Однополупериодный преобразователь частоты

 

Изобретение отно сится к электротехнике и может быть использовано в частотно-управляемом электроприводе . Цель изобретения - повышение жесткости внешней характеристики за счет придания преобразователю свойств источника Тока. Преобразователь содержит тиристоры 1-4, систему импульсно-фазного управления (СИФУ) 7, делители частоты 8 и 9 , блок изменения коэффициента деления 10, усилители-формирователи 11 и 12. Введение реактора () 5 и включение его между выходом моста и нагрузкой 6 обеспечивает увеличение входного коэффициента мощности. В результате изменения углов регулирования а6 и /3 (СИФУ) 7 имеются две последовательности импульсов, смещенные друг относительно друга.Величина тока нагрузки изменяется длительностью замкнутого состояния Р 5, что обеспечивается изменением углов od и /3 . 5 ил. (Л Ig-®ч --{«ь ND О О о эо «Vs./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я) 4 Н 02 М 5/27

Ф2f 1, () фъ 11 Ь Я

„l3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ |БЛН")ТИА и е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3709174/24-07 (22) 13.01.84 (46) 23.03.86. Бюл. и 11 (72) Г.Б.Черников (53) 621.314.27(088.8) (56) Фираго Б.И. и др. Тиристорные циклоконверторы. — Минск: Наука и техника, 1973, с. 18.

Электротехническая промышленность. — Сер. "Электропривод".

Вып.3(47), 1976, с. 26.

Полупроводниковые преобразователи современных систем электропривода промышленных установок и приборных комплексов. — Тезисы докл. всес. научи.-техн. совеш,. — Л.: ЛДНТП, 1982, с. 82. (54) ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-управляемом электроприводе. Цель изобретения — повышение жесткости внешней характеристики за счет придания преобразователю свойств источника тока. Преобразователь содержит тиристоры

1-4, систему импульсно-фазного управления (СИФУ) 7, делители частоты 8 и 9, блок изменения коэффициента деления 10, усилители-формирователи 11 и 12. Введение реактора (P) 5 и включение его между выходом моста и нагрузкой 6 обеспечивает увеличенйе входного коэффициента мощности. В результате изменения углов регулирования М и Р (СИФУ) 7 имеются две последовательности импульсов, смещенные друг относительно друга. Величина тока нагрузки изменяется длительностью замкнутого состояния

Р 5, что обеспечивается изменением углов 0 и /3. 5 ил.

1220081 работаИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в частотно-управляемом электропроводе.

Цель изобретения — увеличение входного коэффициента мощности и придание преобразователю свойств источника тока.

На фиг. 1 приведен пример однофазного устройства, на фиг. 2 диаграмма его работы, на фиг. 3 пример трехфазного устройства, а на фиг. 4 и 5 — диаграммы его работы.

Преобразователь по фиг. 1 содержит тиристоры 1-4,собранные по мостовой схеме, реактор 5, включенный на выходе моста, и нагрузку 6, включенную во входной его цепи. Тиристоры преобразователя управляются от системы импульсно-фазового управления (СИФУ) 7,два выхода которой соединены через делители частоты 8 и 9, подключенные к блоку изменения коэффициента деления 10 с входами усилителей-формирователей (УФ)

11 и 12 (плеч 1, и 2), а входы

УФ 13 и 14 (плеч 3 и 4) соединены с выходами СИФУ напрямую.

На диаграмме работы устройства

t (фиг. 2) приняты следующие обозначения: Ф, — углы регулирования;

U — ; U — импульсы на выходе СИФУ, U>, Б,Б,», Ugg э U!4 — импульсы на выходах соответственно блоков

8 9 11 12ь 13, 14 ю, н ток в нагрузке 6, н, — первая гармоника тока нагрузки 6.

Преобразователь по фиг. 3 содержит плечи трехфазного моста 1-4, 15, 16, реактор 5 в цепи выпрямленного тока 1, трехфазную нагрузку 6, СИФУ 7 с шестью выходами для соответствующих плеч моста, делители частоты 8 и 9 с переменным коэффициентом деления, подключенные к блоку изменения коэффициента деления

10, усилители-формирователи 11-14, 17, 18, бистабильный триггер 19, рход которого соединен с выходом ключа 20, бистабильные триггеры 21, 22 и 23.

