Claims (4)
Наиболее близок к предлагаемому непосредственный преобразователь частоты с упрощенной схемой, который выполнен по трехфазной нулевой упро30 щенной схеме и содержит два силовых трехфазных тиристорных моста, выходы KOTOpiJx непосредственно или через . перезар дные дроссели подключены к двум фазам нагрузки. Треть фаза нагрузки подключена к нулевому проводу питающей сети, что допустимо лишь при небольшой мощности преобразовател . При средних и больших мощност ( дес тки, сотни киловатт), треть фаза нагрузки также должна подключатьс к сети через мост во избежание загрузки нулевого провода. Блок искусственной коммутации содержит трех фазный тиристорный вспомогательный мост, коммутирующие тиристоры, соеди ненные в однофазный мост, коммутирующий конденсатор в диагонали перемен ного тока этого моста, а также распределительные тиристоры. Искусствен на коммутаци в этой схеме достигаетс , подключением коммутирующего кон денсатора с помощью соответствующих распределительных тиристоров в запи рающем направлении к соответствующе группе тиристоров силового моста. Форсированный перезар д конденсатора осуществл етс через распределитель ные тиристоры, а его дозар д - чере вспомогательный тиристорный мост 4 Схема блока искусственной коммутации прототипа проще, чем схемы вы шеприведенных аналогов, однако коли чество вспомогательных элементов ос таетс достаточно большим. Кроме того, напр жение на коммутирующем . .конденсаторе сильно зависит от нагрузки: при увеличении нагрузки напр жение существенно растет и при перегрузках возможны перенапр жени . Чтобы устранить перенапр жени емкость конденсатора следует завышать с учетом возможных перегрузок по току, что повышает его габариты. Таким образом, недостатки известного устройства состо т в сложности блока искусственной ко:ммута ции и зависимости емкости и габаритов ко и 1утиру1ищего конденсатора от перегрузок по току. Цель изобретени - упрощение блока искусственной коммутации. Поставленна цель достигаетс тем, что в непосредственном преобразователе частоты с искусственной коммутацией, содержащем m трехфазных тирист5рных силовых мостов,входамп подключенных к трехфазной пита йрщеи сети переменного тока, а выходами образующих выходные выводы пре образовател , а также блок искусственной коммутации в виде однофазного BeHTHJibHoro моста с конденсаторо в диагонали переменного тока и распределительных тиристоров, подключе ных общими анодами к плюсовому вывод этого однофазного моста, а общими к тодами - к его минусовому выводу, и св зывающих этим выводы с соответст вующими группами тиристоров -упом нутых силовых мостов, в качестве одной пары диагонально расположенных вентилей однофазного моста установлены диоды, в качестве другой пары вентилей этого моста установлены полностью управл емые ключи, а плюсовой и минусовой выводы однофазного моста закорочены в провод щем направлении введенными двум последовательно соединенными диодами, точка соединени которых предназначена дл подключени ее к нулевому проводу питающей сети, что позвол ет устранить вспомогательный трехфазный .тиристорный мост, перезар дный дроссель и осуществить искусственную коммутацию однопол рным фильтровым конденсатором большой емкости. Таким образом, в предлагаемой схеме упрощен блок искусственной коммутации и практически исключена зависимость габаритов конденсатора от допустимых перегрузок по току. На чертеже приведена принципиальна схема предлагаемого устройства. Устройство содержит три силовых трехфазных тиристорных моста 1-18 (возможно m мостов), подключенных входными выводами к сети переменного тока, трехфазную (или т-фазную) нагрузку 19-21, например статорную обмотку асинхронного двигател . Блок искусственной коммутации состоит из однопол рного конденсатора 22, включенного в диагональ переменного тока моста, состо щего из двух полностью управл емых вентилей 23 и 24 и двух диодов 25 и 26. Мост зашунтирован двум последовательно соединенными диодами 27 и 28, обща точка которых объединена с нулевым проводом питающей сети. Плюсовый вывод моста 23-26 соединен с анодами трех (т) распределительных тиристоров 29-31, катоды которых подключены к общим катодам 1,-3, 5, 7, 9, 11 и 13, -15, 17 соответствующих силовых мостов. Минусовый вывод моста 23-26 соединен с катодами трех распределительных тиристоров 32-34, аноды которых подключены к общим анодам 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14, 16, 18 соответствующих силовых мостов. Искусственна коммутаци преобразовател осуществл етс следующим образом. Перед началом работы устройства конденсатор 22 зар жаетс плюсом на нихшей обкладке, дл чего достаточно кратковременно включить два распределительных тиристора противоположных групп, например 29 и 34, и любую группу вентилей с общим анодом или катодом в любом из силовых мостов. Из-за наличи индуктивностей (нагрузки и сети) в цепи зар да конденсатор зар жаетс до напр жени большего. чем напр жение источника, т.