SU756573A1 - Преобразователь частоты1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например, в частотно-управляемом электроприводе. 5

Известны различные варианты преобразователей частоты на основе автономных инверторов с емкостными контурами искусственной коммутации тиристоров [1] . Эффективное использование |θ коммутирующих конденсаторов обеспечивается при включении их в диагонали переменного тока однофазных тиристорных мостов, поскольку при этом коммутация тиристоров инверторного Моста |$ происходит независимо от полярности напряжения на конденсаторе.

Наиболее близким по существу технического решения является преобразователь частоты, который содержит инверторный мост на тиристорах, выводы постоянного тока которого связаны через Т-образный 1_—С—1_ сглаживающий фильтр с выводами для подключения их к источнику питания, мост диодов обратно-25 го тока, выводами переменного тока подключенный к выводам переменного тока инверторного моста, а выводами постоянного тока через вспомогательные вентили — к выводам постоянного зд

2

тока инверторного моста, а также блок коммутации тиристоров, выполненный в виде двух тиристорных однофазных мостов с коммутирующими конденсаторами, установленными в их диагоналях переменного тока, диагонали постоянного тока которых подсоединены к выводам постоянного тока инверторного моста (2].

Основным недостатком этого инвертора является существенное возрастание потерь мощности при увеличении числа коммутаций-из-за того, что избыточная энергия, возникающая в контуре коммутации, рассеивается путем шунтирования диодами коммутирующих дросселей.

Целью изобретения является улучше ние технико-энергетических показателей за счет уменьшения перенапряжения на элементах преобразователя час тоты путем отвода избыточной энергии из контура коммутации в сеть переменного тока.

Поставленная цель достигается тем что выше описанный инвертор снабжен вспомогательным тиристорным мостом, подключенным через дополнительно вве денный Г-обраэный 1-С-фильтр к выво756573

дам постоянного тока моста диодов обратного тока, причем разноименные по полярности его выводы постоянного тока и инверторного моста соединены |Между собой через указанные вспомогательные вентили в препроводящем направлении, которые выполнены управляемыми , а выводы переменного тока дополнительного тиристорного моста предназначены для подключения их к сети переменного тока.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведен пример описываемого преобразователя частоты; на фиг. 2 представлены временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

В примере преобразователя в качестве питающей сети взята сеть переменного тока. Поэтому в качестве источника постоянного напряжения здесь используется управляемый выпрямитель на тиристорах 1—6.

К выходу этого выпрямителя через Т-образный I—С—ί-фильтр 7 из дросселей 8 , 9 и конденсатора 10 подключены выводы постоянного тока.11, 12 инверторного моста на тиристорах 13— 18. К выходным выходам.этого моста "а", "в", "с" подключены выводы переменного тока моста диодов 19—24 обратного тока. Выводы постоянного тока 25, 26 этого моста подсоединены к выводам постоянного тока 11, 12 инверторного моста через вспомогательные тиристоры 27, 28.

Блок, коммутации выполнен в виде однофазных мостов на тиристорах 2936 с конденсаторами 37, 38 в их диагоналях переменного тока.

К выводам 25, 26 моста диодов обратного тока через Г-образный фильтр 39 на дросселе 40 и конденсаторе 41 подключен вспомогательный мост на тиристорах 42-47, выводы переменного тока которого подключены к питающей сети "А", "В", "С".

Преобразователь работает следующим образом.

Коммутация; тиристоров анодной труп пы 13, 15, 17 инверторного моста обеспечивается однофазным мостом на тиристорах 33-36 и конденсатором 38 в диагонали его переменного тока, а коммутация тиристоров катодной группы 14, 16, 18 — однофазным мостом на тиристорах 29—32 и конденсатором 37. Отдод избыточной энергии из контура коммутации производится вспомогательными тиристорами 27, 28 в конденсатор 10 и далее в сеть переменного тока через вспомогательный тиристорный мост 42—47, работающий в режиме ведомого сетью инвертора. Основной инверторный мост функционирует следующим образом.

Предположим, что' в данный момент времени открыты тиристоры 13, 16, 17.