На фиг. 4 H 5 11а ° Ub ь Ос напряжения на входе устройства; аС, 10

P — углы регулирования, i д,,i точки в нагрузке, — первая гармоника тока в нагрузке,цифры обозначают номера плеч, проводящих ток в соответствующие отрезки времени.

Устройство по фиг. 1 ет следующим образом.

В установившемся режиме ток в реакторе 5 непрерывен и достаточно сглажен. На выходах СИФУ 7 в соответствии с заданными углами регулирования ос и 3 (установка по напряжению) имеются две последовательности импульсов, смещенные друг относительно друга (на фиг. 2 зто смещение равно 180 эл.град. В случае, если установка блока 10 равна 1 (деление частоты соответствует), то делители 8 и 9 пропускают все импульсы, идущие от СИФУ 7, и плечи

1-4 управляются как в обычном мосто вом преобразователе парами 1-4 и .2-3 и в нагрузке 6 протекает переменный ток с частотой сети

1 =F.

В случае, если уставка по часто; те на входе блока 10 отличается от

1, например равна 1/3, как это представлено на фиг.2 (где пренебрежено углом коммутации), то в работе устройства происходят изменения.

В момент Qk = М (фиг. 2) на втором выходе СИФУ 7 появляется управляющий импульс, который вызывает появление выходного импульса делителя 9 L1 и выходных импульсов на

УФ 12, 13 (фиг. 2). Поэтому плечи 2-3 в результате естественной коммутации .открываются и по ним начинает проходить ток нагрузки (фиг. 2) .

В момент U1, =. ii + 3 появляется импульс на первом выходе СИФУ 7 и он вызывает появление выходного импульса УФ 14 (фиг. 2). УФ 11 при этом не сработает, так как делитель

8 еще закрыт, идет отсчет (фиг.2).

Включение в момент (д, только плеча 4 вызовет замыкание реактора 5 на плечи 2-4, ток в нагрузке 6 прекращается (фиг. 2) ° Углы <С и 3 не обязательно должны быть равны один другому, как показано на фиг.2.

Меняя их, можно изменять длительность замкнутого состояния реактора 5, т. е. величину тока нагрузки.

В момент у возникает очеред— ной импульс на втором выходе СИФУ 7 и включение через УФ 13 снова плеча

3 — делители 8 и 9 все еще закрыты. Включение плеча 3 снова переводит ток в нагрузку 6 и на участке <а1 — Я1 ток проходит по цепи: нагрузка 6 — плечо 3 — реактор 5 — плечо 2 — источник (фиг. 1, 2) °

В момент И t. возникает очередной импульс.на первом выходе СИФУ 7.

К этому моменту делитель 8 уже от.крыт (отсчитано 3 с последнего открытия) и это вызывает появление выходных импульсов на УФ 11 и 14, происходит естественная коммутация с плеч 2-3 на плечи 1-4 (фиг. 1,2).

Далее процесс продолжается аналогичным образом. Частота тока в нагрузке, как видно из фиг. 2, снижается в три раза (первая гармоника тока 1,< ) .

<<

Однако можно было бы в момент (а вновь зажечь плечо 4, для этого установка блока изменения коэффициента деления 10 должна иметь значение 1/5, и в этом случае частота тока Г в нагрузке 6 была бы равной 1/5 3. Кроме того, — где 1(— коэффициент деления делителей 8, 9.

Величина тока в нагрузке 6 регулируется путем изменения СИФУ 7 углов с(, и .

Трехфазное устройство (фиг. 3) работает аналогичным образом. В

1 установившемся режиме (К = — и

О) диаграмма его работы представлена на фиг. 4. В момент, после включения плеч 3, 15 ток начинает протекать по фазам а и С до момента (, когда включается ппечо +1 (плечо 3 продолжает гореть)., При этом возникает прямое горение плеч 1-3, так как после момента напряжение фазы а оказывается меньше, чем у фазы с и ток переходит с плеча 15 на плечо 1 в результате естественной коммутации (фиг. 3, 4) . Таким образом, ток в нагрузке исчезает до момента Ч, когда включается плечо 2 (плечо 3 продолжает гореть. В этот момент напряжение фазы а оказывается большим, чем у фазы 4 и ток переходит с плеча 1 на плечо 2. Далее в момент

220081 4

V< включается плечо 4 (плечо 2 го1рит) и возникает прямое горение по фазе b. Затем процесс повторяется аналогичным образом.

