Устройство для управления тиристорным циклоконвертором

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ЦИКЛОКОНВЕРТОРОМ, содержащее нагруженный на резистор и стабилитрон выпрямитель, предназначенный для подключения к питающей сети, элемент задержки, состоящий из последовательно включенных резисторов и конденсатора, включенный параллельно стабилитрону указанного вьшрямителя, общаЛ точка последовательно включенных резисторов и конденсатора злемента задержки подключена ко входу noporoiBoro элемента, распределитель импульсову выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров циклоконвертора , дополнительный резистор, одним вьшодом подключенный к отрицательному полюсу указанного вьшрямителя , отличающе еся тем, что, с целью повышения энергетических .показателей и расширения диапазона регулированияj оно снабжено тиристором и тремя ключами, шунтирующими последовательно включенные тиристоры элемента задержки, причем анод тиристора подключен к пололсительному полюсу указанного выпрямителя, катод,объединенный со вторым выводом дополнительного резистора, подключен ко входу распределителя импульсов, управлянмций электрод подключен к выхо (Л ду порогового элемента, а сопротивление , последовательно включенных резисторов элемента задержки находится в пределах пУзт n. c-ehVv j c.enVi- i :где Т - период источника питания; ;О С - емкость конденсатора; 2 - коэффициент передачи порого9 ) вого элемента п 1, 2, 3

СООЗ COBETCHHX

ОЗВВЛМП

РЕСПУБЛИК

3C5D H 02 Р 13/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3361963/24-07 (22) 27. 10. 81(46) 15.10.84. Бюл. У 38 (72) В.С. Боев, С.П. Голев, Т.В. Зотова, Е.М. Певзнер и А.Г. Яуре (71) Производственное электромашиностроительное объединение "Динамо" (53) 621.316.727(088.8) .(56).1. Патент Японии Ф 51-9884, кл. 55С 2, 1976.

2..Итоги науки и техники. Электропривод и автоматизация промышленных установок. Сб. под ред. А.М. Мейстель. И., 1971, с. 48»49. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНЫМ ЦИКЛОКОНВЕРТОРОМ, содер« жащее нагруженный на резистор и стабилитрон выпрямитель, предназначенный для подключения к питающей сети, элемент задержки, состоящий из последовательно включенных резисторов . и конденсатора, включенный параллельно стабилитрону указанного выпрямите ля, общая точка последовательно включенных резисторов и конденсатора элемента задержки подключена ко входу порогового элемента, распределитель импульсов, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров циклокон- вертора, дополнительный резистор, одним выводом подключенный к отрицательному полюсу указанного выпрямителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения энергетических ,показателей и расширения диапазона регулирования, оно снабжено тиристором и тремя ключами, шунтирующими последовательно включенные тиристоры элемента задержки, причем анод тиристора подключен к положительному полюсу указанного выпрямителя, катод; объединенный со вторым выводом дополнительного резистора, подключен ко входу распределителя импульсов, управляющий электрод подключен к выходу порогового элемента, а сопротивление R; последовательно включенных резисторов элемента задержки находится в пределах

n I т п. Т+1/ т

«сЯ g

С 8h /1-у С 9п lq-q где Т - период источника питания;

С вЂ” емкость конденсатора;

$ - коэффициент передачи порогового элемента п 19 2Ф 3

1119160

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электропреобразовательной технике, и может быть использовано, например, в электроприводе грузоподъемных механизмов.

Известен циклоконвертор, содержащий формирователь-синхронизатор, подключенный к источнику питания, делитель частоты, вход которого соединен с выходом формирователя-синхронизато- 10 ра, а выход соединен через блок фазового управления с управляющими электРодами тиристоров преобразователя )fj .

Известное устройство обеспечивает изменение частоты питающего напряжения, однако характеризуется низкими энергетическими показателями из-за того что при уменьшении частоты про.— изводят изменение чередования фаз источника питания и возникают дополни- 20 тельные потери в нагрузке от основной гармоники источника питания, а также сложность системы управления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления тиристорным циклоконвертором, содержащее нагруженный на резистор и стабилитрон,выпрямитель, подключенный к фазам циклоконвертора, элемент задержки, состоящий A последовательно включенных резисторов и конденсатора, включенный параллельно стабилитрону указанного выпрямителя, общая точка последовательно включенныхрезисторов

35 и конденсатора .элемента задержки подключена ко входу порогового элемента, распределитель импульсов, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров циклоконвертора, до 40 полнительный резистор, одним выводом подключенный к отрицательному полюсу указанного выпрямителя (2) .

Известное устройство обеспечивает регулирование напряжения на выходе . 45 циклоконвертора фазовым способом, однако характеризуетсянизким диапазоном регулирования из-за того, что максимальный .угол управления может иметь величину не более 120 эл.град.

