Электропривод

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий трехфазный двигатель переменного тока со статорной обмоткой и преобразователь частоты, состоящий из шести тиристорных модулей, каждый из которых собран по мостовой схеме, входы последних предназначены для подключения к трехфазному источнику переменного тока, причем тиристорные модули соединены между собой по мостовой схеме, выходы которой на стороне переменного тока соединены со статорными обмотками двигателя, а на стороне постоянного тока тиристорные модули катодной группы соединены с дросселем , отличающийся тем. что, с целью исключения вредных динамических нагрузок путем обеспечения плавного регулирования скорости вплоть до нулевого значения, он снабжен дополнительным дросселем, двумя датчиками тока, двумя системами управления током и коммутатором, имеющим два входа и шесть выходов, каждьй из которых содержит по шесть импульсных каналов, и два входа для приема сигналов с датчиков тока, причем статорная обмотка двигателя соединена в звезду с выведенной нейтралью , дроссель через первый датчик тока соединен с нейтралью обмотки статора двигателя, нейтраль обмотки статора двигателя через последова (Л тельно включенные второй датчик тока и дополнительный дроссель соединена с тиристорными модулями анодной группы на стороне постоянного тока, выход первого датчика тока соединен с входом первой системы управления током и с первым входом коммутатора для приема сигнала с датчика тока, 4 выход второго датчика тока соединен а с входом второй системы управления со ее током и вторым входом коммутатора для приема сигнала с датчика тока, выход первой системы управления током соединен с первым входом коммутатора , выход второй системы управления током - с вторым входом коммутатора , выходы коммутатора - с управляющими электродами тиристоров модулей .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„11046 (у) Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587149/24-07 (22) 29.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. Р 27 (72) Н.А.Серов и B.À.×ó÷àëoâ (71) Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации угольной промышленности (53) 62-83.621.314. 572 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 725164, кл. Н 02 M 5/27, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 922967, кл. Н 02 M 5/27, 1982.

3. Шинднес Ю.Л. и Эпштейн И.И.

Схемные исполнения непосредственных преобразователей частоты для регулируемых электроприводов. — "Преобразовательная техника", 1976, вып. 11(82) (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий трехфазный двигатель переменного тока со статорной обмоткой и преобразователь частоты, состоящий из шести тиристорных модулей, каждый из которых собран по мостовой схеме, входы .последних предназначены для подключения к трехфазному источнику переменного тока, причем тиристорные модули соединены между собой по мостовой схеме, выходы которой на стороне переменного тока соединены со статорными обмотками двигателя, а на стороне постоянного тока тиристорные модули катодной группы соединены с дросселем, отличающийся тем, что, с целью исключения вредных динамических нагрузок путем обеспечения плавного регулирования скорости вплоть до нулевого значения, он снабжен дополнительным дросселем, двумя датчиками тока, двумя системами управления током и коммутатором, имеющим два входа и шесть выходов, каждый из которых содержит по шесть импульсных каналов, и два входа для приема сигналов с датчиков тока, причем статорная обмотка двигателя соединена в звезду с выведенной нейтралью, дроссель через первый датчик тока соединен с нейтралью обмотки статора двигателя, нейтраль обмотки статора двигателя через последовательно включенные второй датчик тока и дополнительный дроссель соединена с тиристорными модулями анодной группы на стороне постоянного тока, выход первого датчика тока соединен с входом первой системы управления током и с первым входом коммутатора для приема сигнала с датчика така, выход второго датчика тока соединен с входом второй системы управления током и вторым входом коммутатора для приема сигнала с датчика тока, выход первой системы управления током соединен с первым входом коммутатора, выход второй системы управления током — с вторым входом коммутатора, выходы коммутатора — с управ- а ляющими электродами тиристоров модулей.

1104633

t5

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для общепромышленных механизмов, требующих плавного регулирования скорости вплоть до нулевого значения.

Известен электропривод переменного тока, содержащий трехфазный электродвигатель переменного тока со статорной обмоткой и преобразователь частоты, состоящий из шести тиристорных модулей, каждый из которых собран по мостовой схеме и получает питание от трехфазной сети переменного тока и дросселя, причем тиристорные модули собраны по мостовой схеме, мост тиристорных модулей на стороне переменного тока соединен со статорной обмоткой электродвигателя, а на стороне постоянного тока— с дросселем I 1 3 и f2 ).