Из фиг. 4 следует, что в данном

1 случае Р = — f а очередность вклю5 чения плеч 1-2-4-16 — 15-1-3-4-2-1516-3-1-2-..., т. е. зажигание каждого плеча чередуется через два и через три периода преобразуемой частоты,Эти чередования осуществляются переключением делителей частоты 8 и 9 (фиг. 3) с помощью бистабильного триггера 19, переключающий вход которого подключен к выходу делителей частоты канала данного плеча.

Одна -о можно было бы после начала прямого горения в точке 1(в

I момент еще раз включить плечо

15 и далее поступать подобным образом с отрицательными плечами. В

25 этом случае

11

3(s1 У 1

В общем случае F =

g(s1 (ч) где К (81, К $(01 — коэффициенты деления частоты делителей

8 и 9, Минимальная частота F может быть получена близкой к нулю.

Максимальное значение преобразован1

35 ной частоты составляет F м=2

Для этого (фиг. 5), включение плеч преобразователя должно происходить в следующей последовательности:

1 †(2 и 16) — 15 - (1 и 4) — 240 (15 и 3) — 1 и т. д. При этом включение одного плеча анодной группы (1, 2, 15) вызывает прямое горение в соответствующей фазе, а включение плеч парами 2 и 16, 1 и 4, 45 15 и 3 соответствует прохожде нию тока по сопротивлениям нагрузки 6.

Режим F = — 4 реализуется после

50 1 переключения от установки à — f

2 ключа 20 (фиг. 3). При этом управляющие импульсы СИФУ 7 для плеч

1, 2, 15 начинают проходить через

55 бистабильные триггеры 21 — 23 на соответствующие плечи преобразователя. Переключение триггеров 21

23 осуществляется от сигналов вы5 I2 ходов УФ 11, 12 и 17.Например, пусть переключение ключа 20 в нижнее положение (преобразователь находится в работе) произошло перед моментом V, (фиг. 5), в этом случае .через триггер 23 включаются УФ 13 и 17 и ток начали проводить плечи

3 и 15, а триггер 23 сигналом с выхода УФ 17 переключается в верхнее положение. В момент 7 (фиг.5) на СИФУ 7 появляется импульс для плеча 1, который проходит через триггер 21 только на плечо 1, которое, вращаясь, закорачивает реактор 5 по плечам 1-3, а триггер

21 переключается в нижнее положение. В момент V от СИФУ 7 на триггер 22 приходит импульс для плеча 2, который через триггер 22 включает плечи 2 и 16, а триггер 22 переключается в верхнее положение. В момент 1 происходит включение плеча 15 через триггер

23, который подготовлен (после включения ранее и в момент М, плеч 3 и 15) и находится в верхнем поло— женин. Далее процесс идет аналогичным образом. На фиг. 5 принято

К = P -= -О. При необходимости регулирования напряжения на нагрузке

20081 значения этих углов могут меняться в соответствии с уставкай

LI„ (ôèã. 3) .

В остальном работа трехфазного устройства не отличается от ра-боты однофазного устройства (фиг. 1).

Пуск рассмотренных устройств набор непрерывного тока в реакто10 рах — может осуществляться в ре жиме работы при

Формула изобретения

Однополупериодный преобразовав тель частоты, содержащий подключенные к входным выводам одними разноименными силовыми электродами пары тиристоров, о т л и ч а ю—

20 шийся тем, что, с целью повышения жесткости внешней характеристики за счет придания преобразователю свойств источника тока, другие одноименные силовые элек25 троды всех пар тиристоров объединены между собой в две общие точки, образующие выводы постоянного тока мостового выпрямителя, а между этими выводами включен

g0 введенный реактор. z ooei

1220081 йT= ЯФ/

Составитель Г.Мыцык

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

Заказ 1129/58 Тираж 631 . 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, 4