Асинхронный вентильный каскад

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов мощных механизмов. Цель изобретения - улучшение использования установленной мощности силовых элементов электропривода. Устр-во содержит асинхронный двигатель (АД) 1, вьтрямитель 2, дроссель 3, инвертор (И) 4, формирователи 8 и 9 импульсов, блок 5 формирования, интегратор Ю, управляемый переключатель (УП) 7, за/Vr f s (Л AJ IsD СД N) Фие.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 Н 02 P 7/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3591561/24-07 (22) 19.05,83 (46) 23.08,86, Вюл, и 31 (71) Рижский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (72) Я.П.Грейвулис, И.В.Авкштоль и Л.С.Рыбицкий (53) 621.313.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 752724, кл. Н 02 P 7/62, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1104634, кл. Н 02 P 7/62, 1983.

„„SU„„1252904 А1 (54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов мощных механизмов.

Цель изобретения — улучшение использования установленной мощности силовых элементов электропривода. Устр-во содержит асинхронный двигатель (АД) 1, выпрямитель 2, дроссель 3, инвертор (И) 4, формирователи 8 и 9 импульсов, блок 5 формирования, интегратор 10, управляемый переключатель (УП) 7, за1252904 датчик 14 управляющего сигнала, блок

1? управления частотой коммутации. В устр-во введены управляемый генератор (УГ) 11 рабочих частот, блок !3 коррекции управляющего сигнала. Выпрямленный ток ротора АД 1 замыкается через УП 7, И 4 включается и пропускает ток ротора. Одновременно интегратор

10 вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу от противо-ЭДС И 4по вре-) мени. УГ 11 задает частоту следования импульсов противо-ЭДС И 4, а блок 13

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов мощных промышленных механизмов с относительно спокойным характером нагрузки, например вентиляторов и насосов.

Целью изобретения является улучшение использования установленной мощности силовых элементов электропривода. 1Î

На фиг.1 изображена функциональная схема асинхронного вентильного каскада; на фиг.2 — диаграмма задающих частот f f f (в зависимости от вег личины противо-ЭДС Е„ — E .. ),, на фиг.3 диаграмма формирования противо-ЭДС инвертора с разными вольт-секундными площадями в соответствующие интервалы времени t.

Асинхронный вентильный каскад со- 20 держит асинхррнный двигатель 1, фазный ротор которого соединен с входом мостового выпрямителя 2, выход которого через дроссель 3 связан с силовым, входом управляемого инвертора 4, уп- 25 равляющий вход которого соединен с выходом блока 5 формирования импульсов инвертора, а выход — с сетевым трансформатором 6. Силовой вход инвертора 4 зашунтирован управляемым переключателем 7, один управляющий вход которого соединен с выходом первого формирователя 8 импульсов, а другой — с выходом второго формирователя 9 импульсов. Силовой вход инвертора 4 зашунтировантакже интегратором 10, управляющий вход которого связан с выходом второго формировате- ля 9. Вход первого формирователя 8 и вход блока 5 связаны с выходом уцрав-! коррекции задает величину вольт-сеKóндной площади одного импульса, Конкретную частоту в зависимости от величины управляющего сигнала определяет блок

12. Модуляция высокой частотой по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС инвертора позволяет улучшить форму тока ротора АД 1 и гармонический состав выходного тока И 4, уменьшить потери, габариты дросселя, мощность трансформатора 6. 3 ил. ляемого генератора 11 рабочих частот, вход которого соединен с. первым входом блока 12 управления частотой коммутации, второй выход которого соединен с первым входом блока 13 коррекции управляющего сигнала, второй вход которого так же, как и вход блока 12, связан с выходом задатчика 14 управляющего сигнала. Один вход нульоргана 15 соединен с выходом интегра— тора 10, другой — с выходом блока 13, а выход — с входом второго формирователя 9.

Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.

Ток ротора асинхронного двигателя

1 выпрямляется выпрямителем 2 и сглаживается дросселем 3. В роторную цепь вводится противо-ЭДС, создаваемая инвертором 4 и его согласующим сетевым трансформатором 6,, которая модулируется согласованной работой блока 5 формирования импульсов инвертора 4, а также первого 8 и второго 9 формирователей импульсов по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС (фиг.2). В первый момент времени выпрямленный ток ротора асинхронного двигателя 1 замыкается через управляемый переключатель 7 (время фиг.3). В момент времени С управляемый генератор 1 1 рабочих частот подает сигнал на вход блока 5 формирования импульсов инвертора 4 и первый формирователь 8 импульсов. Управляемый переключатель 7 выключается, а инвертор 4 включается, и через него начинает протекать выпрямленный и сглаженный ток ротора.. Одновременно

1 252904 интегратор 10 начинает вырабатывать игнал, пропорциональный интегралу от ротиво-ЭДС инвертора 4 по времени, Этот сигнал подается на нуль-орган

15, где сравнивается с сигналом от блока 13 коррекции управляющего сигнала. Когда сигнал от интегратора 10 достигает величины сигнала от блока

13, тогда нуль-орган 15 срабатывает и запускает второй формирователь 9 О импульсов, который включа т управляемый переключатель 7 и осуществляет сброс интегратора 10 (время фиг.3). Под действием противо-ЭДС ток из.инвертора 4 коммутируется в управ- 15 ляемый переключатель 7. Далее процессы повторяются в описанном порядке.

