Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления асинхронными электродвигателями общепромышленного назначения. Целью изобретения является повышение энергетических показателей. Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, две пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 2,3 и 4,5, формирователь 26 синхронизирующих импульсов, генератор 29 модулирующих напряжений, логические элементы 2И 18...21 и усилители 10...13. За счет введения в его состав третьей и четвертой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 6,7 и 8,9, фазосдвигающих блоков 27,28, логических элементов 2И-2И-2ИЛИ 22,23 и 2ИЛИ-2ИЛИ-2И 24,25, усилителей 14...17 и выполнения генератора 29 в виде последовательно соединенных целочисленного делителя 30 частоты и шестиканального распределителя 31 импульсов обеспечивается при работе на пониженной частоте отсутствие режима двухфазного включения двигателя независимо от угла включения тиристоров 2...9. При этом обеспечивается достижение цели в широком диапазоне регулирования напряжения питания двигателя и частоты его вращения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ь о, и, ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (2)) 4284841/24-07 (22) 15. 07,87 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (71) Донецкий политехнический институт (72) А,А, Шавелкин, В,Б. Патапов и Ю.А. Бильдеенко (53) 621 ° 316.727(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1128362, кл. Н 02 P 7/42, Авторское свидетельство СССР

В 1035767, кл. Н 02 P 7/12, 1982, (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕИЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления асинхронными электродвигателями общепромышленного назначения. Целью изобретения является повьлпение энергетических показателей. Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, две пары встречно-параллельно соединенных тнристоров мыс

„„SU„„1517109 А1

2, 3 и 4, 5, формирователь 26 сиихронизирующих импульсов, генератор 29 модулирующих напряжений, логические элементы 2И 18...21 и усилители 10..

13. 3а счет введения в его состав третьей и четвертой пары встречнопараллельно соединенных тиристоров

6, 7 и 8, 9, фазосдвигающих блоков

27, 28, логических элементов 2И-2И2ИЛИ 22, 23 и 2ИЛИ-2ИЛИ-2И 24, 25, усилителей 14...17 и выполнения генератора 29 в виде последовательно соединенных цедочисленного делителя 30 частоты и шестиканального распределителя 31 импульсов обеспечивается при работе на пониженной частоте отсутствие режима двухфазного включеиия двигателя независимо от угла включения тиристоров 2...9. При этом оббспечйвается достижение цели в широком диапазоне регулирования напряжения питания двигателя и частоты его вращения. 2 ил.

1517109

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотногг управления асинхронными электродвигателями общепромышленного

5 назначения, Целью изобретения является повышение энергетических показателей.

На фиг. 1 приведена структурная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный трехфазный электродвигатель 1, четыре пары встречнопараллельно соединенных тиристоров

2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, восемь усилителей 10-17, четыре логических элемента 2 И 18-21, два логических элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и 23, два 20 логических элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ вЂ И

24 и 25, формирователь 26 синхронизирующих импульсов, первый 27 и второй 28 фазосдвигающие блоки, генератор 29 модулирующих напряжений, 25 составленный из последовательно соединенных целочисленного делителя 30 частоты, шестиканального распределителя 31 импульсов . Первый вывод первой пары встречно-параллель- 30 но, соединенных тиристоров 2 и 3 предназначен для подключения к первому зажиму питающей сети, первый вывод второй пары встречно-парал- ° лельно соединенных транзисторов 4 и

5 предназначен для подключения к второму зажиму питающей сети, второй вывод первой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 2 и 3 и первый вывод третьей пары встречно- .10 параллельно соединенных тиристоров

6 и 7 объединены и соединены с первым выводом статорной обмотки электродвигателя 1, второй вывод которой соединен с объединенными вторым вы- 5 водом второй пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 4 H 5 и первым выводом четвертой пары встречно-параллельно соединенных тиристорон

8 и 9, Вторые выводы третьей пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 6 и 7 и четвертой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 8 и 9 объединены и соединены с третьим BbIBopoM статорной об- 55 мотки электродвигателя 1, предназначенным для соединения с третьим зажимом питающей сети. Входы формирова1 теля 26 синхронизирующих импульсов предназначены для соединения с зажимами питающей сети, а выход формирователя 26 синхронизирующих импульсов соединен с первым входом генератора 29 модулирующего напряжения, образованным первым входом целочисленного делителя 30 частоты, второй вход которого образует второй вход генератора 29 модулирующего напряжения и предназначен для подачи сигнала задания частоты. Первые входы первого 27 и второго 28 фазосдвигающих блоков предназначены для подключения соответственно к первому и второму зажимам питающей сети, вторые входы первого 27 и второго 28 фазосдвигающих блоков. объединены и предназначены для подачи сигнала задания напряжения, Первый выход шестиканального распределителя 31 импульсов соединен с первыми входами первых логических элементов 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и

