Электропривод

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором и вентильный электродвигатель, соединенные по схеме машинно-вентильного каскада,нб общем валу кот орого ус-тановлены датчики скорости и углового положения, МОСТОВОЙ выпрямитель, вход которого соединен с обмотками ротора асинхронного электродвигателя , а выход через дроссель - с силовым входом мостового управляемого инвертора, выход которого соединен с обмотками якоря вентильного электродвигателя , первый уиравляе «лй выпрямитель , к выходу которого подключена обмотка индуктора вентильного электродвигателя, датчик тока якоря, выход которого соединен с информационным входом регулятора тока якоря , задающий вход которого подключен к выходу регулятора скорости. информационный вход которого соединен с выходом датчика скорости, а задающий вход - с выходом блока задания скорости, выход регулятора тока якоря соединен с управляющим входом блока управления инверторОМ, -информационный вход которого соединен с выходом датчика углового положения, а выход - с управляющими электродалм тиристоров мостового инвертора, о тличающийс-я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей за счет увеличения коэффициента мощности, в него введены второй управляемый выпрямитель, блок гиперболической функции, блок умножения, делитель напряжения, выполненный из s трех последовательно соединенных ре (Л зисторов одинакового номинала, индук тор вентильного электродвигателя выполнен трехобмоточным, начало одной обмотки которого соединено с анодной , а конец - с катодной группами вентилей первого управляемого выпрямителя , управляющий вход которого подключен параллельно к двум резисторам делителя напряжения, две дру ю ю ю гие обмотки индуктора соединены между собой согласно-параллельно,при этом их начала подключены к катодной , а концы - к анодной группам вентилей второго.управляемого выпряО1 мителя, управляющий вход которого подключен параллельно к третьему резистору делителя напряжения, подключенного к выходу блока умножителя, один вход которого соединен с выходом блока задания возбуждения индуктора , а другой - с выходом блока гиперболической функции, вход которого соединен с выходом датчика скорости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 Р 5/40

Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3440768/24-07 (22) 24,05 82 (46) 07.02,84. Бюл М 5 (72) Д.И.Родькин í B,Ì.Øåâ÷eíêî (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт (53) 621 313.333.1(088 ° 8) (56) 1. Бутаев Ф.И. Веитильный двигатель с раздельным питанием фаз статора.- Электротехника, 1971, Р 7, с. 6..

2. Управление мощными асинхронными электроприводами насосных установок по »лодернизированной схеме Креме.ра. - Экспресс-информация. Автоматизированный электропривод. Электротехнология. Энергоснабжение. Силовая преобразовательная техника, 1977, вып. 31, реферат 141. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, -содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором и вентильный электродвигатель, соединенные по схеме машинно-вентильного каскада,на общем валу которого установлены датчики скорости и углового . положения, мостовой выпрямитель, вход которого соединен с обмотками ротора асинхронного электродвигателя, а выход через дроссель — с силовым входом мостового управляемого инвертора, выход которого соединен с обмотками якоря вентильного электродвигателя, первый управляеьый выпрямитель, к выходу которого подключена обмотка индуктора вентильного электродвигателя, датчик тока якоря, выход которого соединен с информационным входом регулятора тока якоря, задающий вход которого подключен к выходу регулятора скорости, .„SU„„ 07 225 А информационный вход которого соединен с выходом датчика скорости, а задающий вход - с выходом блока задания скорости, выход регулятора тока якоря соединен с управляющим входом блока управления инвертором, информационный вход которого соединен с выходом датчика углового положения, а выход - с управляющими электродами тиристоров мостового инвертора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей за счет увеличения коэффициента мощности, в него введены второй управляемый выпрямитель, блок гиперболической функции, блок умножения, делитель напряжения, выполненный из щ трех последовательно соединенных ре- зисторов одинакового номинала, индуктор вентильного электродвигателя выполнен трехобмоточным, начало одной ( обмотки которого соединено с анодной, а конец - с катодной группами ф вентилей первого управляемого выпрямителя, управляющий вход которого подключен параллельно к двум резисторам делителя напряжения, две другие обмотки индуктора соединены между собой согласно-параллельно,при Ь ) этом их начала подключены к катодной, а концы — к анодной группам вентилей второго. управляемого выпря- Ь ) мителя, управляющий вход которого подключен параллельно к третьему резистору делителя напряжения, подключенного к выходу блока умножителя, один вход которого соединен с выходом блока задания возбуждения индуктора, а другой — с выходом блока гиперболической функции, вход которого соединен с выходом датчика скорости.