Недостаток данных устройств — наличие единственного контура для протекания тока статора двигателя, что предопределяет прямоугольно-ступенчатую форму этого тока и делает не- 25 возможным исключение пульсаций момента двигателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является электропривод, З0 содержащий трехфазный двигатель переменного тока со статорной обмоткой и преобразователь частоты, состоящий из шести тиристорных модулей, каждый из которых собран по мостовой схеме и получает питание от трехфазной сети переменного тока, причем тиристорные модули соединены по мостовой схеме, мост тиристорных модулей на стороне переменного тока соединен со статорной обмоткой двигателя, а на стороне постоянного тока актив,ные тиристорные модули катодной группы соединены с дросселем (3 1. !

Недостатком известного электропри-45 вода является возможность возникновения недопустимых динамических нагрузок в установках, механическая часть которых содержит упругие звенья. Возникновение вредных дина- 50 мических нагрузок в установках вызывается пульсирующими составляющими вращающего момента и скорости привода, когда частота пульсирующих составляющих близка к резонансной час- 55 тоте упругой механической системы.

Наличие пульсирующих составляющих момента и скорости, в свою очередь, определяется наличием в электроприводе единственного контура для протекания тока статора двигателя и прямоугольно-ступенчатой формой этого тока (3 3.

Цель изобретения состоит в исключении вредных динамических нагрузок путем обеспечения плавного регулирования скорости вплоть до нулевого значения.

Для достижения указанной цели электропривод, содержащий трехфазный двигатель переменного тока со статорной обмоткой и преобразователь частоты, состоящий из шести тиристорных модулей, каждый из которых собран по мостовой схеме, входы последних предназначены для подключения к трехфазному источнику переменного тока, причем тиристорные модули соединены между собой по мостовой схеме, выходы которой на стороне переменного тока соединены со статорными обмотками двигателя, а на стороне постоянного тока тиристорные модули катодной группы соединены с дросселем, снабжен дополнительным дроссе-. лем, двумя датчиками тока, двумя системами управления током и коммутатором, имеющим два входа и шесть выходов, каждый из которых содержит по шесть импульсных каналов, и два входа для приема сигналов с датчиков тока, причем статорная обмотка двигателя соединена в звезду с выведенной нейтралью, дроссель через первый датчик тока соединен с нейтралью об :от— ки статора двигателя, нейтраль обмотки статора двигателя через последовательно включенные второй датчик тока и дополнительный дроссель соединена с тиристорными модулями анодной группы на стороне постоянного тока, выход первого датчика тока соединен с входом первой системы управления током и с первым входом коммутатора для приема сигнала с датчика тока, выход второго датчика тока соединен с входом второй системы управления током и с вторым входом коммутатора для приема сигнала с датчика тока, выход первой системы управления током соединен с первым входом коммутатора, выход второй системы управления током - с вторым входом коммутатора, выходы коммутатора — с управляющими электродами тиристоров модулей.

1104633

На фиг. 1 показана схема устройства электропривода; на фиг. 2 — форма тока фазы статорной обмотки двигателя °

Схема содержит двигатель 1 переS менного тока, обмотку 2 статора двигателя, преобразователь 3 частоты, активные тиристорные модули 4, дроссель 5, дополнительный дроссель 6, первый датчик 7 тока, второй датчик 8 тока, первую систему 9 управления током, вторую систему 10 управления током, коммутатор 11, внешние управляющие сигналы Б, „ и U >2, На фиг. 2 обозначено: i+ — ток фазы статорной обмотки двигателя;

1 — амплитуда тока фазы; и — круговая частота первой гармоники инвертированного тока; t — время.

