ввт= прямителей в интервалы времени их одновременной работы устанавливают одинаковьтми, На фиг. 1 приведена силовая схема

НПЧ при гальванической развязке сети и нагрузки при питании трехфаэной на рузки от трехфазной сети; на фиг. 2— то же при наличии их гальванической связи; на фиг. 3 и 4 — варианты потенциальных диаграмм и кривых напряжения различных вентильных групп НПЧ.

986 ных подгрупп выпрямительных мостов

4 и 6, потенциальные диаграммы 17 и

l8 анодных вентильных подгрупп мостов

4 и 6, напряжение 19 - 22 выпрямиз тельных мостов 1, 3, 4 и 6, напряжение

23!Цщ,интервалы 24 времени одновременной работы выпрямителей одной группы, но разных фаз, интервал 25 времени, в течение которого напряжение вы10 прямительных мостов 1-6 или напряжение НПЧ равно нулю. Угловую меру этого времени обозначим А, диаграммы 1118 построены по средним значениям кривых выпрямленного напряжения.на интер1% валах времени И-7/3, где Т вЂ” период частоты питающей сети. Диаграммы 1114 построены относительно точки 0, ди« аграммы 16-18- относительно точки О2.

В примере (фиг. 3) вентили подгрупп

20 7 мостов 1, 3, и 5 и вентили подгрупп

8 мостов 2, 4 и 6 отпираются при одинаковых углах d.. При полном напряжении НПЧ А =О. Во время работы этих подгрупп d. неизменна. Вентили подгрупп

25 8 моста 1 при 0

12 12 Z ются при di =95, а при- 5т при А =0

12 Г2

Вентили подгрупп 8 мостов 3 и 5 и подгрупп 7 мостов 4 и 6 отпираются с соответствующим фазовым сдвигом анало30 гично предыдущей группе 8. При этих условиях в кривой напряжения НПЧ равны нулю третья и кратные ей высшие з- гармоники, а также все гармоники с порядковым номером и =(24+1)6+1 при

К=О,1, 2,4, Остальные гармоники, ближайшая иэ которых 11-ая, канонические.

На чертежах обозначено: мостовые выпрямители 1-6, анодной и катодной группы, анодные подгруппы 7 вентилей,катсищые подгруппы 8вентилей,,трансформатор или генератор 9, нагрузка 10, потенциальные диаграммы 11 и 12 анодных вентильных подгрупп выпрямительных мостов 1 и 3, потенциальные диаграммы 13 и 14 катодных вентильных подгрупп мостов 1 и 4, потенциальные диаграммы 15 и 16 катотшьтх вентиль

При алгоритме управления (фиг. 4) гармонический состав кривой напряжения

40 еше лучше. Этот алгоритм целесообразен при фазовом сдвиге между током и напряжением }p(z.

В тех слунаях, когда по характеру нагрузки не требуется инвертирование на43 пряжения выпрямителей 1-6, вентильные подгруппы 7 анодной группы выпрямителей, и вентильные подгруппы 8 катодной группы выпрямителей могут. быть собраны на диодах. Число анодных подгрупп 0 вентилей анодных групп мостов и число катодных подгрупп вентилей катодной группы мостов может быть меньше чис 0 ла других подгрупп вентилей этих же мостов

И Снижение установленной мощности питающего трансформатора происходит вслед. ствие того, что, во-первых, обьединение входных зажимов каждой группы выпряI

Ъ

5 . 92098 мительных мостов i снижает величину ко, ::. эффициента формы тока трансформатора, и во-вторых, потому, что благодаря, независимому управлению вентильных подгрупп 7 и 8 (подобно тому, как это . 5 происходит в выпрямительных схемах с разноуправляемыми труппами вентилей), при снижении напряжения и увеличении угла возникают интервалы времени, когда ток нагрузки протекает по вентилям одной ветви выпрямительной схемы.и не попадает в обмотку трансформатора.. Поэтому, если длительный момент нагрузки больше при низкой скорости, то мощность питающего трансформатора выбирается is с учетом скважности в кривой его тока.

Число комплектов вторичных обмоток питающего трансформатора может быть уменьшено до одного, если не требуется гальваническая развязка питающего сети щ и нагрузки . В этом случае мощность входного трансформатора минимальна.

Применение способа и устройства повышает степенЬ использования вентилей tioловины подгрупп вентильных мостов НПЧ 2s и позволяет сократить число этих под групп. Формула изобре Tения зф

Многофазный непосредственный преобразователь частоты — источник напряжения, содержащий мостовые выпрямите-. ли, объединенные в анодную и катодную группы мостов, состоящие из анодной и катодной подгрупп вентилей, о т л и6 . - . 6 ч а ю m и и с я тем, что, с целью, уменьшения мощности входного трансформатора, входные зажимы в каждой из групп выпрямителей пофазно обьединены между собой.

2. Преобразователь tto tt.1, о т л ич а ю m и и с я тем, что вентили пЬа групп, одноименных с их группами мостовых выпрямителей, выполнены неуправляемыми.

3. Преобразователь по пл. 1 и 2 отличающийся тем, что одна из выпрямительных групп подключена K сети через трансформатор, а другая с ней связана гальнанически.

4. Способ для управления многофазным непосредственным преобразователем частоты по п. 1 и 3 состоящий в том, что периодически подают управляющие импульсы с переменным углом управления на анодные и катодные подгруппы вентилей одноименных с ними мостов, причем пакеты импульсов олновременно воздействуют на мосты смежных фаз упомянутых групп, о т л и ч а ю m и й— с я тем, что, с целью упрощения, углы отпирания вентилей одной подгруппы той же группы мостовых выпрямителей в интервалы времени их одновременной работы устанавливают одинаковыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Жемеров Г. Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью, М., "Энергия . 1977, с. 12-18.

2. Авторское свидетельство СССР

Ni 515248, кл. Н 02 P 13/30, 1969.

920986

Г .: Составитель Е. Жданов

Редактор Л. Плисак ТехредМ, ГергельКорректор С. Шомак

Заказ 2372/69 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4