Электропривод переменного тока

 

Изобретение направлено на упрощение и повышение надежности электропривода переменного тока с регулируемой скоростью вращения в широком диапазоне. В электропривод, содержащий двигатель переменного тока, статорные обмотки 5-7 которого связаны с выходом инвертора 4, введены управляемые ключевые элементы 8-10 по числу фаз двигателя. Фазы (обмотки ) соединены последовательно, инвертор выполнен однофазным, а клюевые элементы шунтируют каждую фазу двигателя . Ключевые элементы формируют токи в обмотках двигателя. Для изменения величины тока в определенной обмотке в условно положительном направлении используются. только соответствующие положительные полупериоды тока однофазного инвертора 4 либо их часть, отсчитьшаемая от начала этого полупериода за счет разомкнутого состояния шунтирующего эту обмотку ключевого элемента. Отрицательные полупериоды тока инвертора 4 пропускаются мимо этой обмотки через этот же ключевой элемент, которьш при этом замкнут. Аналогично достиг ается изменение тока в обмотке в условно отрицательном направлении . 2 ил. i (Л ю со со 00 to Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3807933/24-07 (22) 31. 10. 84 (46) 23.06.86. Бюл. № 23 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (72) Н.Ф.Ильинский, В.В.Михайлов, В.Е.Платонова (SU), Александр Ber, Нейтус Липтак и Ладислав Борба (CS) (53) 61-83:621.313.333.072.9 (088.8) (56) Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. М.: Энергия, 1980, с. 182-183.

Авторское свидетельство СССР

¹ 265256, кл. Н 02 M 5/42, 1970. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение направлено на упрощение и повышение надежности электропривода переменного тока с регулируемой скоростью вращения в широком диапазоне ° В электропривод, содержащий двигатель переменного тока, статорные обмотки 5-7 которого свя„„SU„„1239826 A 1 (51) 4 Н 02 P 7/42 заны с выходом инвертора 4, введены управляемые ключевые элементы 8-10 по числу фаэ двигателя. Фазы (обмотки) соединены последовательно, инвертор выполнен однофазным, а ключевые элементы шунтируют каждую фазу двигателя . Ключевые элементы формируют токи в обмотках двигателя.

Для изменения величины тока в определенной обмотке в условно положйтельном направлении используются . только соответствующие положительные полупериоды тока однофазного инвертора 4 либо их часть, отсчитываемая от начала этого полупериода за счет разомкнутого состояния шунтирующего эту обмотку ключевого элемента. Отрицательные полупериоды тока инвертора 4 пропускаются мимо этой обмотки через этот же ключевой элемент, -который при этом замкнут. Аналогично достигается изменение тока в обмотке в условно отрицательном направлении. 2 ил.

1239826

li0

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в электроприводах с регулированием скорости вращения в широком диапазоне.

Цель изобретения — упрощение схемного решения и повышение надежностиработы электропривода.

На фиг.1 представлена структурная схема электропривода переменного

1 тока; на фиг.2 — пример выполнения конкретной схемы электропривода переменного тока.

В электроприводе переменного тока (фиг, 1) к трехфазной сети пере менного тока 1 подключен трехфазный индуктивно-емкостной преобразователь 2, выход которого соединен с входом неуправляемого мостового выпрямителя 3. Выход выпрямителя 3 ° подсоединен к входу однофазного инвертора 4 тока, к выходу которого последовательно подключены статорные обмотки 5 — 7 двигателя переменного тока. Параллельно статорным обмоткам 5 — 7 двигателя переменного тока подключены управляемые ключевые элементы 8 — 10 соответственно.Цепи управлении однофазным инвертором 4 тока и ключевых элементов

8 — 10 подключены к блоку 11 управ-. ления электроприводом.

На фиг,2 последовательно с обмотками 5 — 7 двигателя включены датчики 12 — 14 тока соответственно, которые соединены с блоком 11 управления электроприводом. Ключевые элементы 8 — 10 могут быть выполнены в виде двух тиристоров, включенных встречно- параллельно.

Например, ключевой элемент 8 выпопнен в виде встречно-параллельно включенных тиристоров 15 и 16. Па— раллельно каждой из статорных обмоток 5 — 7 двигателя переменного тока и соответственным датчикам 12—

14 тока подключены цепи, состоящие из последовательно соединенных конденсаторов 17 . — 19 и резисторов 20

22. Например, параллельно обмотке 5 двигателя и датчику 12 тока подключены последовательно включенные конденсатор 17 и резистор 20. На этом чертеже также параллельно выходу однофазного инвертора 4 тока подключен вход однофазного мостового выпрямителя 23, к выходу которого параллельно подключены конденсатор 24 и резистор 25.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Индуктивно-емкостной преобразователь 2, состоящий из реакторов и батарей конденсаторов, изменяет свойства трехфазного источника напряжения, которыми обладает сеть 1 переменного тока, в свойства трехфазного источника тока на входе неуправляемого мостового выпрямителя 3. Поэтому на выходе выпрямителя 3 реализуются свойства неуправляемого источника постоянного тока и неизменный по величине ток однофазным инвертором 4 .преобразуется в переменный ток с постоянной амплитудой, частота которого в несколько раз больше частоты токов, формируемых в обмотках 5 . — 7 двигателя. Для формирования токов в статорных обмотках 5 — 7 двигателя используются управляемые ключевые элементы 8 — 10 соответственно.