е. до на пр жени , большего, чем амплитуда фазного напр жени сети. Пусть теперь в работающем устройстве требуетс принудительно выключить любой из тиристоров, например тиристор 1. Тогда включают вентили 23, 24 и 29 и конденсатор 22 оказыва етс подключенным между нулем и фазой , питающей тиристор 1, приче плюсова обкладка конденсатора под-ключена к катоду тиристора 1, а минусова - к нулевому проводу сети. Происходит переход тока из фазы сети в конденсатор и частичный разр д кон денсатора. Тиристор 1 запираетс , та как ток через него становитс равным нулю. После этого выключают (принудительно ) вентили 23 и 24 и ток нагрузки начинает протекать через диоды 25 и 26 и конденсатор 22, пол рность которого теперь направлена встречно по отношению к направлению тока. Одновременно включаетс очеред ной тиристор силового моста, например тиристор 3. Ток из конденсатора переходит в фазу сети и тиристор 3. Конденсатор за врем перехода тока в очередную фазу зар жаетс практически до первоначального напр жени (при необходимости дозар д конденсатора производитс кратковременным включением распределительных тиристо ров аналогично вьпиеописанному) .Коммутаци с любого тиристора катодной группы (1-5) на любой тиристор анодной группы (2-4) происходит аналогично вышеописанному. Разница лишь в том, что мен етс направление тока в соответствующей фазе нагрузки. Поскольку конденсатор 22 работает в режиме частичного разр д-зар да, в качестве него может быть использован фильтровый конденсатор достаточно большой емкости при сравнительно небольших габаритах, способный поглотить энергию коммутации без замет ных перенапр жений даже при значител ных кратковременных перегрузках ;по току. Положительным свойством предлагае мой схемы вл етс то, что коммутаци происходит плавно при малых значени х di/dt, так как осуществл етс кон денсатором большой емкости. Параметр этого конденсатора и врем коммутаци не завис т от времени восстановлени запирающих свойств всех тиристоров, качестве которых могут использоватьс обычные общепромышленные тиристоры. Только вентили 23 и 24 должны быть полностью управл емыми. В качестве их аналогов могут оыть использованы I два частотных тиристора типа Тч с любой типовой LС-коммутацией. Эти тиристоры имеют малое врем запирани , что позвол ет минимизировать величины L и С гас щего контура. Формула изобретени Непосредственный преобразователь частоты с искусственной коммутацией, содержащий Wi трехфазных тиристорных силовых мостов, входами подключенных к трехфазной питающей сети переменного тока, а выходами образующих выходные выводы преобразовател , а также блок искусственной коммутации в виде однофазного вентильного моста с конденсатором в диагонали переменного тока и распределительных тиристоров , подключенных общими анодами к плюсовому выводу этого однофазного моста, а общими катодами. - к его минусовому выводу, и св зывающих эти выводы с соответствующими группами тиристоров упом нутых силовых мостов , отличающийс тем, что, с целью упрощени , в качестве одной пары диагонально расположенных вентилей однофазного моста установлены диоды, в качестве другой пары вентилей этого моста установлены полностью управл емые ключи, а плюсовый и минусовый выводы однофазного моста закорочены в провод щем направлении введенными двум последовательно соединенными диодами , точка соединени которых предназначена дл подключени ее к нулевому проводу питсоощей сети . .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Вернштейн Л.Я., Гус цкий Ю.М. и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. М., Энерги , 1980, с.271-272. 2.Коробан Н.Т., Маст ев Н.Э., Мыцык Г.