Электропривод переменного тока

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКЛ/ содержащий трехфазный асинхронный двигатель с выведенной нулевой точкой обмотки статора, встречно-параллельно соединенные тиристоры, предназначенные для подключения фаз статорной обмотки асинхронного двигателя к Фазам сети через контакторы , систему управления тиристорами , отличающийся тем. что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, в него введен однофазный .непосредственный преобразователь частоты и дополнительные кoнтakтopы для подключения встречно-параллельно соединенных тиристоров к нулевому проводу сети и выхода непосредственного преобразователя частоты к нулевой точке обмотки статора, а систь; 1а управления тиристорами выполнена в виде трансформатора тока с двумя вторичными обмотками и двух диодов на каждую фазу, при этом первичные обмотки трансформаторов тока включены в соответствующие фазы статорной обмотки асинхронного двигателя, а каждая вторичная обмотка ся с трансформатора тока одной фазы включена через один из диодов между управляющим электродом одного из тиристоров .и точкой соединения встречно-включенных тиристоров другой фазы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) Н 2 P 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оИ с

Ью

° Ю (21) 3524217/24-07 (22) 23.12 ° 82 . (46) 15.04.84. Бюл. В 14 (72) В.Н.Королев (71} Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт подъемно-транспортного,.машиностроения (53) 62-83гб21.313.333.072 ° 9(088.8) (56) 1.Патент ЧССР 9 147764, кл. 21 С 59/10 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 788327, кл. Н 02 Р 7/42, 1978. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРНВОД ПЕРЕИЕНН010

ТОКА, содержащий трехфазный асинхронный двигатель с выведенной нулевой точкой обмотки статора, встречно-параллельно соединенные тиристоры, предназначенные для подключения фаз статорной обмотки асинхронного двигателя к фазам сети через контакторы, систему управления тиристорами, отличающийся тем, „.SU 537 А что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, в него введен однофазный .непосредственный преобразователь частоты и дополнительные контаКторы для подключения встречно-параллельно соединенных тиристоров к нулевому пров ду сети и выхода непосредственного преобразователя частоты к нулевой точке обмотки статора, а система управления тиристорами внполнена в виде трансформатора тока с двумя вторичными обмотками и двух диодов на каждую фазу, при этом первичные обмотки трансформаторов тока включены в соответствующие фазы статорной обмотки асинхронного дзига« теля, а каждая вторичная обмотка трансформатора тока одной фазы включена через один нэ диодов . между управляющим электродом одного иэ тиристоров,и точкой соединения встречно-включенных тиристоров другой фазы.

1086537

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к автоматизированным электроприводам, и может быть использовано в регулируемых асинхронных электроприводах с фазовым управлением, находящих применение S в различных отраслях промышленности.

Известен электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный двигатель, фазовые обмотки счатора которого подключаются ф к сети сетевым контактором через встречно-параллельно соединенные ти ристоры. Регулирование частоты вращения при этом осуществляется Hsменением момента открывания Тарас» )5 торов (13.

Недостатками этого устройства as,ляются большая сложность системы

Фазового управления и высокие поте.ри мощности в роторной цепи в нижней части диапазона регулирования частоты вращения двигателя, что приводит к снижению его энергетических характеристик, существенно ограничивает возможность применения двигателей с короткозамкнутым ротором и диапазон регулирования их частоты вращения., Наиболее близким к изобретению является электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный двигатель с выведенной нуле вой точкой обмотки статора, встречно-naаллeльно соединенные тuрисчоры, предназначенные для подключения фаз статориой обмотки асинхронного 35 двигателя к Фазной сети и нулевому проводу через контакторы, cañTeìó, управления тиристорами(23.

