Способ регулирования скорости асинхронного двигателя в структуре асинхронно-вентильного каскада

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СТРУКТУРЕ АСИНХРОННО-ВЕНТИЛЬНОГО КАСКАДА, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель , дроссель и инвертор, шунтированный управляемым ключом, по которому управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной частоте на выходе инвертора, изменяя величину противо-ЭДС инвертора , отличающийся тем, ЧТО, с целью повьшения энергетических показателей асинхронно-вентильного каскада, увеличивают в целое число раз частоту замыкания управляемого ключа, а время его замыкания §/ регулируют из условия постоянства вольт-секундной площади импульса (Л противо-ЭДС на каждом периоде комму .тации. со о ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (11) з(ЮН02Р746

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21), 3584482/24-07 (22) 28.04.83 (46) 23.12.84. Бюл. В 47 (72) Я.П. Грейвулис, Л.С. Рыбицкий и И.В. Авкштоль (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 62.83-57:621.313.333.062.4(088.8) (56) 1. Онищенко Г.Б., Локтева Н.А.

Асинхронные вентильные каскады и дви.гатели двойного питания, M., "Энергия", 1979, с. 101.

2„ Авторское свидетельство СССР

У 75:.724, кл. Н 02 P 7/62, 1980. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В

СТРУКТУРЕ АСИНХРОННО-ВЕНТИЛЬНОГО

КАСКАДА, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель, дроссель и инвертор, шунтированный управляемым ключом, по которому управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной частоте на выходе инвертора, изменяя величину противо-ЭДС инвертора, отличающийся тем, .что, с целью повышения энергетических показателей асинхронно-вентильного каскада, увеличивают в целое число pas частоту замыкания управляемого ключа, а время его замыкания регулируют из условия постоянства вольт-секундной площади импульса противо-ЭДС на каждом периоде коммутации.

1 11310

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах турбомеханизмов большой и средней мощности.

Известен способ регулирования ско- 5 рости асинхронного двигателя в структуре асинхронно-вентильного каскада, при котором изменяют величину противо-ЭДС инвертора, регулируя скважность импульсов противо-ЗДС,поддер- !О живают постоянной частоту включения тиристоров инвертора ji) .

Недостаток данного способа — неудовлетворительная форма тока инвертора и ротора асинхронного двигате- 15 ля и, как следствие, недостаточно высокие энергетические показатели.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования скорости асинхрон- 20 ного двигателя в структуре асинхронно-вентильного каскада, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель, дроссель и инвертор, шунтированный управляемым 25 ключом, при котором изменяют величину противо-ЭДС инвертора, для чего управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной частоте на выкоде инвертора, при этом сим-З0 метрично изменяют угол управления инвертором относительно экстремума фазного напряжения источника переменного тока (2) .

Однако из-за неудовлетворитель35 ного гармонического .состава тока инвертора и ротора снижаются энергетические показатели привода в целом.

Способ регулирования скорости заключается в следующем.

Предположим, в первый момент формирователь 7 импульсов инвертора подает сигнал на включение инвертора (фиг. 2 время t<), создавая режим работы двигателя 1 с рекуперацией энергии скольжения. Одновременно интегратор б начинает вырабатывать сигнал, пропорциональный интегралу от противо-ЭДС инвертора 4 по времени, который подается на нульорган 12. Когда сигнал от интегратора станет равным сигналу от задатчика 10 площади импульса, нуль-орган 12 срабатывает, подает сигнал на формирователь 8 импульсов управляемого ключа, который включает управЦель изобретения — повышение энер-40 гетических показателей асинхронного вентильного каскада.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования скорости асинхронного двигате- 45 ля в структуре асинхронно-вентильного каскада, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель, дроссель и инвертор, шунтированный управляемым ключом, 50 по которому управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной частоте на выходе инвертора, изменяя величину противо-ЭДС инвертора, увеличивают в целое число раз 55 частоту замыкания управляемого ключа, а время его замыкания регулируют из условия постоянства вольт-се12 2 кундной площади импульса противоЗДС на каждом периоде коммутации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализукщего способ; на фиг. 2 — временные диаграммы противо-ЗДС инвертора и работы формирователей импульсов; на фиг. 3 — диаграмма изменения диапазона регулирования противо-ЭДС инвертора от частоты его включения.