Для изменения величины тока в статорной "áìîòêå 5 двигателя в условно положительном направлении используются только соответствующие положительные полупериоды тока однофазного инвертора 4 либо их часть, отсчитываемая от начала этого полупериода за счет разомкнутого состояния ключевого элемента 8. Отрицательные полупериоды тока однофазного инвертора 4 пропускаются мимо обмотки 5 двигателя через ключевой эламент 8, который при этом замкнут.

Когда для изменения тока в статорной обмотке 5 двигателя в положительном направлении используется только часть положительного пблупериода тока оцнофазного инвертора 4, отсчитываемая от начала этого полупериода, остальная часть положительного полупериода тока однофазного инвертора 4 пропускается также мимо обмотки 5 двигателя через ключевой элемент 8, который при этом тоже замкнут. Подобным образом достигается изменение величины тока в статорной обмотке 5 двигателя в условно отрицательном направлении.

Чтобы пояснить способ формирования токов в статорных обмотках 5-7 двигателя, рассмотрим работу ключевого элемента 8 на фиг.2, который здесь выполнен в виде двух встречнопараллельно включенных тиристоров

15 и 16. Для простоты предположим, 1239826 что к моменту рассмотрения ток в обмотке 5 отсутствует и необходимо формирование тока в этой обмотке в направлении, параллельном проводящему направлению тиристора 15. Тогда тиристор 16 должен быть открыт, а тиристор 15 закрыт в течение всего полупериода тока однофазного инвертора 4, при котором этот ток совпадает по направлению с проводящим направлением тиристора 15, либо части этого полупериода, отсчитываемой от его начала. При этом полупериоды тока однофазного инвестора 4 проти.воположного направления беспрепятственно пропускаются мимо обмоуки

6 двигателя через открытый тиристор 16, через который также при этом . замыкается и ток в обмотке 5 двигателя, который обусловлен зайасенной в этой обмотке электромагнитной энергией.

Если же для формирования тока в обмотке 5 в направлении, параллельном проводящему направлению тиристора 15, используется только часть соответствующего полупериода тока однофазного инвертора 4, отсчитываемая от начала этого полупериода, остальная часть этого полупериода тока пропускается мимо обмотки 5 двигателя в резуЛьтате отпирания тиристора 15. Для ограничения перенапряжений на обмотке 5 двигателя при формировании тока в ней параллельно обмотке 5 и датчику 12 тока подключена цепь, состоящая из конденсатора 17 и резистора 20.

Формирование токов в статорных обмотках 6 и 7 двигателя с помощью управляемых ключевых элементов 9 и 10 соответственно осуществляется аналогично. Фазовый сдвиг токов, фоРмируемых в статорных обмотках 5

7 двигателя, достигается в результате управления ключевыми элементами

8 — 10 с помощью блока 11 управления электроприводом.

Задающие сигналы и .сигналы необходимых обратных связей подаются в блок 10 управления электроприводом.

С целью уменьшения потерь энергии при коммутациях в однофазном инверторе;4 тока и ключевых элементах

8 — 10 блок 11 управления электроприводом может обеспечить уменьшение частоты тока инвертора 4 при уменьшении частоты токов, формируемых в обмотках 5 - 7 двигателя.

Для ограничения коммутационных напряжений параллельно выходу однофазного инвертора 4 тока может быть

10 подключен однофаэный мостовой выпрямитель 23.(фиг.2) к выходу которого параллельно подключены конденсатор

24 и резистор 25.

Технико-экономические преимущества предлагаемого электропривода переменного тока по сравнению с известными устройствами достигаются в результате применения меньшего количества коммутирующих элементов, а потому и более простой и надежной системы управления. Повышение надежности работы электропривода обеспечивается также реализуемым способом отдельных импульсов, управляющих

25 ключевыми элементами, включенными параллельно этим обмоткам, вызывая лишь некоторое исполнение формы Фока в обмотке двигателя.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий двигатель переменного то"ка, статорные обмотки которого связаны с выходом инвертора, вход кото35 рого через неуправляемый мостовой выпрямитель соединен с выходом индук. тивно-емкостного преобразователя тока, выходы которого предназначены

40 для соединения с сетью переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности электропривода в работе, в него введены управляемые ключевые элементы по числу фаз статорных обд5 моток двигателя, последние соединены последовательно, а инвертор выполнен однофазным, при этом цепь последовательно соединенных фазных обмоток подключена к выходу однофазного инвертора тока. непосредственно, а управляемые ключевые элементы шун тируют каждую фазную обмотку статора двигателя.

1239826

Составитель В. Тарасов

Техред О,СОпко Корректор,Е. Сирохман

Редактор А.Шандор

Заказ 3406!55

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4