ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для частотного управления асинхронным двигателем.
Известен преобразователь частот, содержащий трехфазный выпрямитель на диодах, однофазный инвертор на транзисторах, конденсатор, дроссель, регулирующий транзистор, диод, генератор пилообразного напряжения, два пороговых элемента, три выходных каскада, датчик напряжения, регулирующую схему, две схемы усилителя сигнала, компаратор, делитель частоты, схему пуска, формирователь короткого импульса и источник задающих напряжений (Патент № 2155433, RU, МПК Н02М 5/451, Опубл. 2000,08.27). Однако, в известном преобразователе отсутствует корректор коэффициента мощности, в результате чего cos f существенно меньще 1, что приводит к увеличению нагрузки. Выходное напряжение имеет форму прямоугольных импульсов. Преобразователь не имеет устройства для автоматического изменения формы выходного напряжения.
Известен типовой автономный преобразователь напряжения со звеном постоянного тока, выбранный в качестве прототипа, содержащий выпрямитель с емкостным фильтром, цепь рекуперации и трехфазный мостовой инвертор (П. А. Воронин Силовые полупроводниковые ключи изд. Додэка-ХХ1 с. 317, 2001г.)
Недостатком известного преобразователя является то, что он подает на нагрузку высокочастотные импульсы, что ведет к перегреву двигателей или другой нагрузки индуктивного характера. К тому же, известный преобразователь имеет значительный уровень радиочастотных помех.
Технический результат заключается в упрощении схемы, снижении стоимости, увеличении надежности и ресурса двигателей. Он достигается тем, что частотный преобразователь, содержащий вьшрямитель, модулятор щиротно-импульсной модуляции и микропроцессорную схему управления, дополнительно содержит корректор коэффициента мощности - стабилизатор напряжения, преобразователь полуволн в двуполярное выходное напряжения и формирователь однополярных полуволн заданной формы, длительности и напряжения. Па Фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя и принцип работы. Частотный преобразователь содержит входной выпрямитель 1, корректор коэффициента мощности - стабилизатор напряжения 2, формирователь однополярных полуволн заданной формы, длительности и напряжения 3, который состоит из
,j..:-,s-.i 1  j  ,
H02M 5/451
модулятора широтно-импульсной модуляции 4, ключевого транзистора 5, дросселя 6 с накопительным конденсатором 7 и развязывающих диодов 8 и 9, микропроцессорную схему управления 10, преобразователь полуволн в двуполярное выходное напряжения 11 и тиристоры 12.
Преобразователь работает следующим образом (пример питания преобразователя от сети 220в и формирования на выходе синусоидального напряжения).
Переменное напряжения выпрямляется входным выпрям1ггелем 1 (ВВ) и поступает на схему корректора коэффициента мощности - стабилизатора напряжения 2 (ККМ-СН), которая выполняет следующие функции:
1.следит за тем, чтобы сдвиг между фазами напряжения и тока был равным О (поддерживает
cos )
2.формирует на выходе стабилизированное постоянное напряжение заданного уровня
3.защищает схему преобразователя от перегрузок по току.
Постоянное стабилизированное напряжение из корректора коэффициента мощности - стабилизатора напряжения 2 ( ККМ-СН) далее поступает в формирователь однополярных полуволн заданной формы 3 ( ФОП). Формирователь состоит из: модулятора ПШМ 4 (ШИМ), ключевого транзистора 5 ( КТ) , дроссе.11я 6 (Др) с накопительным конденсатором 7 (С) и развязывающих диодов 8 и 9 (Д1 и Д2). На выходе ключевого транзистора 5 постоянное напряжение от ККМ преобразуется в однополярные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде управляющего сигнала (УС) от микропроцессорной схемы управления 10 (МСУ). На конденсаторе 7 выделяется напряжение, пропорциональное напряжению УС и идентичное форме УС.
Преобразователь полуволн 11 представляет собой управляемый мост, выполненный на тиристорах 12 или других ключевых элементах. По сигналам микропроцессорной схемы управления преобразователь полуволн меняет полярность однополярных сигналов, приходящих с формирователя однополярных полуволн заданной формы. В результате на выходе преобразователем полуволн формируется двуполярное напряжение. Это напряжение пригодно для питания асинхронных двигателей и других потребителей. Для формирования трехфазного напряжения необходимо дополнительно по два узла ФОП и ПП.
Таким образом, предлагаемый преобразователь подает на нагрузку не высокочастотные импульсы, что ведег к перегреву двигателей или другой нагрузки индуктивного характера, а стандартное синусоидальное напряжение, на которое и рассчитаны обмотки асиюдюнных электродвигателей, имеет cos f  1 , что соответствуег современным требованиям к нагрузкам, имеющим реактивный характер. Преобразователь имеег значительно меньший уровень радиочастотных помех, т.к. не имеет на выходе высокочастотных высоковольтных импульсов. Он позволяет осуществить режим торможения - достаточно подавать на нагрузку не переменное напряжение с выхода 1111, а однополярные полуволны, что осуществляется программой МСУ. В выходном каскаде ШИМ применен один ключевой элемент, а не мост из четырех элементов, что значительно упрощает схему, увеличивает надежность и снижает стоимость устройства.