Электропривод содержит трехфазный двигатель переменного тока E со статорной обмоткой 2 и преобразователь 3 частоты, состоящий из шести тиристорных модулей 4, каждый иэ которых собран по мостовой схеме и получает питание от трехфазного источника переменного тока, причем тиристорные модули 4 соединены между собой по мостовой схеме, выходы которой на стороне переменного тока соединены со статорными обмотками 2 двигателя 1, а на стороне постоянного тока активные тристорные модули 4 катодной группы соединены с дроссселем 5. Электропривод снабжен дополнительным дросселем 6, двумя датчиками тока 7 и 8, двумя системами 9 и 10 управления током, каждая из которых имеет выход, соединенный с коммутатором, вход для приема сигнала с датчика тока и вход для приема внешнего управляющего сигнала, и коммутатором 11, имеющим два входа и шесть выходов, каждый из которых содержит по шесть ишпульсных каналов, и два входа для приема сигналов с датчиков тока, причем, статорная обмотка 2 двигателя 1 соединена в звезду с выведенной нейтралью, I дроссель 5 через первый датчик 7 тока соединен с нейтралью обмотки статора 2 двигателя 1, нейтраль обмотки статора 2 двигателя 1 через последовательно включенные второй датчик 8 тока и дополнительный дроссель 6 соединена с тиристорными модулями 4 анодной группы на стороне постоянного тока, выход первого датчика 7 тока соединен с входом первой системы 9 управления током и с первым входом коммутатора 11 для приема сигнала с датчика тока, выход второго датчика 8 тока соединен со входом второй системы 10 управления током и с вторым входом коммутатора 11 для приема сигнала с датчика тока, выход первой системы 9 управления током соединен с первым входом коммутатора 11, выход второй системы 10 управления током соединен со вторым входом коммутатора 11, выходы коммутатора 11 соединены с управляющими электродами тиристоров модулей.

В данном электроприводе системы 9 и 10 управления током вырабатывают на своем выходе импульсы, синхронизированные с сетевым напряжением и с фазой относительно этого напряжения, зависящей от разности сигналов с датчиков тока 7 и 8 и внешних управляющих сигналов П,„„ и U >2.

Коммутатор 1! обеспечивает подключение выхода первой системы 9 управления током к управляющим электродам тиристоров одного из трех тиристорных модулей 4 катодной группы, причем с двух остальных модулей 4 катодной группы импульсы сняты. При поступлении нулевого сигнала с датчика 7 тока коммутатор 11 снимает импульсы управления с работавшего модуля 4 и подает их на следующий.

Кроме того, коммутатор 11 обеспечивает подключение выхода второй системы 10 управления током к управляющим электродам тиристоров одного из трех тиристорных модулей 4 анодной группы и переключение модулей 4 этой группы при поступлении нулевого сигнала с датчика 8 тока. В коммутаторе 11 обеспечена невозможность одновременной подачи импульсов на модули 4 в анодной и катодной группе, принадлежащие одной фазе статорной обмотки 2 двигателя 1.

Электропривод работает следующим образом.

Соединение тиристорных модулей 4 ,катодной группы через дроссель 5 и датчик 7 тока, а также модулей 4 анодной группы через дополнительный дроссель 6 и датчик 8 тока с нейтралью статорной обмотки 2 двигателя 1, и, кроме того, наличие двух систем 9 и 10 управления током создает возможность одновременного неза1104633

70 висимого регулирования тока в двух фазах статорной обмотки 2 двигателя 7.

Для работы электропривода включают первую систему 9 управления током, подсоединяют ее выход с помощью ком: мутатора 11 к управляющим электродам тиристоров одного из модулей 4 катодной группы, и с помощью внешнего управляющего сигнала U „ формируют ток этого модуля по закону

2 Tt

I = — I Sinu)t при ->Nt i0 и .

Л п 3

I =-- I Sin(w t+ л/3) при --ж ) —, 2 2 и

7э -и. где I — амплитуда тока; w — круговая частота первой гармоники тока статора двигателя 1.

При et=л/3 включают вторую систему 10 управления током, подсоединяют 20 ее выход с помощью коммутатора 11 к управляющим электродам тиристоров одного из модулей 4 анодной группы, и с помощью внешнего управляющего сигнала U < формируют ток этого моУ дуля по приведенному закону, но со сдвигом на /3 в сторону запаздывания. При lAt= - по сигналу с датчи3 ка 7 тока с помощью коммутатора 11 снимают импульсы с работавшего.модуля 4 катодной группы и подключают к следующему модулю 4 этой же группы. Далее последовательность операций повторяется.

Таким образом, ток фазы i статорной обмотки 2 двигателя 1 имеет вид, показанный на фиг. 2 (сплошные линии). При такой форме тока фазы обеспечивается равномерное вращение суммарного вектора статорного тока в пространстве и отсутствие пульсаций момента и скорости. Для простоты формирования токов кусочно-синусоидальная форма может быть заменена близкой к ней треугольной (фиг. 2, штриховые линии).

1104633

Составитель В.Тарасов

Редактор Н.Пушненкова Техред М.Надь Корректор В. сутяга

Заказ 5318/41 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4