Недостаток известного устройства ограниченный диапазон регулирования дО частоты вращения.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод перемен- о ного тока, содержащий трехфазный асин. хронный двигатель с выведенной ну» левой точкой обмотки статора, встречно-параллельно соединенные тиристоры, предназначенные для подключения 5О фаз статорной обмотки асинхронного двигателя к фазам сети через контакторы, систему управления тиристорами, введен однофазный непосредственный преобразователь частоты и до- 55 полнительные контакторы для подключения встречно-параллельно соединенных

l тиристорав к нулевому проводу сети и выхода непосредственного преобразователя частоты к нулевой точке об- 60

I мотки статора „а система управления тиристорами выполнена в виде трансФорматора тока с двумя вторичными обмотками и двух диодов на каждую

Фазу, при этом первичные обмотки 65

TpcLHcAopMcLTopoB тока включены в соответствующие Фазы статорной обмотки асинхронного двигателя, а каждая вторичная обмотка трансформатора тока включена через один из диодов между управляющим электродом одного из тиристоров и точкой соединения встречно-включенных тиристоров другой Фазы.

На Фиг.l изображена электричес» кая принципиальная схема электропривода переменного тока1 на фиг.2 - временные диаграммы токов и напряжений на элементах указанной схемы.

Устройство содержит асинхронный двигатель-l (Фиг. 1), три группы включеннык последовательно с каждой Фазой обмотки статора встречнопараллельно соединенных тиристоров, тиристорных групп 2,3 и 4, управляютLe электроды которых соединены через диоды 5 с двойными вторичными обмотками с выводами И -И транс.1 2 формачоров тока 6,7 и 8, первичные обмотки с выводами Л1-Л которых включены в каждую Фазу обмотки статора у элекчропривод подключается к сети сетевым 9 или дополнительным 10 контактором, причем дополнительный контактор 16 к нулевому проводу сети подключает все три чнристорные группы 2,3 и 4, а нулевую тачку обмотки статора двигатели 1 - к выходу одиофаэного непосредственного преобразователя частоты 11. ТрансФорматоры тока 6,7 и 8 включены так, что первичные их обмотки включены в соответствующие

Фазы счаторной обмотки асинхронного двигателя, а каждая вторичная обмотка чрансформачора тока одной фазы включена через один из диодов 5 между управляюэ им электродом одного из тиристоров и точкой соединения встречно-включенных тиристоров другой Фазы. устройство работает следующим образом.

При работе на основной механичес кой характеристике двигателя 1 сетевой контактор 9 включен, а дополнительный 10 отключен, и на управляющие электроды тиристорных групп 2,3 и 4 подается отпирающее напряжение от постороннего источника. Двигатель 1 работает с ооновной синхронной частотой вращения, oLLределяемой частотой сечи и числом пар полюсов. Для работы двигателя 1 с пониженной синхронной частотой вращения, соответствующей 1/3 частоты однофазного преобразователя 11, сетевой контактор 9 .отключают, а дополнительный контактор 10 включают, и после импульсной подачи отпирающего напряжения на управляющие электроды одной из тиристорных групп, 1086537 например группы 2, электропривод работает в соответствии с временной диаграммой токов и напряжений на элементах схемы (фиг.2), где U„il„ напряжение однофазного непосредственного преобразователя частотыр i kZ i d3i 1@3 i («H 1 g4 TOKH Yl равляющих электродов тиристоров, входящих в тиристорные группы 2,3,4 и подключенных к первичным обмоткам (ее выводам JI„-Ë ) трансформаторов 10 тока 6,7 и 8 анодами и катодамиу

11. i3 и i4 — токи фаз статора двигателя 1, соединенных соответственно с группами тиристоров 2,3 и 4 (пунктирные линии - основные i5 гармоники токов).

