В автономных системах электроснабжения (АСЭ) все шире находят применение преобразователей частоты (ПЧ), которые используются как для повышения, так и для понижения частоты напряжения источника электроэнергии, при этом они способны выполнять две функции: стабилизировать напряжение и частоту генерируемой электроэнергии [1, 2]. Эти два положительных свойства ПЧ позволяют улучшить эксплуатационнотехнические характеристики АСЭ в комплексе [3].
Перспективным является направление применения в составе ПЧ реверсивных выпрямителей (РВ), выполненных на двух парах встречно-параллельно включенных полупроводниковых приборов, а их система управления обеспечивает независимую стабилизацию частоты и выходного напряжения преобразователя [4]. Такие ПЧ имеют уменьшенное число силовых полупроводниковых приборов и несложные технические решения систем управления. РВ могут быть выполнены на полупроводниковых приборах с прямой и обратной проводимостью, что, кроме того, позволит значительно улучшить их эксплуатационно-технические характеристики.
На рис. 1 приведена функциональная схема ПЧ, а на рис. 2 – диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы [5].
Преобразователь частоты содержит трансформатор Т. Первичная обмотка W11 имеет выводы 1 и 2, которые подключены к источнику напряжения повышенной частоты, реверсивный выпрямитель РВ, выполненный на тиристорах VS1 – VS4, фильтр Ф и систему управления СУ. К выводам 3 и 4 преобразователя подключается нагрузка.
ПЧ работает следующим образом. К вводу преобразователя частоты подключается источник напряжения повышенной частоты тока, которое по величине понижается до требуемого уровня, необходимого для нагрузки трансформатором Т. Реверсивный выпрямитель РВ преобразует повышенную частоту тока в частоту, необходимую для нагрузки, следующим образом.
Задающий генератор ЗГ системы управления СУ преобразователем формирует низкочастотный сигнал синусоидальной формы, соответствующий частоте нагрузки (рис. 2а), который поступает на вход генератора типа кривой ГТК, на выходе генератора формируются импульсы, соответствующие положительной и отрицательной полуволнам задающего генератора (рис. 2б). Сигналы с выхода генератора типа кривой ГТК подаются на первые входы логических элементов И (И1 и И2 соответственно).