Способ формирования трехфазного напряжения, подводимого к асинхронному двигателю при питании его от однофазной сети

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5023745/07 (22) 09.12.91 (46) 15.1093 Ьоп. Ne 37-38 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и транспорте (72) Завадский Ю.Е; Брагилевский ЕЛ„Доброславский В3. Коваль АА; Карасев В.В„Микитчук B.Ä

Певзнер EM. (73) Научно-исследовательский и проектно-конструктороай институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ПОДВОДИМОГО К

АСИНХРОННОВВ ДВ ИГАТЫЮ пРН ПИТА(в) RU (и) 2001500 1 (51) 5 Н02Р7 42

НИИ ЕГО ОТ ОДНОФАЗНОИ СЕТИ (57) Использование: в частотно-регулируемых электроприводах для получения пниженных частот вращения асинхронных электродвигателей, а также при пуске и торможения Сущность изобретения: из однофазного напряжения питающей сети с промышленной частотой f формируют трехфазную систему периодических напряжений, частота которой в два раза меньше частоты питающей сети f

„ПС

При этом одновременно формируют три линейных тока трехфазной системы по интервалам, соответствующим полуволнам однофазного напряжения. Предлагаемый способ позволит снизить броски тока и скорости при переключениях что повышает надежность работы 3 ил.

2001500

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в частотно-управляемых электроприводах для получения из однофаэного мапряжения питающей сети промышленной частоты — трехфазной системы периодических напряжений пониженной частоты для асинхронных электродвигателей, а также при пуске и торможении.

Известен способ формирования иэ однофазного напряжения трехфазной системы напряжений, базирующийся нэ однофазнотрехфээном преобразовании частоты, позволяющий получить ряд пониженных частот, максимальная иэ которых в три раза меньше частоты питающей сети.

Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято за прототип, является способ формирования трехфазного напряжения, подводимого к асинхронному электродвигателю, при питании его от однофазной сети, при котором преобразуют частоту питающего одмофаэного напряжения путем коммутации токов двигателя в определенной последовательности.

Недостатком указанных известных способов является невозможность получения . fnc выходной частоты f более величины f где fnc — частота питающей сети, что снижает диапазон регулирочания скорости электропривода, а также способствует иоэникноаению значительных броское тока в асинхронном электродвигателе при первключении его с выхода устройств, реализующих данные способы формирования напряжений, на трехфазную питающую сеть.

В известном способе формирования трехфазного напряжения, подводимого к асинхронному электродвигателю, при питании его однофазной сети, при котором преобразуют частоту питающего однофээного напряжения путем коммутации токов двигателя в определенной последовательности, согласно изобретению при указанной коммутации в первый полупериод напряжения питающей сети подают к первому и второму выводам двигателя тока одного направления, а к третьему выводу — обратного. в следующий полупериод изменяют направление токов, подаваемых. к первому и третьему выводам, э к- второму выводу— сохраняют, в последующий полупериод направления токов, подаваемых к первому и третьему выводам сохраняют, э к второму— изменяют, и в последующий полупериод направление тока, подаваемого к второму вы5

20 воду, сохраняют, а к первому и третьему— меняют на обратное, после чего укаэанный цикл повторяют, причем частота сформированного трехфазного напряжения равна 1/2 частоте питающей сети, при этом для реверсирования укаэанный порядок коммутации меняют на противоположный, Нэ фиг,1 представлена электрическая схема устройства (вариант); на фиг,2 — временные диаграммы работы; на фиг,З вЂ” схематически направления токов в асинхронном двигателе.

Устройство, реализующее способ формирования трехфазного напряжения пониженной частоты, подводимого к асинхронному электродвигателю при питании его от однофазной сети промышленной частоты. функционирует следующим образом.

Входные зажимы силового тиристорного блока 1 (фиг.1) подключены к двум фазам (А,В) питающей сети (0 с через токоогрэничивающий реактор 2, блок 3 контроля тока и временной задержки, а также через контак25 ты автоматического выключателя 4.

Для получения на выходесиловоготиристорного блока трехфазной системы периодических напряжений с пониженной

fnc

З0 частотой f- —, где fnc — частота питаюЭ щей сети, служит блок 5 распределения импульсов запуск, которого осуществляется синхроимпульсами Оси ., поступающими на его вход синхронизации, частота которых

З5 1си -2fnc формируется в блоке 6 фвзоимпульсного управления и которые служат одновременно для управления пилообразными опорными напряжениями.

Кроме того, блок 5 снабжен входом реверса

40 Ьс .

Орев, входом задания частоты Bltll., а также выходом сигнала задания, переключающим выходом и шестью выходами распределителя импульсов. Переключающий

45 выход блока 5 соединен с переключающим входом блока 3. Синхронизация блока 6 осуществляется от сети через трансформатор блока 7 питания, который подключен к трем фазам питающей сети для снижения пульса50 ций при формировании напряжений питания схемы управления. Для контроля значения периодических напряжений к выходным зажимам силового тиристорного блока 1 подключены входы датчика 8 напря55 жения, выходы которого соединены с входами блока 9 фильтров первых гармомических с выпрямителем. Выпрямленное напряжение первых гармонических составляющих с выхода блока 9 подают на вход обратной

2001500

55 связи блока 10 регулирования, где из выпрямленного напряжения исключают пульсации и используют его в качестве сигнала обратной связи. К выходу силового тиристорного блока 1 подключают через магнитные пускатели 11 (S>...Sn) асинхронные электродвигатели 12 с выводами 13, 14 и 15, На первый вход блока 10 регулирования подают сигнал задания Оз с одноименного выхода блока 5. На шести выходах распределения импульсов блока 5 формируются сигналы. соответствующие размешенным временным интервалам для включения тиристоров силового блока: Is(I ), iz(lz j, 1з(1з ).