Управляемый генератор 11 рабочих частот задает частоту следования импульсов противо †Э инвертора 4, а блок, 30 коррекции управляющего сигналя задает величину вольт †секундн площади одного импульса.

Управляющий генератор 11 рабочих частот задает три различные частоты 25

f f f следования импульсов про1 3 тиво-ЭДС. Конкретная частота определяется блоком 12 управления част".òû коммутации в зависимости OT требующегося среднего значения противо-ЭДС инвертора 4 (фиг.2): более высокая частота улучшает использование согласующего сетевого трансформатора 6 инвертора 4, дросселя 3 и асинхронного двигателя 1. Существует минимальная

5 величина паузы между импульсами противо-ЭДС, которая ограничивается вре..енем восстановления запирающих свойств тиристоров инвертора 4. Существует также минимальная продолжительность импульса противо †Э, которая определяется характером переходных процессов.

Управляющий сигнал от задатчпка 14 управляющего сигнала определяет в вы- бранном масштабе требующееся среднее значение противо-ЭДС инвертора 4 в пределах Š— Е (фиг,2). Если это

1 в значение находится в пределах Е,— Е, или E — Е, то частота следования

5 импульсов противо-ЭДС равна f„„, для

Е E H Е Е г pnsm Е . F.

f . Конкретную частоту в зависимости

3 от величины управляющего сигнала on— ределяет блок 12 управления частотой

;коммутации.

Поскольку среднее значение противоЭДС инвертора 4 определяется частотой следования импульсов и вальT — секундной ллошадью одного импульса противоЭДС, то необходимо регулирование вольт-секундной площади опнага импульса противо-ЭДС в зависимости от требующегося среднего значения противоЭДС с учетам частоты следования импульсов. Величину вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС определяет блок 13 коррекции управляющего сигналя, выходное напряжение которого сравнивается нуль †орган 15 с сигналом ат интегратора 10. Выходной сигнал блока 13 представляет собой сумму наггяжения управления от задатчика 14 упрявляюцегс сигнала и некоторого граничного напряжения, Которое вырабатывается в блоке 12 в зависимости от того, в какой зоне (фиг.2? находится требующееся значение противо-ЭДС инвертара 4.

Модуляция высокой частотой по закону сохранения постоянной вальт-секундной плошади одного импульса противо — ЭДС ипвертаря позволяет улучшить форму така ротора асинхронного двигателя и Гармонический coc ÃÉ ВыхОднОГО тока инвертора, уменьшить потери в асинхронном двигателе, габариты дросселя в цепи выпрямленнсга тока, установленную мощность саглясуюшегo сетевсга трансформатора инверторя. Этим достигается умен .шение мяссагабаритных показателей электропривада с пре.— образователем асинхронного вентильнога каскада формула и з о б р е т е н и я

Асинхрон ый вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя моставой выпрямитель, с выходом которого через дгассель связан силовой вход управляемого инвертора, зашунтированный интеграторам и управляемым переключателем, первый вход которого соединен с вьгходом первого формирователя импульсов, а второй вход— с входом интегратора и подключен к выходу второго формирователя импульсов, причем выход интегратора соединен с одним входом нуль-органа, а управляющий вход управляемого инвертора— с выходом блока формирования импульсов инвертора. задатчик управляющего сигнала и блок управления частотой коммутации, отличающийся тем, что, с целью улучшения использоа 5

0 9,, t.,t„

Фиг.3

Е, Е Е1 Еч Ь Е Е

Фиа 2

Составитель И.Волошиновский

Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Редактор И.Николайчук

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4629/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1252904 а вания установленной мощности, в него выход — с входом управляемого генеравведены управляемый генератор рабочих тора рабочих частот, выход которого частот и блок коррекции управляющего соединен с выходами первого формиросигнала, первый и второй входы кото- вателя импульсов и блока формирования рого соединены соответственно с выхо- 5 импульсов инвертора, выход блока кордами задатчика управляющего сигнала рекции управляющего сигнала соединен и блока управления частотой коммута- с другим входом нуль-органа, выход ции, вход которого соединен с выходом которого соединен с входом второго задатчика управляющего сигнала, а формирователя импульсов.