2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 24, второй выход шестиканального распределителя 31 импульссв соединен с вторым входом первого логического элемента 2 ИЛИ2 ИЛИ-2 И 24 и с первым входом первого логического элемента 2 И 18; третий выход шестиканального распределителя 31 импульсов соединен с первыми входами второго логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 23 и второго логического элемента 2 И 19; четвертый выход шестиканального распределителя

31 импульсов соединен с вторым входом второго логического элемента 2 И2 И-2 ИЛИ 23 и с первым входом второго логического элемента 2. ИЛИ вЂ ИЛИ2 И 25; пятый выход шестиканального р,1спределителя 31 импульсов соединен с первым входом третьего логического элемента 2 И 20 и с вторым входом второго логического элемента 2 ИЛИ2 ИЛИ-2 И 25; шестой выхоц шестиканального распределителя 31 импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и с первым входом четвертого логического элемента 2 И 21, Первый выход первого фазосдвигающего блока 27 соединен с третьим входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ

22 и с вторым входом четвертого логического элемента 2 К 21, второй выход первого фазосдвигающего блока 27 соединен с третьим входом второго

1517109 вход шестиканального распределителя

31 импульсов через целочисленный делитель 30 частоты, коэффициент деления частоты которого устанавливается сигналом Uy задания частоты в соответствии с требуемым значением частоты вращения электродвигателя 1. Шестикальный распределитель 31 импульсов представляет собой счетчик на шесть с дешифратором на шесть вь»ходов, на которых формируются последовательности импульсов, соответствующих входным с частотой Е =f,/

Электропривод переменного тока р»ботает следующим образом, 20 На вторые входы фазосдвигающих блоков 27 и 28 подают сигнал U задания напряжения, а на второй вход целочисленного делителя 30 частоты сигнал U< задания частоты, причем каж25 дому значению Ь соответствует фиксированный коэффиц.:,ент снижения входной частоты f и соответсТвенно фиксированное значение частоты f > питания электродвигателя 1.

При этом работа электропривода на фиксированной частоте осуществляется следующим образом (фиг. 2), В соответствии со значением частоты 6f /11, 1 поступающим на вход шестиканального распределителя 31 импульсов, послед35 ний формирует на соответствующих выходах импульсы d;=d -d < (фиг, 2,a), частота которых равна заданному значению f =Е, / »!. Сигналы d,-d < посту40 пают на соответствующие входы логических элементов 18-25, куда также поступают последовательности импульсов с выходов фазосдвигающих блоков

27 и 28, синхронизированных по фаз45 ньм напряжениям сети ь и U фаза

A И которых»»t определяется значением сигнала задания U напряжения, Управляюя щие импульсы Т >-Т на тиристорах 2-9 формируются на выходных импульсах фазосдвигающих блоков 27 и 28 при наличии на соответствующих входах логических элементов 18-25 сигнала

d, =1 (фиг. 2, б), Так при d . =1, на первом входе логического элемента

2 И-2 И-2 ИЛИ 2? и первом входе логического элемента 2 ИЛ!1-? ИЛИ-2 И

24 на управляющие входы тирпсторов

2 и 5 поступают импульсы уцранления, синхронизированные по ф»»»ному напря5

JIo) пческого элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ и с вторым входом второго логи-.еского элемента 2 И !9, первый вы:.;од второго фазосдвигающего блока 28 соединен с четвертым входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ

22, с вторым входом первого логического элемента 2 И 18 и с третьим и четВертым входами первого логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 24; второй выход второго фазосдвигающего блока 28 соединен с вторым входом третьего логического элемента 2 И 20, с четвертым входом второго логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 23 и с третьим и четвертым входами второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И

25. Выходы первого и второго логических элементов 2 И-2 И-2 KIH 22 и 23 соответственно через пятый 14 и шестой 15 усилители соединены с уйравпяющими цепями соответственно тирис оров 2 и 3 первой пары, Выходы п р»ого и второго логических элемент».в

2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 24 и 25 соответственно через седьмой 16 и восьмой 17 усилители соединены с упгавляющими цепями соответственно тиристоров 5 и 4 второй пары. Выходы третьего и первого логических элементов 2 И 20 и 18 соответственно через третий 12 и первый усилители соединены с управляющими цепями соответственно тиристоров

6 и 7 третьей пары, Выходы четвертого и второго логических элементов 2 И

21 и 19 соответственно через четвертый 13 и второй 11 усилители соединены с управляющими цепями соответственно тиристоров 8 и 9 четвертой пары.

Фазосдвигающие блоки 27 и 28 вырабатывают по две последовательности импульсов, сдвинутых на полпериода частоты сети и реализуют принцип вертикального управления, Изменение фазы выходных импульсов осуществляется посредством сигнала задания напряжени подаваемого на их вторые входы, Формирователь 26 синхронизирующих импульсов обеспечивает формирование последовательностей импульсов, силхронизированных с моментами перехода через нуль фазных напряжений сети, а последующим их суммированием для получения сигнала с частотой 1=6 „, rye f — частота напряжения сети.