50 и соответственно напряжение на актив- ной нагрузке мОжет быть снижено не более, чем в 4 раза. При использовании в качестве нагрузки асинхронно- го электродвигателя скорость в ра- 55 зомкнутой системе может быть снижена в пределах критического скольжения. Используя замкнутую систему регулирования скорости вращения двигателя, последний на низких скоростях работает со значительными потерями электроэнергии, что приводит к нагреву его обмоток и выходу из строя.

Регулирование скорости возможно только в первом и четвертом квадратах механической характеристики, т.е. генераторный режим работы двигателя возможен только при работе на естественной механической характеристике.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей путем уменьшения потерь электроэнер« гни при работе электродвигателя на низких скоростях и расширение диапазона регулирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство, для управления тиристорным циклоконвертором снабжено тиристором и тремя ключами, шунтирующими последовательно включенные ре.зисторы элемента задержки, причем анод тиристора подключен к положительному полюсу указанного выпрямителя, катод, объединенный со вторым выводом дополнительного резистора, . подключен ко входу распределителя импульсов, управляющий электрод подключен к выходу порогового элемента, а сопротивление 9 последовательно включенных резисторов элемента задеря. ки. находится в пределах

n2/q T n Т «jgT pc

С вЂ” емкость конденсатора;

$ — коэффициент передачи порогового элемента, п 1,2„3

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Тиристорный циклоконвертор содержит управляемые вентили 1, подключенные к обмотке статора электродвига-. теля 2, выпрямитель 3, вход которого подключен к фазам обмотки статора электродвигателя 2, элемент 4 задержки который содержит последовательно

Э бф соединенные резисторы 5, конденса-. тор 6, которые подключены .к выходу выпрямителя 3, пороговый элемент 7 в виде однопереходного транзистора

1 119160

3 (ОПТ), эмиттер которого подключен к точке соединения конденсатора 6 н резистора 5, а база соединена с управляющим электродом тиристора 8, анод которого соединен с выходом 5 выпрямителя 3, катод соединен с: резистором 9 и с распределителем 10 импульсов, который содержит последовательно соединенные резисторы 11 и диоды 12, подключенные к управляющий 10 электродам вентилей 1, резисторы 5 шунтированы ключами 13.

На фиг. 2 показаны диаграмма 14 трехфазного напряжения источника

l питания, диаграмма 15 напряжения конденсатора 6, диаграмма 16 управляющих импульсов и диаграмма 17 напряжения на обмотке электродвигате1 ля 2 для фазы С.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения от источника питания и обмоткам статора электродвигателя 2 от выпрямителя 3 начинает заряжаться, конденсатор 6 через резис- 25 тор 5, который не замкнут ключом 13.

Время заряда коцденсатора 6 зависит от параметров элемента 4 задержки и определяется и = R Ñ

Е зо

USNA где R — - сопротивление резистора 5 элемента 4 задержки;

С вЂ” емкость конденсатора 6;

Е - напряжение на выходе выпрямителя 3;

U „z - напряжение включения порогового элемента 7.

Так как для модуляции нанряжения пониженной частоты необходимо время

2 заряда больше, чем -Т но менее, чем

Т(1 + y) где Т вЂ” период напряжения

1 источника питания, то после преобра-, 4> зоваиия равенства (1) получим, что для соблюдения заданной задержки необходимо ввести резистор 5 сопротивлением равным

4 т » s) сg 4 (Я)

CBn /»-q СЕ «/»

После достижения заряда кондейса тора 6, при котором включается пороговый элемент 7, происходит разряд конденсатора через управляющий электрод тиристора 8 и резистор 9 (диаграмма 15). Тиристор 8 включается и подает управляющий импульс через распределитель 10 импульсов на управляющие электроды вентилей 1 (диаграмма 16). Вентили. 1 имеющие в данный момент времени максимальное анодное напряжение, открываются, и ток проходит через обмотку электродвигателя 2. После изменения знака анодного напряжения на вентилях 1 последние „закрываются и начинается новый процесс заряда конденсатора элемента 4 задержки. После разряда конденсатора управляющий импульс подается на следующую пару тиристоров, после чего формируется на нагрузке напря- жение пониженной частоты (диаграмма 17) .

Таким образом, производя задержку на включение тиристоров циклоконверторов на заданное время, осуществляется модуляция напряжения .на нагрузке, которое имеет частоту 1/4, :1/7, 1/13 от частоты источника питания, при этом электродвигатель пропорционально частоте уменьшаеФ скорость вращения, причем работает на пониженной скорости устойчиво во всех четырех квадратах механичес« кой характеристики c минимальными потерями электроэнергии.

Благодаря высокому диапазону регулирования достигается повышение производительности механизма, работающего с предложенным циклоконвертором, так как при этом повышается скорость его передвижения и точность остановки. При работе на низких скоростях достигается экономия электрической энергии за счет уменьшения напряжения питания нагрузки.

1119160 фила/

Pvc. Р

Составитель Е. Ефимов

Редактор С. Тимохина Техред А.Ач Корректор.В. Бутяга

Заказ, 7470/43 Тираж ббб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская нао., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4