Ф 1072225 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при каскадном соединении двух электрадвигателей переменного тока для привода мощных механизмов со спокойным характером нагрузки,- например . насосов и вентиляторов.

Известен элекхропрквод с вентильным двигателем с раздельным питани- ., ем фазных обмоток статора-инщлстора (И. щ

Недостатком данного устройатва является возрастание противо-ЭДС якоря при увеличении скорости вращения вала. Это .нрииодит :к увеличению установленной мощности и снижению энергетических показателей.

Наиболее близким к предлагаемому является элеитропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с фазььвк.ротором и вентильный электродвигатель, соединенные по схеме машинно-20 вентильного каскада, на общем. валу которого установлены датчкки скорости и угловож положения, мостовой выпрямитель, вход которого соединен с обмотками ротора асинхронного 25 электродвигателя, а вьпйщ через дроссель - с силовым входом мостово- го управляемого .инвертора, выход которого соединен с обмоткою якоря вентильного электродвигателя, первый 30 управляемый выпрямитель, к выходу которого подключена обмотка индуктора венткльного электродвигателя, датчик тока якоря, выход. которого соединен с информационным входом регулятора тока якоря, задающий чход которого подключен к выходу регулятора скорости, информационный вход которого соединен с выходом датчика, скорости, а задающий вход - с выходом блока задания скорости, выход 40 регулятора тока якоря соединен с управляющим входом блока управления инвертором, информационный вход ко» торого соединен с выходом датчика углового ноложения, а выход — .с управляющими электродами ткристоров мостового инвертора f2). . Недостатками данного эдектропривода являются большая установленная: мощность и невысокие энергетические показатели, что вызвано увеличением противоЭДС якоря вентилъного двигателя йри увеличении скорости вращения.

Цель изобретения — Улучшение 55 энергетических показателей за счет увеличения коэффициента мощности.

Указанная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором и вентильиый электродвк- 60 гатель., соединенные по схеме машинно-вентильного каскада, на общем валу которого установлены датчики скорости к углового положения, мостовой выпрямитель, вход которого сое-65 динен с обмотками ротора асинхронного электродвигателя, а выход через. дросоель - с силовым входом мостового управляемого инвертора, выход которого аоадннен с обмотками якоря веитильного электродвигателя, первый управляемый выпрямитель, к выходу которого подключена обмотка иидуктора вентильного электродвигателя, датчик тока якоря, выход которого соединен с информационным входом регулятора тора якоря, задающий вход которого подключен к Выходу регулятора скорости, информационный вход которого соединен с выхопом датчика скорости, а задакяций вход - с выходом блока ведения скорости, выход регулятора тока якоря соединен с управляющим входом блока управления инвертором, информационный вход которого соединен с выходом датчика углового положения, "а выход - с управляющими электродами ткристоров мостового кнвертора, введены второй управляемяй выпрямитель, блок гиперболической функции,, блок умножения, делитель напряжения, выполненный as трех последовательно соединенных резисторов.одинакового номинала, индуктор веитильного электродвигателя выполнен трехобмоточным, начало одной обмотки которого соепинено с анодной, а конец. - с катодной группами вентилей первого управляемого выпрямителя, управляющий вход котороа"î подключен параллельно к двум резисторам делителя напряжения, две другие обмотки индуктора соединены между собой согласно-параллельно, при этом их начала подключены к катодной, а концы — к анодной группам вентилей второго управляемого выпрямителя, управляющий вход которого подключен параллельно к третьему резистору делителя напряжения,. подключенного к выходу блока умножения, един вход которого соединен с выходом блока задания возбуждения индуктора, а другий .- с выходом блока гиперболической .функции, вход которого соединен с выходом датчика скорости.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электронриводау на фиг. 2 векторная диаграмма магнитодвижущих сил в индукторе вентильного двигателя.