Для того, чтобы частота напряжения питания электродвигателя 1 была в це6 лсе число раз меньше входной, выходной сигнал формирователя 26 си»» .!»<низирующих импульсов подается на

1517109 жению сети U (фиг. 2,в), При отпирании тиристоров 2 и 5 ток одновременно протекает в трех фазах электродвигателя 1. Аналогичным образом обеспечивается включение тиристоров на других интервалах d,. При этом в фазах обмотки статора электродвигателя 1 формируется трехфазная система напряжений U, Uq и U часЯа тоты f, Таким образом, при работе электродвигателя 1 на пониженной частоте

f на участках кривой выходного напряжения dz, d 1, d и d 6 практически отсутствуют режимы двухфазного включения, реализуемые независимо от угла Ы отпирания тиристоров 2-9, что позволяет повысить энергетические показатели электропривода при широком диапазоне регулирования напряжения питания электродвигателя и частоты его .1ращения.

Ф о р м у л а и з б р е т е н и я

Ф

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный трехфазный электрод1игатель, две пары встречно-параллельно соединенных тиристоров, пер-3О вые выводы которых предназначены для подключения к соответствующим двум зажимам питающей сети, а вторые выводы указанных пар встречно-параллельно соединенных тиристоров подклю35 чены соответственно к первому и второму выводам статорной обмотки электро-, двигателя, третий вывод которой предназначен для соединения с третьим заI жимом питающей сети, формирователь синхрониэирующих импульсов, входы которого предназначены для подключения к зажимам питающей сети, а выход формирователя синхронизирующих импульсов соединен с первым входом генератора модулирукщих напряжений, второй вход которого предназначен для подачи сигнала задания частоты, четыре логических элемента 211, выходы которых соединены с входами соответствую50 щих четырех усилителей, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, в негО введены третья и четвертая пары встречно-параллельно соединенных тиристоров, два фазосдвигающих блока, два логических элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ два логических элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ2 И, пятый, шестой, седьмой и восьмой усилители, а генератор модулирующих напряжений выполнен в виде последовательно соединенных целочисленного делителя частоты и шестиканального распределителя импульсов, первые входы фазосдвигающих блоков предназначены для подключения к соответСтвующим первому и второму зажимам питающей сети, вторые входы фазосдвигающих блоков объединечы и предназначены для подачи сигнала задания напряжения, первый выход шестиканального распределителя импульсов соединен с первыми входами первых логических элементов 2 И-2 И2 ИЛИ и 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И, второй выход шестиканального распределителя импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И и с первым входом первого логического элемента 2 И, третий выход шестиканального распределителя импульсов соединен с первыми входами второго логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ и второго логического элемента 2 И, четвертый выход шестикального распределителя импульсов соединен с вторым входом второго логического элемента

2 И-2 И-2 ИЛИ и с первым входом второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ2 И, пятый выход шестиканального распределителя импульсов соединен с первым входом третьего логического элемента 2 И и с вторым входом второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И, шестой выход шестиканального распределителя импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента

2 И-,2 И-2 ИЛИ и с первым входом четвертого логического элемента 2 И, первый выход первого фазосдвигающего блока соединен с третьим входом первого логического элемента 2 И-2 И2 ИЛИ и с вторым входом четвертого логического элемента 2 И, второй выход первого фазосдвигающего блока соединен с третьим входом второго логического элемента 2 И-2 И-.2 ИЛИ и с вторым входом второго логического элемента 2 И, первый выход второго фазосдвигающего блока соединен с четвертым входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ, с вторым входом первого логического элемента 2 И и с третьим и четвертым входами первого логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2

Ц„второй выход второго фазосдвигающего блока соединен с вторым входом третьего логического элемента 2 И, с

1517109

Тд

ТЧ

Т9

Тб

Ив

Ц26 четвертым входом второго логическоэлемента 2 И-2 И-2 ИЛИ и с третьим и четвертым входами второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И, выходы первого и второго логических элементов 2 И-2 И-2 ИЛИ и первого и второго логических элементов 2 ИЛИ2 ИЛИ-2 И соединены с входами соответственно пятого, шестого, седьмого и восьмого усилителей, первые выводы третьей и четвертой пар встречно-параллельно соединенных тиристоров подключены соответственно к первому и второму выводам статорной обмотки электродвигателя, третий вывод которой соединен с вторыми выводами третьей и четвертой пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, выходы 9v

dg

dg сй (Й

Qg

Qg пятого и шестого усилителей соед1п1ен1 с управляюшими цепями встречно-и 1глллельно соединенных тирис торов ilE рв1 и пары, выходы седьмого и восьмого уси5 лителей подключены к управляющим цепям встречно-параллельно соединенных тиристоров второй пары, выходы первого и третьего усилителеи подключены к управляющим цепям встречно-параллельно соединенных тнрнсторОР третьей пары, выходы второго и четвертого усилителей соединены с у)ið«âëÿþùèìè цепями встречно-параллельно соединенных тиристоров четвертой пары, первый и второй входы генератора модулирую1цих напряжений образованы соответственно первым и ьторь входами целсчисленного делителя частоты.