С. Сравнительный анализ передаточных характеристик полностью управл емых преобразователей частоты с непосредственной св зью с различным числом входных фаз. - В сб. Повышение эффективности устройств . преобразовательной техники, ч.Closest to the proposed direct frequency converter with a simplified circuit, which is made on a three-phase zero simplified circuit and contains two power three-phase thyristor bridges, KOTOpiJx outputs directly or through. The recharged chokes are connected to two phases of the load. The third phase of the load is connected to the neutral wire of the power supply network, which is permissible only with a small converter power. For medium and high power (tens, hundreds of kilowatts), the third phase of the load must also be connected to the network via a bridge to avoid loading the neutral wire. The artificial switching unit contains a three-phase thyristor auxiliary bridge, switching thyristors connected to a single-phase bridge, a switching capacitor in the alternating current diagonal of this bridge, and also distribution thyristors. Artificially switching in this circuit is achieved by connecting a switching capacitor using the appropriate distribution thyristors in the locking direction to the corresponding group of the thyristors of the power bridge. The forced recharging of the capacitor is carried out through the distribution thyristors, and its metering is ancillary auxiliary thyristor bridge 4 The circuit of the artificial switching unit of the prototype is simpler than the circuits of the above analogs, however the number of auxiliary elements remains large enough. In addition, the voltage at the commutator. The capacitor strongly depends on the load: as the load increases, the voltage increases significantly and overvoltages can occur. In order to eliminate overvoltage, the capacitance of the capacitor should be overestimated, taking into account possible current overloads, which increases its dimensions. Thus, the drawbacks of the known device are the complexity of the artificial cooling unit and the dependence of the capacitance and dimensions of the food condenser on the current overloads. The purpose of the invention is to simplify the artificial switching unit. The goal is achieved by the fact that in a direct frequency converter with artificial commutation, containing m three-phase thyristor power bridges, inputs connected to a three-phase power supply and an alternating current network, and also outputs an artificial switching unit in the form of a single-phase BeHTHJibHoro bridge the capacitor in the diagonal of the alternating current and distribution thyristors connected by common anodes to the positive output of this single-phase bridge, and common to the todami to its minuses To the output, and the connecting outputs with the corresponding groups of thyristors -sampled power bridges, diodes are installed as one pair of diagonally located single phase bridge valves, fully controlled switches are installed as the other pair of this bridge valves, and the positive and negative terminals of the single phase the bridges are shorted in the conductive direction by two diode connected in series, the junction point of which is intended to be connected to the neutral wire of the supply network, which allows the device Add an auxiliary three-phase. thyristor bridge, recharge choke and carry out artificial switching with a unipolar high-capacity filter capacitor. Thus, in the proposed scheme, the artificial switching unit is simplified and the dependence of the capacitor size on the permissible current overloads is practically excluded. The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. The device contains three power three-phase thyristor bridges 1-18 (possibly m bridges) connected by input pins to an AC network, a three-phase (or t-phase) load 19-21, for example, the stator winding of an induction motor. The artificial switching unit consists of a unipolar capacitor 22, included in the diagonal of the alternating current of the bridge, consisting of two fully controlled valves 23 and 24 and two diodes 25 and 26. The bridge is shunted by two series-connected diodes 27 and 28, the common point of which is combined with zero wire mains. The positive terminal of bridge 23-26 is connected to the anodes of three (t) distribution thyristors 29-31, the cathodes of which are connected to common cathodes 1, -3, 5, 7, 9, 11 and 13, -15, 17 of the respective power bridges. The negative terminal of the bridge 23-26 is connected to the cathodes of three distribution thyristors 32-34, the anodes of which are connected to common anodes 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14, 16, 18 of the respective power bridges. Artificial switching of the converter is carried out as follows. Before starting operation of the device, the capacitor 22 is charged with a plus on the