14(14), Is(ls ) и Io(ls ). Одноканальное фазосдвигающее устройство блока фазоимпульсного управления форл;ирует импульсы управления, соответствующие положительным и отрицательным полуволнам напряжения питающей сети (О„). При положительной полуволне питающего напряжения (+Unc) возможно включение тиристоров I>,12,1ý...1в, а при отрицательной полуволне (-Unc) — тиристоров I, I2,13 IQ, Система управления обеспечивает заданный алгоритм включения тиристоров силового тиристорного блска 1, предусматривающий формирование трех токов, И,1г,1з, имеющих вполне определенные направления относительно выводов

13,14,15 асинхронного двигателя (фиг.3) по интервалам, соответствующим полуволнам однофазного напряжения (фиг.2,а, "Вперед", и фиг,3 сплошные линии): на первом интервале формируют токи+11, +ц, направленные к выводам 13 и 14 асинхронного двигателя, и ток -1з, направленный от вывода 15; на втором интервале формируют ток

-Iq, направленный от вывода 13 и токи +iz, +I3, направленные к выводам 14 и 15, на третьем интервале формируют токи -11, -i2. направленные от выводов 13 и 14, и ток +1з, направленный к выводу 15; на четвертом интервале формируют ток +I>, направленный к выводу 13, и токи -12, -1з, направленные от выводов 14 и 15. Далее снова в той же последовательности цикл формирования токов повторяют, включая при зтом соответствующие тиристоры силового блока 1.

При реверсе асинхронного двигателя порядок формирования упомянутых токов

ly,lz,1зизменяется наобратный(фиг.2,6, "Назад", фиг.3 — пунктирная линии).

Следует отметить, что начало цикла формирования токов может быть привязано как к началу положительной полуволны однофазного напряжения. Так и к началу отри5

50 цатЕЛьиой ПОЛуВОИНЫ, Пр. 3 1СИСТЕЛ1а уПрэвлен .: ама al. бирает;-, правпснность каждогО Гиристора: 11 или 1 l, 17 или 1 и т,д, Блок 3 контроля тока и временнОЙ Задержки формиру т импульсь„запрещающие переключ=ние выходных Фаз силового тиристорного блока 1 во время протекания по ним тока. Длительность этих запрещающих импульсов увеличивают на некоторую временную задержку, необходимую для восстановления вентильных свойств тири=торов.

Кроме того, блок 3 формирует аварийный сигнал при превышении силовым током и-. ен;1я уставки. Этот сигнал подают на входы :,ан иты блока б, в результате чего блО;.и у, импульсы управления тиристоnai.и ..":.:. °,>го блока 1. С помощью блока 10 регулир,:ения осуществляют стабилизаци о ",мl-,ëèòóä первь х гармонических состалля,пи. их формируемых напряжениЙ.

iI;.едлагаемь.й способ формирования трех ;.:зного напряжения пониженно э часТОТЬС ПОДВОДИМОГО Y аСИНХРОННОМУ ДВИГатвлю при питании его от однофазной сети прп ь шлзннсй аслты, пазn ".ÿåT игпользп .". ь."- го 6 у .:.ройсть-:..>гулировзниA (;Коппc i ча тотно-управляемых зле " ропривс,1ОО, для получения понижении- v..òàl Ояэ .;:= х:коростей, а также в пускот: . сз ьи p=i. lìàõ с целью снижения б1с,"кпв О :.э при пуске и разгоне асинхрон.:.: х дмгателеЙ до номинальной скорости с

l1f.,-iåi,i" íç ением í" трехфазную сеть проЛ ь1 i И Л Е Ч! О Й Ч а С Т О Т Ы . Э Т И Ж Е у, Т 3 О и С Т R d М О" гут ч т. Использ; вены при снижении с орогти путем перключения с трехфазной пита.пщи с ти промышленHocTH частоты на пониже-ные частоты, При 3TQM благодаря пр:менению предлагаемого способа тгс формирпвания частоты т= — снижаются

3 броски -,Ока и скорости. чтс повышает надеж О-., установок и расширяет возможности, .; прил енения.

Гзхь;и образом. овышэется плавность переходя с пониженных частэт на промышленную частоту пита ошей сети. т.е. повышается число ступеней при переключении асинх онного привода на питании от проMblUJ 1енности сети, (56) Авторское свидетельство СССР

М. 1554089, кл. Н 02 1Л 5/27, 1987.

».в-,п;сксе свидетельство СССР

N. 16: .158. кл. Н 05 Р 7/42, 1988.

2001500 рормула изобретения

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯжения, пОдВОдимОГО к АсинхРОннОму дВиГАТЕЛЮ ПРИ ПИТАНИИ ЕГО OT ОДНОФАЗНОЙ сети, при котором преобразуют частоту питающего однофаэного напряжения путем коммутации токов двигателя в определенной последовательности, отличающийся тем, что при указанной коммутации в первый полупериод напряжения питающей сети подают к первому и второму выводам двигателя токи одного направления, а к третьему выводу - обратного, в следующий полупериод изменяют направление токов, подаваемых к первому и третьему выводам, а к второму выводу - сохраняют. в последующий полупериод направления токов, подаваемых к первому и третьему выводам, сохраняют, а к второму

- изменяют и в последующий полупериод направление тока, подаваемого к второму выводу. сохраняют, а к первому и третьему

- меняют на обратное, после чего укаэанный цикл повторяют, причем частота сформированного трехфазного напряжения, равна 1/2 частоте питающей сети, при этом для реверсирования укаэанный порядок коммутации меняют на противополож15 г

ki ik

ЮЬ

kl 17

"Н

Ilia#

Ы 17 И

)т

1 7

А

/ /I и И

1.