Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов. Целью изобретения является повышение КПД эл. привода. Регулирование скорости в двигательном и тормозном режимах работы эл. привода осуществляется с помощью тиристорного коммутатора. В тормозном режиме указанный коммутатор подает на обмотки двигателя напряжение повышенной частоты, к-рое на одну из фаз статорной обмотки двигателя поступает через регулируемый выпрямитель. Благодаря такой схеме управления обеспечивается торможение привода с изменением соотношения двигательного и тормозного момента вплоть до остановки привода. Это приводит к снижению пульсаций тока в обмотке и к повышению КПД. 2 ил. I (Л 1ч9 СЛ СП Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 Н 02 Р 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИП

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, Н А ВТОРСМОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9иии0 (21) 3769461/24-07 (22) 10;07.84 (46) 23.09.86. Бюл. В 35 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) A.Ñ. Коваль и Г.А, Якименко (53) 623.323.313 (088.8) (56) Заявка ФРГ У 2646894, кл. Н 02 P. 5/40, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1131008, кл. Н 02 P 3/24, 1981. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов. Целью

„„SU„„259456 А 1 изобретения является повышение КПД эл. привода. Регулирование скорости в двигательном и тормозном режимах работы эл. привода осуществляется с помощью тиристорного коммутатора.

В тормозном режиме указанный коммутатор подает на обмотки двигателя напряжение повышенной частоты, к-рое .на .одну из фаз статорной обмотки двигателя поступает через регулируемый выпрямитель. Благодаря такой схеме управления обеспечивается торможение привода с изменением соотношения двигательного и тормозного момента вплоть до остановки привода. Это приводит к снижению пульсаций тока в обмотке и к повышению КПД. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов.

Цель изобретения — повышение КПД электропривода.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема электропривода, на фиг.2 — диаграммы напряжения на статорной обмотке асинхронного электродвигателя.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, вал которого соединен с валом датчика 2 частоты вращения, трехфазный тиристорный регулятор 3 напряжения, составленный из трех групп встречно-параллельно включенных тиристоров, однофазный тиристорный мостовой выпрямитель 4, первый 5 и второй 6 блоки формирования импульсов управления, первый усилитель 7, преобразователь 8 напряжение — частота .вращения, трехфазный кольцевой счетчик 9, задатчик 10 частоты вращения, регулятор 11 частоты вращения, шесть логических элементов И 1217, шесть усилителей 18-23 мощности, ключ 24 управления,коммутационный аппарат с четырьмя размыкающими контактами 25-28, тремя замыкающими контактами 29-31 и обмоткой 32, компаратор 33, второй усилитель 34, третий блок 35 формирования импульсов управления, Концы .фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя 1 объединены, начала фаз указанной обмотки через размыкающие контакты 25-27 коммутационного аппарата подключены к одним ,точкам соединения анодов и катодов трехфазного тиристорного регулятора

3 напряжения, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров кото— рого снабжены зажимами для подключения (непосредственно или через реверсивный контактор) к фазам питающей сети.

Между одними точками соединения анодов и катодов тиристоров трехфазного тиристорного регулятора 3 напряжения включены первый 29 и второй 30 замыкающие контакты коммутационноro аппарата. Одна диагональ однофазного тиристорного мостового выпрямителя 4 подключена параллельно "одной фазе статорной обмотки асинхронного дви-. гателя 1, а другая — к точке соединения анода и катода тиристоров од59456 2

5

50 ной фазы трехфазного THpHc TopHoI мостового выпрямителя 4 и к земле.

Выход задатчика 10 частоты вращения подключен к одному входу регулятора

11 частоты вращения, другой вход которого подключен к выходу датчика 2 частоты вращения. Выход регулятора частоты .вращения подключен через четвертый размыкающий контакт 28 по входу первого блока 5 формирования импульсов управления и через соединенные последовательно ключ 29 управления, первый усилитель 7, преобразователь напряжение — частота вращения — к входу трехфазного кольцевого счетчика 9 и через соединенные последовательно компаратор 33 и второй усилитель 34 — к обмотке коммутационного аппарата 32. Выход компаратора 33 через третий замыкающий контакт .31 коммутационного аппарата подключен к входу третьего блока 35 формирования импульсов управления, выходы которого подключены к входам шести усилителей 18-23 мощности. Выход трехфазного кольцевого счетчика

9 подключен к одним входам шести логических элементов И 12-17, к другим входам которых подключены выходы первого блока 5 формирования импульсов управления. Выходы логических элементов И 12-17 подключены к входам соответствующих усилителей 18-23 мощности, выходы которых подключены . к .управляющим электродам тиристоров трехфазного тиристорного регулятора 3 напряжения. Выходы второго блока 6 формирования импульсов управления подключены к управляющим электродам тиристоров однофазного тиристорного мостового выпрямителя.