При этом в начальный момент времени О в тиристорной группе 2 открывается тиристОр присоединенный катодом к первичной обмотке (выводы Л„-Л ) трансформатора тока 6 (катодный тиристор 2), через которые, включая фазу А обмотки статора двигателя 1, проходит положительная полуволна тока 12 . Обусловленная по,ложительной полуволной напряжения преобразователя 0„,„.Проходя цо первичной обмотке трансформатора тока 6 от вывода Л., обмотки к ее выводу Л,указанный ток наводит во вторичных обмотках ток, направленный во внешней цепи от И1 Обмотки к И2- Наличие диодов 5 во вторичных цепях трансформаторов тока 6,7 и 8 приводит к тому, что вторичный ток данного направления протекает только по одной из вторич- Ç5 ных обмоток, присоединенной к управляющему электроду анодного тиристора тиристорной группы 4. Однако, несмотря на протекание отпирающего тока (4 по управляющему электроду 40 анодного тиристора тиристорной группы 4, последний до момента времени б, пока напряжение преобразова. теля 0„„„ остается положительньм, открыться не может, и.поэтому до 45 этого момента ток проводит только катодный тиристор тиристорной rpynIIbl 2. Индуктивность cTcLTopHbQc обмоток двигателя 1 затягивает выключение катодного тиристора тиристорной группы 2 в область отрицательных напря:кений преобразователя, обеспечивая существование Отпираю щего. тока управляющего электрода анодного тиристора тирксторной группы

4 в начальной части отрицательной полуволны напряжения преобразователя (интервал времени 6 -з). Поэтому с начала открывания анодного тиристора тиристорной группы 4 в момент времени б, когда напряжение преобразо- 60 вателя О„дч, переходя через О, становится отрицательным, до момента времени Ь, когда ток (катодного тиристора 2 уменьшится до нуля и последний закроется, работают оба указанных тиристора, и ток протекает по двум фазам A и С обмотки статора двигателя 1. В момент времени заканчивается переход тока из фазы

A (ið) в фазуС ((4 ) статОрнОЙ Обмотки и тем завершается формирование положительной полуволны тока в

Фазе A статорной обмотки двигателя 1.

С этого момента ток протекает только по фазе С статора через анодный тиристор тиристорной группы 4 и первичную обмотку трансформатора тока 8. Проходя от вывода Л к вы-л воду Л первичной обмотки трансформатора тока 8, ток (наводит so вторичных обмотках ток, направленный во внешней цепи от вывода И к выводу И„ вторичной обмотки.

Диоды 5 позволяют протекать указанному току („ только по одной из вторичных обмоток, присоединенной к управляющему электроду катодного тиристора 3 ° Аналогичным образом в момент времени - включается катодный тиристор 3, и в интервале времени г - З ток протекает по двум Фазам

В и С статорной.обмотки через катодный тнристор тиристорной группы 3 (1 ) и анодный тиристор тиристорной группы 4 (i ). B момент времени д анодный тиристор 4 закрывается и на этом заканчивается формирование отрицательной полуволны тока Фазы C сгаторной обмотки двигателя 1 через тиристорную группу 4. Аналогично в интервале времени 1- 9 Формируется положительная полуволна тока в

Фазе В статорной обмотки и в интервале х-g - отрицательная полуволна в Фазе А. Fà этом заканчивается формирование первого периода тока в фазе A статорной обмотки, частота основной гармоники которого составляет l /3 частоты напряжения преоб-, разователя ll. Подобньм образом

Формируются первые и последующие периоды статорных токов в фазах В ((3 ) и С (i4 ) двигателя 1, сдвинутые один относительно другого на

120 эл.град. При этом по фазам статора двигателя 1 протекает симметричный трехфазный ток, частота основной гармоники которого составляет 1/3 частоты напряжения преобразователя 11. Это снижает синхронную частоту вращения двигателя 1 до величины, соответствующей 1/3 частоты напряжения преобразователя 11, что уменьшает мощность скольжения при той же нагрузке, обусловливая меньшие потери мощности в роторной цепи.

Таким образом, устройство, отличаясь простотой, невысокой стоимостью и надежностью, позволяет осуществить глубокое регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с существенно меньшими потерямн мощности в роторной цепи,. что повышает

1086537

Составитель В.Тарасов

Редактор Л.Повхан Техред О.Неце Корректор С . Шекмар

Заказ 2264/51 Тираж бб7 Подписное

BPHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 энергетические характеристики привода в нижней части диапазона регулирования скоро=ти и расширяет область применения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутьм ротором в устройствах, регулирующих частоту вращения двигателя посредством изменения подводимого к статорным обмоткам двигателя напряжения.