Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты. С этой целью в электроприводе переменного тока выводы переменного тока тиристоров анодной 5-7 и катодной 2-4 групп подключены к фазным выводам обмотки ротора асинхронного двигателя 1. Выводы постоянного тока групп тиристоров объединены между собой и к их точкам соединения подключены выводы конденсаторной батареи 8 и выводы переменного тока трехфазного выпрямительного моста на диодах 9-14, входящих в систему управления тиристоров непосредственного преобразователя частоты, составленного из указанных групп тиристоров. В каждое плечо моста включен один из датчиков 15-20 тока, а его выводы постоянного тока шунтированы стабилитроном 21 и управляемым ключом 22. Частота вращения определяется величиной емкости конденсаторной батареи 8 и частотой коммутации ключа 22. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4322947/24-07 (22) 30.10.87 (46) 07.07.90. Бюл. К 25 (71) Ленинградский йнститут водного .транспорта (72) В.Ф.Самосейко (53) 62-83:621.316.718 ° 5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1457126, кл. Н 02 М 7/515, 10.02.87.

Ониценко Г.Б. и Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. — M.: Энергия, 1979, с. 166, рис.6-4.

„„SU„„1577057 А1 (51)5 " 02 Р 7/36, H 02 М 7/515

2 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОЛ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения являет ся расюирение диапазона регулирования частоты. С этой целью и электроприводе переменного тока выводы переменного тока тиристоров анодной 5-7 и катодной 2-4 групп подключены к фазным выводам обмотки ротора асин,хронного двигателя 1. Выводы постоянного тока указанных групп тиристоров объединены между собой и к их точкам соединения подключены выводы конден1577057 слт(t(>ftotf блтлреи 8 и ньнзоды переменного тока трехфазного выпрямительно1 го моста нл диодах 9-14, входя111их в систему управления тиристоров непосредственного преобрлзсвлтеля частс>татн1, СОГтЛВЛЕННО>ГО ИЗ УКаЗЛННЫХ групп тиристоров. В каждое плечо Мос

Изобретение относится к электро,техни -e, в частности к устройствам управления частотой вращения асинхронных электродвигателей с фаэным ротором.

Цель изобретения — расширение диапазона регулировлния частоты вращения.

На фиг. 1 приведена схема электро привода переменного тока; нл фиг. 2 схема датчика тока; на фиг. 3 — схема стабилизатора тока; на фиг. схема ключа, управляемого генератором импульсов.

Электропривод переменного тока содержит лсинхронпый двигатель 1 с флзным ротором, ныводы статорной обмотки которого подклюнеьн1 к фазам А„, В„, С сети, непосредственный преобрлзо 1 ватель частоты, составленный из клтодных групп 2-4 и анодных групп

5-7 тиристоров, соединенных в каждой группе по трехфазной нулевой схеме.

Число анодных и катодных групп равно числу фаз асинхронного двигателя.

Выводы переменного тока анодн»fx и катодных групп тиристоров подключены к фаэным выводам обмотки ротора асинхронного двигателя 1, а выводы постоянного тока каждой анодной группы 5-7 тиристоров соединены с выводами постоянного тока одной из катодных групп 2-4 тиристоров.

В электропривод введена конденсаторная батарея 8, подкл>оченная к точкам соединения выводов постоянного тока указанных групп тиристоров непосредственного преобразователя частоты.

Система управления непосредственным преобразователем частоты составлена из трехфазного мостового выпрямителя, выполненного на диодах 9-14, шести датчиков 15-20.токл, последов>зтельно соединенн>гх между собой стабилизатора 21 тока и управляемого ключа 22, включенных между выводами постоянного тока указанного тл вклю1ен один из датчиков 15-20 тс>кл, а его выводы постоянного тока шунтировл>и1 стлбилитроном 21 и управ— ляемым клю.сом 22. 1лстс тл BpBLfåíèÿ э

ОПРЕДЕЛЛРТСЯ ВЕЛ11ЧИНО11 ЕМКОСтн КОН денсаторной батареи 8 и частотой коммутации ключа 22. 4 ил. мостового выпрямителя. Выводы пере менного тока мостового выпрямителя соединены с точками соединения BblBQ гз дов постоянного тока анодных и катодных групп тиристоров. В каждое плечо выпрямителя включен oJJIIII иэ датчиков

15-20 тока. Выход каждого датчика подключен к переходу управляющий

20 электрод — катод тиристоров соответствующей группы.

Каждый из датчиков тока (фиг. 2} выполнен на трансформаторе 23 с первичной обмоткой 24, включенной в соответствующее плечо трехфазного мос гового гыпрямителя, и тремя вторичными об>1отками 25-27, диодах 2830 и диодах 31-33. Каждый иэ диодов

28-30 включен последовательно с од30 ной из вторичных обмоток 25-27, каждая из которых г>унтировлнл одним из диоtiов 31-33.

Стабилизатор 21 ".окл (фиг. 3) вы1IoJtfIeII нл транзисторе 34 в цепь база— эмиттер которого включены последовательно резистор 35 и источник 36 ЭДС.

Управляемый ключ 22 (фиг. 4) выполнен на транзисторе 37, управляющий вход которого, образованный базой и эмиттером, подключен к выходу управляемого генератора 38 прямоугольflbrV ИМПУЛЬСОВ. Злектроприпод переменного тока работает следующим образом. д, Для запуска непосредственного преобразователя требуется предварительный заряд батареи 8 конденсаторов.

Заряд может осуществляться от источ ника постоянного напряжения U (не показан) путем подключения его выводов к паре выводов конденсаторной батареи 8.

Непосредственно перед пуском источник откл1очлется от батареи конден55 саторов. Положим, что к выводам а с

У преобразовлтеля приложено напряжение

Нас

11ри замыкании ключа 22 от вывода л по пепи диод 11 — датчик 17 тока

15 стабилизатор 21 тока — ключ 22 — датчик 18 тока — диод 12 к выводу с потечет ток. В результате по обмоткам трансформаторов 23 датчиков 18 и 17 тока управляющие импульсы поступят соответственно на группы тиристороц

2 и 6. При этом откроются в каждой из групп по одному из тиристоров (на которых окажется наибольшее напряжение) и начнется переэаряд конденсаторов 8, в результате которого на выво— дах а, Ъ будет наибольшее напряжение.

Заметим, что в группах 2 и 6 включены разноименные тиристоры (такие, которые подключены к разноименным фазам трехфазной системы напряжений). Далее ключ 22 размыкается. Длительность замкнутого состояния ключа оказывает влияние на величину максимального напряжения на выходных выводах а, Ь, с преобразователя.

После повторного замыкания ключа

22 от вывода а по цепи диод 11 — дат— чик 17 тока — стабилизатор 2 l тока ключ 22 — датчик 19 тока — диод 13 к выводу Ь потечет ток. Протекание тока по обмоткам трансформатора 23 датчиков 17 и 19 тока обеспечит поступление управляющих импульсов соответственно на тиристоры групп б и 4.

При этом откроются в каждой из групп

6 и 4 по одному тиристору (такому, на которых окажется в данный момент наибольшее напряжение). В зависимости от того, какие из тиристоров откроются в группах 6 и 4 и какие были открыты в группах 2 и 6, может возникнуть несколько ситуаций.

Во-первых, возможен случай (при достаточно большом периоде включений ключа 22), когда в момент отпирания тиристоров групп 3 и 4 тиристоры группы 2 и б закрыты. Запирание тиристоров групп 2 и 6 в этом случае происходит при сцаде тока, протекающего по ним, до нуля и достижении напряжением Б максимального знаaÜ чения.

Во-вторых, возможен случай, когда в группах 2 и 6 будут включены тиристоры, одноименные с тиристорами групп 4 и 6 соответственно (такие, которые подключены к фазам трехфазной системы напряжений). Эта ситуация наиболее часто возникает в малом .периоде включений ключа 22. При воз никновении такой ситуации тиристар в группе 2 гаснет, так как к нему

77057

35

4О чем очевидно, что тиристор фазы В

50 да в группе 2 останется включенным тиристор фазы Л, в группе 6 — тиристор фазы С, а в группе 4 — тиристор фазы В . Потенциал фазы Л в момент э5 включения третьей труппы будет отрицательным. Потенциал точки а (катодов тиристоров группы 2) будет максимальным и положительным. Следова-. тельно, к цепи тиристора фазы Аг

30 будет приложено в обратном направлении положительное напряжение конденсаторной батареи 8. Например, при включенных тиристорах фазы А групп

2 и 4 к тиристору группы 2 в обратном направлении окажется приложенным через .открытый тиристор группы 4 напряжение U = 0,5UС, . В результате тиристор группы 2 закроется.

В-третьих, возможен случай, когда в группе 6 будут включены разноименные тиристоры, например, включенные вфазыВ и С, а в группах 2и4 одноименные. В этом случае тиристор группы 2 погаснет по той же причине, что и во второй ситуации. При включенных в группе. 6 тиристорах фаз Bz и С в группе 2 может быть включен лишь тиристор фазы Л ..Если тиристор фазы В включился раньше, чем тиристор фазы С <, то по условию включения тиристоров потенциал ца катоде тиристора фазы В будет больше, чем потенциал на катоде тиристора фазы С . Следовательт цо, тиристор фазы В будет закры- ° ваться под воздействием напряжений на обмотках ротора.

В-четвертых, возможен случай, когда в группах 2 и 4 включены разноименные тиристоры и в группе 6 также включены разноименные тиристоры.

Этот случай распадается на два варианта его реализации.

Вариант 1. Пусть в группе 2 включен тиристор фазы А2, в группе 4 включен .тиристор фазы Rz, а в. группе

6 включены тиристорыфаз В и С . Привключен раньше, чем тиристор фазы

С .. К тиристорам фазы групп 6 и 4, подключецных последовательно, будет приложено в обратногл направлении напРЯжение УсЬ ) О. В РезУльтате.тиристор фазы В группы 6 закроется, а тиристор фазы H группы 4 останетг ся открытым, так как к нему будет приложено максимальное напряжение обмоток ротора электродвигателя. Tor1577057 группы 2 будет приложено в обратном направлении положительное напряжение, что обусловливает его .выключение.

Вариант 2. Пусть в группе 2 включен тиристор фазы А, в группе 6— тиристоры фаз С и Л, а в группе 4— тиристор фазы В, причем тиристор фазы С в группе 6 вклюЧен раньше, чем тиристор фазы А . К тиристорам фазы А групп 2 и 6,. подключенных последовательно, будет приложено в обратном направлении напряжение, Уд1, > О. В результате тиристор фазы

А группы 2 закроется, а тиристор фазы А группы 6 останется открытым, так как к нему приложено макимальяое напряжение обмоток ротора электродвигателя 1, а по управляющему электроду протекает ток. Тогда в группе

6 будут включены тиристоры фаз С 1 А, а в группе 4 вЂ, тиристор фазы

Таким образом, этот вариант

Сводится к третьей ситуации.

Во всех рассмотренных ситуациях начнется перезаряд конденсаторной батареи 8, в результате чего максимальное напряжение окажется на выводах с, Ъ, При следующем включении ключа 22 от вывода с. по цепи диод 9— датчик 15 тока — стабилизатор 21 тока — ключ 22 — датчик 19 тока — диод

13 потечет ток. В результате протекания тока по обмоткам трансформаторов

23 датчиков 15 и 19 тока управляющие импульсы поступят на группы 4.и 5 тиристоров.

Далее все процессы аналогичны.

Тиристорные группы будут включаться циклически парами 5 и 3, 3 и 7, 7 и 2 ... . В результате в, цепи ро- тора, а следовательно, и в цепи статора возникнут токи, которые будут достаточно сложными, почти периодическими функциями.

Частота вращения электродвигателя будет определяться величиной емкости конденсаторной батареи 8, величиной максимального напряжения на ней и частотой коммутации. ключа 22. Регулирование частоты вращения может осуществляться изменением частоты коммутаций ключа 22 и скважности импульсов генератора 38. При малой частоте коммутаций ключа 22 электромагнитная мощность, пропускаемая конденсаторной батареей 8 и через цепь ротора, будет достаточно полной и определит частоту вращения ротора. Таким образом, будет обеспечена существенно большая глубина регулирования.

Электропривод имеет достаточно простую систему управления, малую установленную мощность каждого иэ тиристоров, что обеспечит сравнительно небольшие габариты электропривода и

его низкую стоимость. Потери в конденсаторной батарее также невелики, поэтому электропривод будет иметь высокий КПД.

10

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором,,непосредственный преобразователь частоты, составленный из анодных и катодных групп тиристоров, соединенных в каждой группе по трехфазной нулевой схеме, число анодных и катодных групп рав-.

25 но числу фаз асинхронного двигателя, и систему управления тиристорами ука.— занных групп, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, выводы переменного тока анодных и катодных групп тиристоров подключены к фазным выводам обмотки ротора .асинхронного двигателя, а вывод постоянного тока каждой анодной груп35 пы тиристоров соЕдинен с выводом постоянного тока соответствующей катодной группы тиристоров, введена конденсаторная батарея, подключенная к точкам соединения выводов постоян ного тока укаэанных групп тиристоров, система управления составлена из диодного трехфазного мостового выпрями,теля, шести датчиков тока, генератора импульсов и последовательно соединенных между собой стабилизатора тока и управляемого ключа, включенных между выводами постоянного тока указанного выпрямителя, выводы переменного тока которого соединены с точ-.

50 ками соединения выводов постоянного тока анодных и Катодных групп тиристоров, в каждое плечо выпрямителя включен один из датчиков тока, выход которого подключен к переходу управляющий электрод — катод тиристоров соответствующей группы, а управляющий

55 вход ключа подключен к выходу генератора импульсов.

1577057 дыгай

ВИИ

ФигЗ

Составитель Л. Головченко

Те хр ед H. Дидьпс Корректор О.Ципле

Редактрр С.Пекарь

Заказ 1855 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Электропривод переменного тока Электропривод переменного тока Электропривод переменного тока Электропривод переменного тока Электропривод переменного тока 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхронным электроприводам с гистерезисными двигателями, работающими в режиме перевозбуждения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления гистерезисными электродвигателями в составе как однодвигательного, так и многодвигательного электроприводов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реверсивном автоматизированном асинхронном электроприводе в устройствах перемещения ленточных носителей информации

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемым электроприводам на базе синхронных двигателей и непосредственных преобразователей частоты

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска и регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя общепромышленного назначения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в технологических линиях электрохимической промышленности

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тяговых приводах электровозов переменного тока с асинхронными двигателями

Изобретение относится к преобразовательной технике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе

Изобретение относится к преобразовательной технике

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в частотно-регулируемом электроприводе

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для принудительного выключения тиристоров автономного инвертора напряжения и регулируемого выпрямителя

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразовательным установкам электротранспорта, предназначанным для питания асинхронного тягового двигателя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем электропитания, преимущественно с преобразованием постоянного тока в переменный повышенной частоты

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для работы в составе трехфазного автономного инвертора напряжения (АИН)
Наверх