На фиг.2 представлены диаграмма

36 напряжения питающей сети, точки 37-39 коммутации тиристоров регулятора напряжения, диаграмма 40 напряжения на выходе тиристорного регулятора напряжения, диаграмма 41 напряжения в одной фазе статорной обмотки асинхронного электродвигателя, подключенной к тиристорному выпрямителю.

Электропривод работает следующим образом.

Встречно-параллельно включенные тиристоры регулятора напряжения обеспечивают плавный разгон электродвигателя 1 и поддерживают заданную частоту вращения. Ча входе регулятора .

1259456

11 частоты враще. ня сравниваются сигналы заданной частоты вращения, получаемые с задатчика 10 частоты вращения, и сигналы фактической частоты вращения от датчика 2 частоты вращения.

В режиме замедления при наличии рассогласования определенного знака и величины на выходе регулятора 11 частоты вращения включается компара- i0 тор 33 и через второй усилитель 34 запитывается управляющая обмотка

32 коммутационного аппарата, и последний срабатывает. При этом выводы встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3 напряжения, к которым подключались через размыкающие контакты 25-27 коммутационного . аппарата начала фазных обмоток статора электродвигателя 1 отключаются 20 от фазных обмоток статора электродвигателя 1 и собираются в общую точку через замыкающие контакты 2930 коммутационного аппарата, и одна из фазных статорных обмоток электро- Zg двигателя 1 включается в диагональ моста, образованного тиристорами выпрямителя. Одновременно снимается управляющее напряжение с входа первого блока 5 формирования импульсов, поскольку срабатывает размыкающий контакт 28 коммутационного аппарата, и вступает в работу третий блок 35 формирования импульсов после срабатывания замыкающего контакта 31 ком35 мутационного аппарата. Блок 35 начинает формировать импульсы на управляющие электроды встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3 через усилители 18-23 мощ40 ности.

При наличии на выходе регулятора

11 частоты вращения рассогласования определенного знака (например, положительного) вступает в работу и 4 второй блок 6 формирования импульсов, формирующий управляющее напряжение на тиристоры выпрямигеля 4, включенные в плечи моста. При этом на управляющих электродах встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3 за каждый полупериод питающего напряжения формируется два управляющих импульса. Один — в начале соответствующего полупериода,а дру55

1I гой — через угол,равный ii — (— +P), где Р определяется углом восстановления запирающих свойств тиристора и углом перекрытия, определяющим промежуток времени, за который ток через тиристор становится равным нулю.

Через угол в двух любых соседних фазах, например фазы В и А (диаграмма 36, фиг.2), окажется в работе в полупериоды питающего напряжения одинаковой полярности (отрицательные или положительные) одновременно по одному тиристору,причем в этом случае напряжение, прикладываемое к катоду (в положительный полупериод) или к аноду (в отрицательный) тиристора, открывшегося с началом соответствующего полупериода напряжения, например, для фазы В в точке 37 в результате открывания вновь вступающего в работу через угол ) для своего полупериода тиристора, например, в точке 38, окажется запирающим по знаку и по абсолютной величине, тиристор, открывающийся в начале полупериода напряжения, например, для фазы В в точке 17, закрывается. Затем в конце своего рабочего полупериода, например, для фазы А в точке 39 закрывается и тиристор, вступивший в работу в фазе A в точке 38 (в первом приближении без учета индуктивности нагрузки). Аналогичная работа в со- . ответствии с порядком чередования фаз А,В,С встречно-параллельных тиристоров регулятора 3 имеет место и в следующие полупериоды питающего напряжения. Следовательно напряжение, подаваемое на выпрямитель 4 относительно нулевого провода при указанной работе встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3, имеет вид 40 (фиг.2). Это напряжение имеет частоту 150 Гц и пониженную амплитуду, примерно равную 150 В.

После выпрямления на фазной обмотке статора электродвигателя 1, включенной в одну диагональ выпрямителя 4, напряжение имеет вид 41 (фиг.2) при текущем значении угла управления тиристорами выпрямителя 4, задаваемого вторым блоком 6 формирования импульсов в зависимости от рассогласования на выходе регулятора 11 частоты вращения. Это напряжение имеет частоты 300 Гц и обеспечивает эффективный режим управляемого динамического торможения, В случае несрабатывания компаратора (фиг.1) при замедлении рассогласование по скорости с выхода регу1259456

1(20

25 управления, первый усилитель, преобразователь напряжение — частота враще—

30 лятора 11 частоты вращения поступает на первый блок 5 формирования импульсов, задавая определенный угол управления встречно-параллельно включенными тиристорами регулятора 3 и соответственно определенную величи.iy двигательной составляющей момента электродвигателя 1 при торможении.