"Для коммутации тиристоров 13 и 17

включают пару тиристоров 33 и 36 или

34 и 35 (в зависимости от полярности

напряжения на коммутирующем конденсаторе 38)·. При указанной на фиг. 1

5 полярности напряжения на конденсаторе' включением тиристоров 33, 36, через диоды 20, 24 к тиристорам 13 и 17 прикладывается обратное напряжение и они закрываются. Конденсатор

<п 38 перезаряжается по контуру 38-36—

28-22-16-10-9-33-38.

Поскольку в контур перезаряда входит только дроссель 9, процесс перезаряда коммутирующего конденсатора имеет колебательный характер и

•5 Не зависит от параметров нагрузки (вплоть до холостого хода). Поэтому надо применять специальные Меры для ограничения напряжения на коммутирующих конденсаторах 37, 38 на эа20 данном уровне. С этой целью одновременно с включением тиристоров 33 и 36 подают управляющий импульс на тиристор 27 и при перезаряде конденсатора 38 до напряжения на конденса25 торе 41 включается тиристор 18. При этом образуется контур для. прохождения тока дросселя 9 через цепь 10— 9-27-41—22-16—10 и .избыточная энергия 'из коммутирующего контура отводится в конденсатор 41, а затем рекуперируется в сеть переменного тока через вспомогательный мост на тиристорах 42—47, работающий в режиме ведомого инвертора.

Повторное включение тиристоров 13, 17 основного инверторного моста производится независимо от состояния проводимости тиристора 27. Для последующей коммутации тиристоров 13 и 17 включают тиристоры 34, 35, т.е. при

40 этом не требуется производить подготовку соответствующей полярности напряжения на коммутирующем конденсаторе , В коммутации тиристоров катодной группы 14, 16, 18 участвуют тидс ристоры 30, 31 (или 29, 32) конденсатор 37 и диоды 19, 21, 23. Отвод избыточной энергии из коммутирующего контура производится в конденсатор 41 через тиристор 28. Процессы

сл коммутации анодной и катодной групп, тиристоров инверторного моста проходят аналогично. Временные диаграммы напряжений на фильтрующих и коммутирующих конденсаторах 10, 41, 37, ’38 приведены на фиг. 2. Тиристоры 27 и 28 принципиально не могут быть заменены диодами, т.к. при этом нарушаются описанные режимы коммутации.

С целью расширения функциональных возможностей преобразователя частоты

¢0 по части обеспечения индивидуальной коммутации каждого тиристора оенов¹ного инверторного моста (а не одновременной коммутации всех тиристоров в катодной или анодной группе) мост

45 .диодов обратного тока может быть вьг756573

6

' 5

полнен на тиристорах. При этом также появляется возможность частичного рассеяния избыточной энергии контура коммутации в сопротивлениях нагрузки за счет перезаряда коммутирующих конденсаторов 37 и 38 через нагрузку 5

15—17—24—25—29—33 по контуру 10—9— 33—38—36—20 — фазы нагрузки - 16—10.

Указанные особенности описанного устройства по сравнению с известными решениями позволяют повысить техникоэнергетические показатели преобразователя частоты, особенно при повышенной частоте коммутации, например при широтно-импульсной модуляции выходного напряжения. -

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь частоты, содержащий инверторный мост на тиристорах, выводы постоянного тока которого свя- 20 заны через Т-образный I—С—1-сглаживающий фильтр с выводами для подключения его к источнику питания, мост диодов обратного тока, выводами переменного тока подключенный к выводам 25 переменного тока инверторного моста, а выводами постоянного тока через вспомогательные вентили к выводам постоянного тока инверторного моста, а также блок коммутации тиристоров, 30 выполненный в виде двух тиристорных

   однофазных мостов с коммутирующими конденсаторами, установленными в их диагоналях переменного тока, диагонали постоянного тока которых через упомянутые вспомогательные вентили подсоединены к выводам постоянного тока инверторного моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения технико-энергетических показателей за счет уменьшения перенапряжений на элементах преобразователя, он снабжен вспомогательным тиристорным мостом, подключенным через дополнительно введенный Г-образный I—Сфильтр к выводам постоянного тока моста диодов обратного тока, причем разноименные по полярности его выводы постоянного тока и инверторного моста соединены между собой через указанные вспомогательные вентили в непроводящем направлении, которые выполнены управляемыми, а выводы переменного тока дополнительного тиристорного моста предназначены для подключения их к сети переменного тока.