Частотный преобразователь (варианты)
FREQUENCY CONVERTER (VERSIONS)

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для преобразования постоянного тока в переменный.
Широко известные [1] частотные преобразователи содержат резистор, включенный последовательно в цепь диодного выпрямителя, а к полюсам выпрямителя присоединен конденсатор и инвертор. Параллельно резистору включен контакт, шунтирующий его после пуска. Наличие контакта снижает надежность. Известен /2/ также частотный преобразователь аналогичного типа, в котором в качестве резистора используется транзистор, что усложняет установку и снижает ее надежность.
Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам к первому варианту является [3] частотный преобразователь, содержащий термистор и инвертор, к одному полюсу которого присоединен конденсатор и диодный выпрямитель, а вход выпрямителя подключен к сетевому коммутатору. Прототипом к второму варианту принят [4] частотный преобразователь, содержащий термистор и инвертор, который одним полюсом связан с конденсатором и первым контактом коммутатором, вторым выводом коммутатор соединен с источником постоянного тока, а второй контакт коммутаторам выводом подключен к второму полюсу источника. В этих обоих устройствах термистор вводится последовательно в полюс (выпрямителя[3]), (источника[4]) и находится постоянно в работе, Это вызывает дополнительные потери энергии в остаточном (нагретом) сопротивлении термистора. Эти потери увеличиваются в режимах, когда чередуются холостой ход и нагрузка, так как термистор в режиме холостого хода остывает и увеличивает свое сопротивление. Кроме того, такие схемы применяются в ограниченном диапазоне мощностей, так как через термистор протекает полный нагрузочный ток. Известные же термисторы рассчитаны на токи 10-20 ампер.
Техническим результатом данного предложения является снижение потерь энергии и расширение диапазона мощностей применения.
Техническая задача решается в первом варианте устройства за счет того, что второй полюс выпрямителя подключен к термистору, который вторым выводом соединен с вторым выводом конденсатора.
Техническая задача решается во втором варианте устройства за счет того, что второй вывод второго контакта коммутатора подключен к термистору и второму полюсу инвертора, который вторым выводом соединен с вторым выводом конденсатора.
Дополнительно технический результат усиливается за счет того, что параллельно термистору включен диод в направления протекания через него разрядного тока.
На фиг. 1 и 2 представлены схемы частотного преобразователя соответственно для первого и второго вариантов изобретения. Инвертор 1 напряжения (преимущественно транзисторный) полюсами соединен с фильтрующей цепью, составленной из последовательно включенных термистора 2 и конденсатора 3 (преимущественно электролитического большой емкости). На фиг. 1 сетевой коммутатор 5 включен на входе диодного выпрямителя 4, который полюсами связан с инвертором 1 и упомянутой цепью 2, 3. На фиг. 2 коммутатор 5 выполнен двух полюсным и соединяет инвертор 1 и цепь 2, 3 с полюсами источника 6 постоянного тока. На фиг. 3 в схему введен диод 7, шунтирующий термистор 2.
Частотный преобразователь предназначен для получения на выходе переменного напряжения изменяемой частоты и амплитуды и используется преимущественно для питания электродвигателей. В начале пуска включается коммутатор 5. При этом на полюсах инвертора скачком (мгновенно) появляется номинальное напряжение. Для инвертора это не опасно, так как в процессе нормальной работы в режиме широтно-импульсной модуляции такие скачки следуют с высокой (2-10 кГц) частотой. Конденсатор 3 заряжается током, величина которого ограничена «холодным» термистором 2. В процессе заряда термистор 2 разогревается и его сопротивление снижается до малой величины. Инвертор 1 включается в работу. В процессе этой работы конденсатор 3 переменную составляющую тока инвертора 1. Эта составляющая в не сколько раз меньше постоянной составляющей тока, потребляемого из сети. То есть по сравнению с известными схемами (где термистор пропускает постоянную составляющую) ток через термистор снижается. В результате этого снижаются потери энергии, кроме того расширяется диапазон мощностей, в которых может использоваться такая схема. Этот эффект усиливается в схеме фиг. 3, в которой через термистор протекает только половина переменной составляющей (только зарядная), так как вторая полуволна тока - разрядная протекает через диод 7.
Источники информации
1. Патент RU №2364016C1, кл. Н02Н 9/00, Н02Н 1/00, 2006 г.
2. Патент RU №2557807.
3. Журнал «Радиомир», 2010, №10. Инверторный источник тока, рис. 1. http/www.istochnikpitania.ru/ index files/.
4. Патент ФРГ №4211102 С2, кл. Н02М 7/04,1999.