Электропривод содержит асинхронный электродвигатель l с фазным ротором подключенным к входу мостового выпрямителя 2, выход которого через дроссель 3 и датчик 4 тока соединен с силовым входом мостового управляемого инвертора 5, выход которого связан с якорем 6 вентильного двигателя, на общем валу с которым установлены асинхронный двигатель 1, датчик 7 положения, датчик 8 скорости, выход которого соединен с инфор» мационным входом регулятора скорости, расположенным в блоке 9 управления иивертором, а. также с входом блока 10 гиперболической функции, выход которого соединен с входом. блока 11. умножения,. на выходе кото-. рого установлен делитель 12 напряже ния, выполненный иэ трех последова» тельно соединенных резисторов одинакового номинала, так что каждый йз 10 иих делит приложенное напряжение: на три равные части, параллельно к двум резисторам делйтеля 12 напряже-. .ния подключен управляющий вход пер" ваго управляемого выпрямителя 13„ 35 а параллельно к третьему резистору делителя 12 напряжения подключен управляющий вход второго управляемого выпрямителя 14 который оказывается педключенным Ба Одну третьg а вход управляемого выпрямителя 13 - на .две трети выходного напряжении бло ка 11 умножения.. К выходу управляе-: мого выпрямителя 13 подключена одна обмотка 15 индуктоРа так, что ее начало соединено с анодиной, а конец с катодной группами вентилей выпрямителя 13-, вторая обмотка 16 и третья обмотка 17 индуктора соединены согласно-параллельно, причем их начала подключены к катодной, а концы к анодной группам вентилей зынрямитМщ 14. В качестве вентильного: двигателя применена. асинхронная ма« шина с фаэным ротором.

В случае использования в качест- 35 ве вентильного двигателя 6 синхрон-. ной машины ее обмотка возбуждения подключается к выходу выпрямителя

13, управляющий вход которого под- ключается непосредственно к выхОду 40 блока 11 умножении, а в качестВЕ якоря используется трехфаэная обмотка, подключаемая к трехфазному выходу инвертора 5.

Поскольку обмотки 16 и 17 с токами 3р и Эб соответственна вклю3, ены согласно, а обмотка 15 с токой включена встречно, то магннтодвижущие (м.д,с.) силн складываются между собой так, как показано иа фиг. 2, при этом суюерная м.д.с.

Ф опредЕляется как

f -F совбо iF cos60++F: (F iF )+F .

У л . s С 2 М 8

При этом для совпадения направле; нии Р и F необходимо выполнение условия:Рд = 8 . Переходя к эквивалентным ампер-виткам, получим

1,„,%=22 (1„%+1 @ +1 ф/, а примяв 1 „за базисную величину и перейдя к относительным единицам получим, что =1 - 1-1

Ф %

Теплота, выделяемая в индукторе при действии указанных токов, в относительных единицах . Qt „;«2+4%2+ 3%22 И;% 12,;%2

Bass производную от правой части и, приравняв ее к нулю, получим условие минимума потерь в индукторе

-A is 1 с=2/3 ..

° Ф»

Это условие положено s основу формирования закона управления выпрямителямн 13 и 14, При этом относительное теплозыделение

„«2 %2.М„1 1 4 2

Е 999 3 оказывается меньше, чем в одной эквивалентной обмотке с единичным током.

Электропривод .функционирует сле- дующим образом.

Разгон осуществляется асинхронным электродвигателем 1 до скорости, при которой ЭДС якоря 6 становится достаточной для коммутации инвертора 5, после чего блок 9 подает управляющие импульсы на тиристоры инвертора 5. Одновременно производится регулирование выпрямителей 13 и 14 в соответствии с указанным выае условием, Заданная скорость вращения устанавливается сигналом Оэ„ на входе блока 9 управления инвертором. Задание возбуждения индуктора вентнльного двигателя осуществляется напряжениЕм US с выхода блока задания воэбужденйя индуктора.

В случае неизменного напряжения

03 можно вместо блока ll умножения применить согласукицнй масштабный усилитель, - Таким образом, использование иэобрЕтения обеспечивает постоянное обратное напряжение на вентилях инвертора при регулировании скорости вращения вала, что приводит к снижению установленной мощности инвертора в, цепи якоря вентильного двигателя, а в случае трехобмоточного индуктора доетигается минимум потерь в Меди индуктора..

1072225

1072225 фиг. 2

Составитель И. Волошиновский

Редактор Н.Руднева Техред Ж.Кастелевич

Корректор В.Бутяга

J»

Подписное

Филиал IIIltl Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 142/50 Тираж 667

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5