Устройство, реализующее способ регулирования скорости асинхронного двигателя в структуре асинхронно-. вентильного каскада, содержит асинхронный двигатель 1 (фиг. 1), в цепи фазного ротора которого находятся последовательно соединенные выпрямитель 2, дроссель 3 и инвертор 4, шунтированный управляемым ключем 5. Параллельно инвертору 4 подключен интегратор 6. Кроме того, в схеме имеются формирователь 7 импульсов инвертора, выход которого связан с инвертором 4, и формирователь 8 импульсов управляемого ключа, выходы которого подсоединены к управляемому ключу 5 и интегратору 6.

В схеме также имеется задатчик 9 управляющего сигнала, выход которого подключен к задатчику 10 площади импульса и генератору 11 рабочих час° тот, причем выходы последнего под соединены к формирователю 7 импульсов инвертора, формирователю 8 импульсов управляемого ключа и задатчику 10 площади импульса. Установленный на выходе интегратора 6 и задатчика 10 площади импульса нуль-орган

12 подключен к входу формирователя

8 импульсов управляемого ключа.

3 1 1310 ляемый ключ 5 и осуществляет сброс интегратора 6 (время t ). .Выпрямленный ток ротора асинхройного двигателя 1 замыкается через управляемый ключ 5. В момент времени t формиро5 ватель 7 импульсов инвертора снова подает сигнал на включение инвертора 4, одновременно формирователь

8 импульсов управляемого ключа подает сигнал на отключение управляемого ключа 5 ° Далее процессы повторяются в описанной последовательности.

Частоту включения инвертора 4 формирователем 7 импульсов инвертора и отключения управляемого ключа 5 формирователем 8 импульсов управляемого ключа задает генератор 11 рабочих частот. Он может вырабатывать сигналы с частотой Е, f<, f, f .

С увеличением частоты включейия йнвертора 4 уменьшается диапазон регулирования противо-ЭДС инвертора (фиг. 3) . Это объясняется тем, что с увеличением частоты минимальное значение противо-ЭДС возрастает, так как чаще следуют минимальные по . вольт-секундной площади импульсы противо-ЭДС (минимальная вольт-секундная площадь импульса для всех частот одинакова), а максимальное

36 уменьшается, поскольку чаще следуют паузы междуимпульсами. Согласованной работой генератора 11 рабочих частот и эадатчика 10 площади импульса обеспечивается получение любой необ35

12 4 ходимой противо-ЭДС при максимальной из частот, на которых требуемое значение противо-ЭДС может быть получено (фиг. 3). Необходимое значение противо-ЭДС определяется задатчиком

9 управляющего сигнала. В зависимос-, ти от сигнала на его.выходе генератор 11 рабочих частот задает частоту включения инвертора 4. В зависимости от требуемого значения противоЭДС инвертора 4 и частоты его вклю-, чения эадатчик 10 площади импульса задает величину вольт-секундной. площади одного импульса противоЭДС.

Таким образом, согласно данному способу модуляция повышенной частотой противо-ЭДС инвертора асинхронно-вентильного каскада улучшает гармонический состав тока ротора асинхронного двигателя. Это уменьшает потери в асинхронном двигателе, улучшает его использование, дает воз-, можность уменьшить массо-габаритные показатели сглаживающего дросселя в цепи выпрямленного тока и согласующего трансформатора инвертора.

При повышенной частоте коммутации инвертора появляется возможность максимально ограничить амплитуду пульсаций скорости вращения и момента электропривода и довести ее до

4 обычного уровня неравномерности, определяемого эксцентриситетом рото-. ра и зубцовыми пульсациями.

1131012

Составитель В. Тарасов редактор П. Коссей Техред А.Бабинец Корректор Е. Сирохман

Заказ 9625/43 Тираж 666 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