lining, for which it is sufficient to briefly turn on two distribution thyristors of opposite groups, for example 29 and 34, and any group of valves with a common anode or cathode in any of the power bridges. Due to the presence of inductances (load and network) in the charge circuit, the capacitor is charged to a higher voltage. than the source voltage, i.e. up to a voltage greater than the amplitude of the phase voltage of the network. Let now in the operating device it is required to forcibly turn off any of the thyristors, for example, thyristor 1. Then valves 23, 24 and 29 are turned on and capacitor 22 is connected between zero and phase, supplying thyristor 1, and the positive side of the capacitor is connected to the thyristor 1 , and minus - to the zero wire network. The current passes from the mains phase to the capacitor and a partial discharge of the capacitor takes place. Thyristor 1 is locked, as the current through it becomes zero. After that, the valves 23 and 24 are turned off (forcibly) and the load current begins to flow through the diodes 25 and 26 and the capacitor 22, the polarity of which is now directed oppositely to the direction of the current. At the same time, the next thyristor of the power bridge, for example, thyristor 3, turns on. The current from the capacitor goes into the mains phase and the thyristor 3. The capacitor during the transition to the next phase is charged almost to the initial voltage (if necessary, the capacitor is charged by short-term switching similarly described above). Switching from any thyristor of the cathode group (1-5) to any thyristor of the anode group (2-4) occurs in the same way as described above. The only difference is that the direction of the current changes in the corresponding phase of the load. Since capacitor 22 operates in partial discharge mode, it can be used as a filter capacitor of sufficiently large capacity with relatively small dimensions, capable of absorbing switching energy without noticeable overvoltages even at significant short-term overloads; A positive feature of the proposed scheme is that the switching takes place smoothly at small values of di / dt, since it is carried out by a large capacitor. The parameter of this capacitor and the switching time do not depend on the recovery time of the locking properties of all thyristors, the quality of which can be used by common industrial thyristors. Only valves 23 and 24 must be fully controlled. As their analogs, two frequency thyristors of the type Tch with any typical LC switching can be used. These thyristors have a short locking time, which minimizes the values of L and C of the quenching circuit. The invention The direct frequency converter with artificial commutation, contains Wi three-phase thyristor power bridges, inputs connected to a three-phase AC power supply, and outputs forming the output terminals of the converter, as well as an artificial switching unit in the form of a single-phase valve bridge with a capacitor in the AC diagonal and distribution thyristors connected by common anodes to the positive output of this single-phase bridge, and common cathodes. - to its minus output, and connecting these outputs with the corresponding thyristor groups of the above-mentioned power bridges, characterized in that, for the purpose of simplification, diodes are installed as one pair of diagonally positioned single-phase bridge valves, and controlled keys, and the positive and negative leads of a single-phase bridge are shorted in the conductive direction by inserted two series-connected diodes, the junction of which is intended to be connected its to the net wire pitsooshey network. Sources of information taken into account during the examination 1.Vernshtein L.Ya., Gustsky Yu.M. and others. Thyristor frequency converters in the electric drive. M., Energie, 1980, pp. 271-272. 2. Koroban N.T., Mastov N.E., Mytsyk G.S. Comparative analysis of the transfer characteristics of fully controlled frequency converters with direct connection to a different number of input phases. - In Sat. Improving the efficiency of devices. converter equipment, h.
2. Киев, Наукова думка, 1972, с. 215. 2. Kiev, Naukova Dumka, 1972, p. 215.
3.Авторское свидетельство СССР 325671, кл. Н 02 М 5/30, 1970. 3. Authors certificate USSR 325671, cl. H 02 M 5/30, 1970.
4.Авторское свидетельство СССР 660169 кл. Н 02 М 5/27, 1976.4. USSR author's certificate 660169 cl. H 02 M 5/27, 1976.