При включении ключа 24 управления рассогласования по скорости с выхода регулятора 11 частоты вращения через усилитель 7 подается на вход преобразователя 8 напряжение — частота,Последовательность импульсов частотой, .определяемой выходным напряжением усилителя 7, с выхода преобразователя 8 напряжение — частота поступает на вход трехфазного кольцевого счетчика

9 с фиксированным коэффициентом счета. На входы каждого из логических элементов И поступает две последовательности импульсов: модулирующая трехфазного кольцевого счетчика 9 и последовательность управляющих им— пульсов, формируемая соответствующим каналом блока 5 формирования импульсов. В результате на выходе логических элементов И 12 — 17 имеют место модулированные по частоте последовательности управляющих импульсов, которые через усилители !8-23 мощности поступают на управляющие электроды встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3, Частота модуляции определяет синхронную частоту вращения электродвигателя 1. На входе регулятора 11 частоты вращения сравниваются сигнал задания по скорости, обеспечивающий получение пониженной скорости, например, в диапа. зоне 1:6 и получаемый с задатчика 10 частоты вращения, и сигнал обратной связи по частоте вращения от датчика 2 частоты вращения электродвигателя 1, чем обеспечивается необходимая интенсивность торможения и формирование заданной тахограммы.

Таким образом, при замедлении привода момент на валу электродвигателя

1 представляет собой сочетание двигательного момента, определяемого работой электродвигателя 1 при питании его регулируемым и модулируемым с требуемой частотой напряжения, и тормозного момента, обусловленного питанием одной из фазных обмоток статора электродвигателя 1 через выпрямитель 4 по схеме динамического тор— .можения.

В результате обеспечивается управляемое торможение электродвигателя

1 до пониженной частс ты вращения и, далее, до полной остановки.

Таким образом, благодаря введению комму гационного аппарата и третьего блока формирования импульсов управления с соответствующими элементами (компаратором, вторым усилителем), обеспечивается улучшение режима работы электропривода и повышение КПД.

Фо рмул а из об ре те ни я

Электропривод переменного тока

> содержащий асинхронный электродвигатель, вал которого соединен с валом датчика частоты вращения, трехфазный тиристорный регулятор напряжения, составленный из трех групп встречно-параллельно включенных тиристоров, однофазный тиристорный мостовой выпрямитель, первый и второй блоки формирования импульсов ния, трехфазный кольцевой счетчик, задатчик частоты вращения, регулятор частоты вращения, шесть логических элементов И, шесть усилителей мощности, ключ управления, причем концы фаз статорных обмоток асинхронного электродвигателя объединены, одни точки соединения анодов и катодов тиристоров трехфазного тиристорного регулятора напряжения снабжены за— жимами для подключения (непосредственно или через реверсивный контактор) к фазам-питающей сети, выход зацатчика частоты вращения подключен к одному входу регулятора частоты вращения, другой вход которого подключен к выходу датчика частоты вра— щения, выход регулятора частоты вращения подключен к входу второго блока формирования импульсов управления, выходы которого подключены к управляющим электродам однофазного тиристорного мостового выпрямителя, вход первого блока формирования импульсов управления через соединенные последовательно ключ управления,первый усилитель и преобразователь напряжение-частота вращения соединен с входом трехфазного кольцевого счетчика, выход которого подключен к одним входам шести логических элементов И,другие входы которых подключены к соответствующим выходам первого бло7 1 ка формирования импульсов управления, выходы шести логических элементов И подключены к входам шести усилителей мощности, выходы которых подключены к управляющим электродам тиристоров трехфазного регулятора напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, в него введены коммутационный аппарат с четырьмя размыкающими, тремя замыкающими контактами и обмоткой, компаратор, второй усилитель и третий блок формирования импульсов управления, начала фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя через первые. три размыкающих контакта коммутационного аппарата подключены к другим точкам соединения анодов и катодов тиристоров трехфазного тиристорного регулятора напряжения, между указанными точками включены первый и второй замыкаю25945б 8 щие контакты коммутационного аппарата, одна диагональ однофазного тиристорного мостового выпрямителя подключена параллельно к фазной ста5 торной обмотке асинхронного электродвигателя, другая — к другой точке соединения анода и катода тиристоров трехфазного тиристориого регулятора напряжения и к земле, выход р регулятора частоты вращения через соединенные последовательно компаратор и второй усилитель подключен к обмотке коммутационного аппарата и через четвертый размыкающий контакт д последнего — к входу первого блока формирования импульсов управления, выход компаратора через третий замыкающий контакт коммутационного аппарата подключен к входу третьего д блока формирования импульсов управления, выходы которого подключены к входам шести усилителей мощности.

3 50Гц, ЗВОВ

1259456

Составитель В. Алешечкин

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Самборская

Редактор А. Шишкина

Тираж 631 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5136/56

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