Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ОДНОФАЗНЫХ НАГРУЗОК

Магазинник Л.Т.
Преобразователи частоты средней и большой мощности выполняются обычно на тиристорах и имеют две разновидности: непосредственные преобразователи и преобразователи со звеном постоянного тока.

Достоинство непосредственных преобразователей частоты - возможность естественной коммутации тиристоров. Недостатки: сложность силовой схемы и небольшой частотный диапазон. Расширить частотный диапазон удается применением искусственной коммутации, но искусственная коммутация существенно усложняет непосредственный преобразователь частоты.

Преобразователи со звеном постоянного тока имеют широкий частотный диапазон и более простую силовую схему, содержащую обычно выпрямитель в виде «m»-фазного тиристорного моста, инвертор в виде такого же «m»-фазного или однофазного моста, сглаживающий дроссель и цепи возврата реактивной мощности в виде обратного диодного моста и конденсатора, включенных параллельно выходу выпрямителя.

Однако преобразователи со звеном постоянного тока требуют искусственной коммутации инвертора, либо выполнения его на запираемых ключах (транзисторах или двухоперационных тиристорах). Искусственная коммутация усложняет схему, а применение силовых транзисторов лимитирует мощность преобразователя. Двухоперационные тиристоры сравнительно дороги, потери в них существенно выше, чем в однооперационных, а схемы управления сложнее.

Известен преобразователь частоты со звеном постоянного тока, в котором коммутация инвертора осуществлена частичным отбором энергии из контура коммутации выпрямителя с помощью введения в схему однофазных насыщающихся трансформаторов по числу фаз питающей сети [1].

К недостаткам этого преобразователя и других известных схем преобразователей частоты на тиристорах без искусственной коммутации относится то, что максимальная частота на выходе этих устройств не превосходит частоты питающей сети, что ограничивает функциональные возможности преобразователя частоты.

Максимальная частота f2 на выходе инвертора [1] равна частоте f1 питающей сети, а весь спектр выходных частот определяется из выражения:

f2 = f1/mk + 1                       (1)

где m - пульсность выпрямителя, k = 0, 1, 2... .

В частности, при m = 2 (однофазный выпрямитель) выходные частоты в соответствии с формулой (1) имеют ряд: f1, f1/3, f1/5... .

Для расширения частотного диапазона преобразователя частоты без применения искусственной коммутации предлагается ввести в схему преобразователя частоты введен дополнительно однофазный развязывающий трансформатор, содержащий «m» первичных обмоток, подключенных к соответствующим вторичным обмоткам однофазных насыщающихся трансформаторов и одну вторичную обмотку, включенную последовательно с нагрузкой на выходе однофазного мостового тиристорного инвертора [2].

Это позволяет значительно расширить частотный диапазон преобразователя частоты без применения устройств искусственной коммутации.

Частотный диапазон предлагаемого преобразователя частоты в 3-6 раз (зависимости от пульсности выпрямителя) выше, чем у любых известных преобразователей частоты с естественной коммутацией. Насыщающиеся трансформаторы и, особенно, развязывающий трансформатор имеют небольшие габариты, так как время насыщения относительно мало, а тепловую нагрузку у развязывающего трансформатора несет в основном лишь вторичная обмотка.

Устройство может найти применение как для мощных однофазных нагрузок, например, в электротяге, так и для однофазных электроприводов переменного тока средней и малой мощности, требующих дискретного регулирования скорости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Надсинхронный вентильный каскад. Патент № 2073309, Б.И № 4, 1997 г., авторы Магазинник Л.Т., Магазинник Г.Г.
  2. Преобразователь частоты. Патент № 2231204 БИ № 17 от 20.06.2004, автор Магазинник Л.Т.

Работа представлена на научную международную конференцию «Новые технологии и современные системы автоматизации», Тунис, 10-17 июня 2007 г. Поступила в редакцию 28.05.2007.

Библиографическая ссылка

Магазинник Л.Т. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ОДНОФАЗНЫХ НАГРУЗОК // Современные наукоемкие технологии. – 2007. – № 12. – С. 47-48;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=25802 (дата обращения: 05.06.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074