ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ОДНОФАЗНОЕ ТРОЙНОЙ ЧАСТОТЫ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ОДНОФАЗНОЕ ТРОЙНОЙ ЧАСТОТЫ


RU (11) 2121210 (13) C1

(51) 6 H02M5/27 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96116765/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.08.16 
(45) Опубликовано: 1998.10.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, 1686668 A, 23.10.91. SU, 544082 A, 25.01.77. JP, 60- 48519 A, 19.07.85. 
(71) Заявитель(и): Кощеев Леонид Григорьевич 
(72) Автор(ы): Кощеев Л.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Кощеев Леонид Григорьевич 

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ОДНОФАЗНОЕ ТРОЙНОЙ ЧАСТОТЫ 

Преобразователь может быть использован в преобразовательной технике, в частности в качестве источников питания установок индукционного нагрева, электроинструмента повышенной частоты. Устройство содержит три ключа, выполненных каждый на тиристорах со встречно-параллельным соединением, параллельный колебательный контур, блок управления с элементами гальванической развязки в выходных цепях, обеспечивающий формирование коротких импульсов тока, сдвинутых во времени на 1/6 часть периода колебаний напряжения питающей сети. При этом уменьшается количество полупроводниковых приборов и потери энергии. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится электротехнике, в частности к силовым преобразователям частоты.

Широко известны полупроводниковые преобразователи частоты, содержащие трехфазный выпрямитель, фильтр переменной составляющей тока, автономный инвертор напряжения и колебательный контур коммутации тока через тиристоры инвертора.

Недостатком таких преобразователей является значительное недоиспользование установленной мощности полупроводниковых приборов и реактивных элементов устройств коммутации тока, особенно в преобразователях, предназначенных для питания установок индукционного нагрева для плавки и поверхностной закалки.

Прототипом предлагаемому устройству является резонансный автономный инвертор напряжения [1], в котором в качестве реактивных элементов устройства коммутации используется параллельный контур, образованный индуктором и конденсаторами компенсации реактивной мощности. Однако в состав такого преобразователя входят трехфазный выпрямитель, фильтр переменной составляющей тока на входе и тиристорный мост инвертора и использование такого варианта ограничено диапазоном частот 500 - 20000 Гц.

Технической задачей изобретения является сокращение количества полупроводниковых приборов, обеспечение возможности получения колебаний в диапазоне низких частот и сокращение потерь энергии.

Сущность изобретения.

Поставленная техническая задача достигается тем, что полупроводниковый преобразователь, содержащий ключи, выполненные на тиристорах со встречно-параллельным соединением, параллельный колебательный контур и блок управления с элементами гальванической развязки в выходных цепях, обеспечивающий формирование коротких импульсов, сдвинутых во времени на 1/6 часть периода колебаний напряжения питающей сети, дополнен реактором, подключенным между общей точкой соединения указанных ключей и колебательным контуром; при этом параметры указанного контура должны удовлетворять условию:



а индуктивность дополнительного реактора определяется выражением:

Lo= T2и/42Cк,

где

f - частота колебаний напряжения питающей сети;

Lk, Ck - индуктивность и емкость параллельного колебательного контура;

Rн - активное сопротивление нагрузки;

L0 - индуктивность дополнительного реактора;

Tи - длительность импульса тока подзаряда колебательного контура, равная (0,1 - 0,2)/3 мсек.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого полупроводникового преобразователя переменного трехфазного напряжения в переменное однофазное тройной частоты; на фиг. 2 даны временные диаграммы напряжений и тока, иллюстрирующие его работу.

Полупроводниковый преобразователь переменного трехфазного напряжения в переменное однофазное содержит три симметричных ключа, выполненных на тиристорах 1-6, конденсатор 7 и реактор 8 колебательного контура, реактор подпитки 9 и блок управления 10. Конденсатор 7 соединен с фазой А через маломощный диод 11 и омический делитель на резисторах 12, 13. Нагрузка преобразователя и реактор 8, контактором 14 подключается параллельно указанному конденсатору.

Управляющие переходы тиристоров 1, 2; 3, 4 и 5, 6 через элементы гальванической развязки, входящие в состав блока управления 10, связаны соответственно с выходами импульсов тока i1, i4, i2, i5 и i3, i6.

В исходном состоянии тиристоры 1-6 выключены, а напряжение на конденсаторе 7 на 10-15% ниже амплитудного значения напряжения на входе А.

В момент времени t1 (фиг. 2) блок управления 10 формирует импульс тока i1, который поступает в цепь управляющего перехода тиристора 1 и на вход управления контактора 14.

Отпирание тиристора 1 обеспечивает подзаряд конденсатора 7 импульса тока ik. Наличие в цепи подзаряда конденсатора 7 реактора 9 обуславливает увеличение напряжения на конденсаторе U до значения, большего амплитуды напряжения Ua на фазе A и в момент времени тиристор 1 выключается. С этого момента напряжение на конденсаторе уменьшается по синусоидальному закону с частотой собственных колебаний, величина которой должна в 3 раза превышать частоту колебаний питающей сети.

В момент времени t2 импульс тока i2 поступает в цепь управляющего перехода тиристора 6, отпирание которого обеспечивает подзаряд конденсатора в момент максимума обратной полуволны напряжения U.

В дальнейшем при отпирании тиристоров 3, 2, 5 и 4 электромагнитные процессы в преобразователе будут повторяться.

Таким образом, при работе предлагаемого преобразователя обеспечивается преобразование переменного трехфазного напряжения частотой 50 Гц в переменное однофазное частотой 150 Гц формой, близкой синусоидальной, без промежуточного звена - трехфазного выпрямителя с фильтром переменной составляющей тока на входе инвертора, что обеспечивает снижение массы и стоимости оборудования и габаритов преобразовательной установки. При этом эффективное значение напряжения на выходе практически равно фазному напряжению на входе и обеспечивается распределение нагрузки по трем фазам.

Источники информации

1. А. с. СССР N 1686668, кл. H 02 M 7/523. Резонансный инвертор. /Л.Г. Кощеев//Б.И. N 39, 1991 г. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Полупроводниковый преобразователь переменного трехфазного напряжения в переменное однофазное тройной частоты, содержащий три ключа, выполненных каждый на тиристорах со встречно-параллельным их соединением, параллельный колебательный контур и блок управления с элементами гальванической развязки в его выходных цепях, каждая из которых связана с управляющим переходом соответствующего тиристора, при этом блок управления обеспечивает формирование коротких импульсов тока, сдвинутых во времени на 1/6 часть периода колебаний напряжений питающей сети в своих выходных цепях, отличающийся тем, что между общей точкой соединения указанных ключей и параллельным колебательным контуром подключен дополнительный реактор, при этом параметры указанного контура должны удовлетворять условию





а индуктивность дополнительного реактора определяется из условия

Lo= T2и/42Cк

где

f - частота колебаний напряжения питающей сети;

LкCк - индуктивность и емкость параллельного колебательного контура;

Rн - активное сопротивление нагрузки;

L0 - индуктивность дополнительного реактора;

Tп - длительность импульсов тока подзаряда параллельного колебательного контура, равная (0,1-0,2)/3 мс.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru