Асинхронно-вентильный каскад
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленного назначения. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты вращения и повышение надежности каскада при кратковременном прерывании тока в одной 23 & ;il из фаз сети переменного тока. Для этого асинхронно-вентильный каскад снабжен управляющей оптопарой 21, включенной между одним из выводов токоограничивающего резистора 19 и анодными выводами тиристорных оптопар катодной группы инвертора 4, выполненного по однофазной мостовой схеме. К цепи роторной обмотки подключен диодный мостовой выпрямитель 22, выводы постояriHofо тока которого соединен с входом оптопары 21 через переменный резистор 23. Изменено включение вторичной обмотки согласующего трансформатора 20 с диодными мостами системы управления инвертором 4, В результате Обеспечивается возможность регулирования частоты вращения, ограничения величины момента при пуске и торможении. При кратковременном исчезновении напряжения в одной из фаз сети разрывается цепь прохождения тока для работающего фототиристора инвертора. 3 ил. АСА В С (Л с Х| сл XI О XI О
„„5IJ „„1757076 Al
C0IO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР Г Г„;„;,—,—, . *"- м .- -, л. : и г и .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ « 1 2 (21) 4683297/07 иэ фаэ сети переменного тока. Для этого (22) 25.04,89... ..-: . асинхронно-вентильный каскад снабжен уп(46) 23.08.92. Бюл. N. 31 . :::-, ::: равляющей оптопарой 21, включенной меж(711 Липецкий политехнический институт .; ду одним из выводов токоограничивающего (72)А.Б.Иванов, В,Н.Мещеряков, Jl.p,Телич- резистора 19 и анодными выводами тирико и Г;Н,Котлюба:: " сторных оптопар катодной группы инверто(56) Авторское свидетельство СССР .. ра 4, выполненного йо однофазной М 955482, кл. Н 02 Р 7/42, 1982, .: :-. мостовой схеме. К цепи роторной обмотки Авторское свидетельство СССР : "::-. . "подключен диодный мостовой выпрямитель М 752720, кл. Н 02 Р 7/42, 1980.:: .:- " 22, выводы постоянного гока которого соеАвторскоесвидетельство СССР -: .:: динен с входом оптопары 21 через-переМ 1695484, кл. Н 02 P 7/74, 19,04.89. ::: елейный резистор 23. Изменено включение вторичной обмотки согласующего транс(54) АСИНХРОННО-ВЕНТИЛ ЬН ЫЙ КАС- форматора 20 с диодными мостами системы КАД ..: . -:,—,:, ::,. .: управления инвертором 4, В результате (57) Изобретение отиосится к злектротехни- обеспечивается возможность регулироваке и может быть использовано в злектропри- .ния частоты вращения, ограничения величиводах общеппромышленного назначения. - ны момента при пуске и торможении. при Целью изобретения является расширейие кратковременном .Исчезйовении напряжедиапазона регулирования частоты враще- ния в одной иэ фаз сети разрывается цепь ния и повышение надежности каскада при.- прохождениятокадля работающегофототикратковременном прерывании тока в одной ристора инвертора, 3 ил. юеюЪ 11 ч О 4 1757076 Изобретение относится к электротех- резистором 23. Выводы переменного тока нике и может быть использовано в элект- введенного диодного моста подключены к роприводах общепромышленных выводам фазной обмотки ротора асинхронмеханиэмов. ного двигателя, а выводы постоянного тока Цель изобретения — расширение диа- 5 через переменный резистор 23 — к входу пазона регулирования частоты вращения и управляющей оптопары 21, один выходной повышение надежности при кратковремен-. вывод которой соединен с анодами светодином прерывании тока в одной иэ фаз сети адов тиристорных оптопар 24,25 катодной переменного тока. группы инвертора. Другой выходной вивод На фиг.1 приведена электрическая схе- 10 управляющей оптопэры соединен с одним ма асинхронно-вентильного каскада; на выводом токоогрэничивэющего резистора фиг, 2 и 3- диаграммы напряжений, поясняю- 19 и анодным выводом первого однофаэнощих работу асинхронно-вентильного каска- го диодного моста системы управления, ка-: да.,: .:; .:. -: ":.-::: .... тодным выводом связанного с другим Асинхронно-вентильный каскад Содер- t5 выводом токоограничивающего резистора и жит асинхронный двигатель 1 с фазным ро- катодами светодиодов анодной тиристор-" тором, трехфазный неуправляемый .: ной оптопары 26,27 аналогично группы инмостовой выпрямитель 2, выводы перемен- вертора 4, ного тока которого подклюФейы к Выводам : Асинхронно-вентильный каскад работафазной обмотки ротора асинхронного дви- 20 ет следующим образом. гателя, а выводы переменного тока через . При подаче напряжений на первичйую ограничивающий резистор 3 — к выводам обмотку согласующего трансформатора 20, постоянного тока инвертора 4, с выводами: конденсаторы 5,6 и на обмотку статора переменного тока которого соеДинены оДни асинхронного двигателя в. обмотке ротора обкладки конденсаторов 5,6, Вторые об- 25 наведется ЭДС; что приведет к появлению кладки конденсаторов 5,6 снабжены выво- напряжения на выходе выпрямителей 2 и 22. дами для подключения к сети переменного При включении оптопары 21 через светодитока, Система управления инвертором 4 вы- оды тиристорных оптапар инвертора 4 поте полнена на трех однофазных диодных мос- ..- . четток. Например, для момента ц (фиг.2) ток тах,"состэвленных соответственно из 30 потечет по следующей цепи: конец третьей дйодов 7-10; 11-14; 15 — 10.,,-,.:;:.- .",::::;;-: . " фазы С согласующего трансформатора 20. Инзертор выполнен на тиристорных on- диод 11, светодиод оптопэры 26 инверторэ топарах, светодиоды анодной vi кэтодной 4, токоограничивэющий резистор 19, фотогрупп которых соединены по моС бвой од-": тиристор управляющей оптопары 21, светонофазной схеме через токоогрэничиваю- 35 диод тиристорной оптопары 25, диод 18 щий резистор 19. Выводы переменного тока . третьего диодного моста системы управлепервого диодного моста, собрэнногб нэ ди- ния, конец третьей фазы С согласующего одах 7-10, соединены с выводами первой трансформатора 20. фазы вторичной обмотки трехфазного со- Подругимфаэамвторичнойобмоткйсо глэсующего трансформатора 20, Выводы 40 гласующега трансформатора ток не потепеременного тока второго диодного моста; чет, так как в данный момент величины выполненного на диодах 11-14. соединены напряжений а и в (или а, в) на их выводах соответственно с началом второй фазы и .—:. меньше величины напряжения с (или c) на концом третьей фазы вторичной обмотки со- " выводах третьей фазы С, и диоды 12-14, гласующего трансформатора 20, Выводы 45 15-17 и 7 — 10 заперты. Прохождение тока . переменного тока третьегo диодного моста, через светодиоды тиристорных оптопар составленного иэ диодов 15-18, подключе- 26,25 вызывает их отпирание, что привоны к каналу второй и концу третьей фазы" дит K появлению тока ротора замыкающесогласующего трансформатора 20, . - .. гося по следующей цепи; фаза С питающей Катодныевыводывторогоитретьегоди- 50 сети, конденсатор 6, фототиристор оптоодных мостов системы управления соедине- .:. пары 25 катодной группы, резистор 3, один ны с анодами светодиодов тиристорных . из диодов анодной группы выпрямителя 2, оптопар анодной группы инвертора 4, а одна иэ фаз обмотки ротора, другая фаза анодные выводы диодных мостов системы обмотки ротора, один из диодов катодной управления- с катодами светодиодов тири- 55 группы выпрямителя 2, фототиристор опсторных оптопар катодной группы инверто" топары 26 анодной группы инвертора, конра4. "-... денсатор5, фаза А питающей сети. Асинхронно-вентильный каскад снаб- Ток поуказанной цепи протекаетдо тех жен управляющей оптопарой 21, диодным пор, пока скорость изменения напряжения мостовым выпрямителем 22 и переменным на обкладках конденсаторов 5,6 не будет 1757076 с 6 равна нулю (момент времени t2, фиг.2). При точен для включения фототиристора этой этом конденсаторы зарядятся и ток через оптопары. Последний закрывается, таким указанные фототиристоры инвертора пре- образом, ток через светодиоды.оптопар инкратится, что приведет к запиранию послед-. вертора 4 прекращается, что приводит к их них. В момент временит2черезсветодиоды 5 запиранию и прекращению тока ротора. оптопар 24,25 начинает протекать ток iio Двигательтормозится на выбеге. следующей цепи: начало вторичной обмот- При уменьшенйи частоты вращейия ки третьей фазы С согласующего трансфор- двигателя ЭДС в роторе последнего возраматора 20, диод 16, светодиод оптопары 27 стает, что снова приводит к отпиранию опанодной группы инвертора, резистор 19, фо- 10 топар инвертора 4; Таким образом йнвертор тотирйстор оптопары 21, светодиод оптопа- 4 начинает работать в ключевом режиме, ры 24 катодной группы инвертора, диод 13;- При уменьшении или увелйчений величины . конец третьей фазы С вторичной обмотки. сопротивления переменного резистора 23 Это приводит к отпиранию оптопар 27,24 соответственно уменьшается или увеличиинвертора и конденсаторы 5,6 начинаат rie- 15 вается величина скольжения электродвигарезаряжаться, тем самым создавал ток, про- теля, при которой инвертор 4 переходит в ходящий через обмотки ротора.: .. ключевой режим работы, Вторая фаза В вторичной обмотки со-: Устройство улучшает"энергетические гласующего трансформатора 20 и диоды показатели электропривода,так как при ра12,14,15,17 предназначены для расширения 20 боте инаертора из сети потребляется емко. управляющего импульса, поступающего на стной ток. фототиристоры оптспар инвертора до 120 Низкая надежность ранее известных зл. град. (на фиг.2 время формирования им- асинхронно-вентйльййх каскадов при кратпульса указано толстой линией), которое не- ковремен нам прерывании питания одной обходимо для первоначального включения 25 фазы сети переменного тока обусловлена инвертора 4 при -полностью разряженных тем, что согласно диаграмме работы фототи. конденсаторах 5,6. Первая фаза Л обмотки: ристоров(фиг.2), где буквами б,т. и обозначесогласующего трансформатора 20 и диоды ны моменты работы: фототиристоров 7-10 предназначены для запирания фототи-: катодной группы, а е,ф.k — - анодной группы. ристора ойтойары 21 по окончании форми- 30 а буквами А,В,С- плечи инвертора, подклю-рования каждог6 импульса, так -как, в ° ченные к соответствумйцим фазам сети пе моменты времени t> или 6 потенциал на. ременного тока; фототйристор айодной анодах диодов 9,10 становится отрицатель- группы включается почти сразу после отнее потенциала на анодах светодйодОв 0п- ключения фототиристора катодной группы топар катодной группы инвертора 4. - 35 этого же плеча. Поскольку фототирйстор каОтсюда при условии, когда по мере рвз тодной груйпы, подключенный к данной фагона асинхронного двигателя напряжение: зе запирается "в"результате отйирания на обмЬтках ротора упадет до величины, при фототиристора катодной группы, подклюкоторой через светодиод оптопары 21 про- ченного к последующей фазе, то при краткотекаетток. недостаточный для включений ее 40 временном пропадании последующей фазы фототиристора, последний закроется либо в фототиристор катОдной группы, подключенмомент времени t>. либо в момент 12 и в ный к данной фазе, неэакроется кмоменту дальнейшем не откроется. Ток через свето- прихода управляющегоимпульса на фототидиоды оптопар инвертора 4 не потечет и ристор анодной группы, подключенного к фототиристоры его оптопар не отпираются, 45 этой же фазе, что вызовет сквозное опрокит е.токчереэ ротор асинхронногодвигателя . дывание инвертора. Аналогичйая ситуация прекратится, возникает при кратковременном снятии упПри разгоне двигателя величина напря-. равляющих импульсов с фототиристоров женил на входе выпрямителя 2 падает, а ток инвертора прототипа, что делает невозможв цепи ротора практически не уменьшается, 50 ным осуществление регулирования запиратак как ток через конденсаторы зависит от нием и отпиранием источника тока, скорости иЗменения напряженйя, прило- В асинхронно-вентильном каскаде при женного к его обкладкам, которая определя- : пропадании одной из фаз сети переменного ется частотой и величиной напряжения тоха, подключенной к источнику тока, разсети. По мере разгона падает и напряжение 55 рь:вается цепь прохожДения тдка, что спона выходе выпрямителя 22, что приводит к собствует запиранию работавших . уменьшению тока через светодиод управля- фототиристоров инвертора, при новом поющей оптопары 21 и при достиженил двига- явлении питания откроются только:те фототелем частоты вращения, при которой ток тиристоры инвертора, на которые через светодиоды оптопары 21 уже недоста- поступа1от управляющие импульсы. При 1757076 кратковременном снятии управляющих импульсов в устройстве работающие фототиристоры все равно закроются в момент времени, когда скорость изменения напряжения на обкладках конденсатора равна ну- 5 лю. Формула изобратения Асинхронно-вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным 10 ро ором, неуправляемый трехфазный мостовой-выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены с фазной обмоткой ротора асинхронного двигателя, а выводы постоянного тока через резистор — с 15 выводами постоянного тока инвертора, выполненного на тиристорных оптопарах. анодные и катодные группы которых соединены по мостовой схеме, систему управления, составленную из трех однофазных 20 диодных мостов, согласующий трехфазный трансформатор с первичной обмоткой для подключения к сети переменного тока, один вывод переменного тока второго диодного моста системы управления соединен с нача- 25 лом третьей фазы вторичной обмотки согласующего трансформатора, а второй вывод переменного тока второго диодного моста— с концом второй фазы вторичной обмотки упомянутого трайсформатора, конденсато- 30 ры, одни обкладки которых соединены с выводами переменного тока инвертора, а другие обкладки конденсаторов снабжены зажимами для подключения к сети переменного тока. катодные выводы второго и треть- 35 его однофаз них мостов системы управления подключены к анодам светодиД с Ü р с одов тиристорных оптопар анодной группы инвертора, а анодные выводы указанных мостов — к катодам светодиодов тиристорных оптопар катодной группы инвертора, и токоограничивающий резистор, связывающий анодные и катодные группы светодиодов тиристорных оптопар инвертора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и повышения надежности при кратковременном прерывании тока в одной из фаз сети переменного тока, инвертор выполнен однофазным и введены управляющая оптопара, переменный резистор и диодный мостовой выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены с выводами фаэной обмотки ротора, а выводы постоянного тока через переменный резистор — входом управляющей оптопары, один выходной вывод которой соединен с анодами светодиодов тиристорных оптопар катодной группы инвертора, а другой выходной вывод — с одним выводом токоограничивающего резистора и аноднйм выводом первого однофазного диодного моста системы управления, выводы переменного тока которого подключены к выводам первой фазы вторичной обмотки согласующего трансформатора, а катодный вывод — к второму выводу токоограничивающего резистора и катодным выводам светодиодов тиристорных оптопар анодной группы инвертора, а начало второй фазы и конец третьей фазы вторичной обмотки упомянутого согласующего трансформатора соединены с выводами переменного тока .третьего диодного однофаэного моста. Ь Q c 1757076 Составитель А.Головченко Техред M.Ìîðãåíòàë Koppe«mð М.Максймишинец Редактор И.Шулла! ), Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3098 Тираж Подги1сное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Рауииская наб., 4Ю
