Электропривод

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для частотного 1травления электроприводами с электродвигателями переменного тока. Целью изобретения являегся повьшение экономичности. В электроприводе осуществляется управление электродвигателем переменного тока с применением преобразователя частоты со звеном постоянного тока без цепей коммутации тиристоров инвертора, аналогично преобразователю частоты с непосредственной связью с естественной коммутацией тиристо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (121 (5D4 Н 02 P 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3890686/24-07 (22) 30 ° 04.85 .(46) 07.12.86. Бюл. У 45 (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени гор ный институт им. Г.В. Плеханова (72) А.В. Шипулин (53) 621.313.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1083311, кл. Н 02 М 5/45, 1984.

Патент Японии 22 52-9382, кл. Н 02 P 7/28, 1977. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для частотного улравления электроприводами с электродвигателями переменного тока. Целью изобретения являе гся повышение экономичности

В электроприводе осуществляется управление электродвигателем перемен% ного тока с применением преобразователя частоты со звеном постоянного тока беэ цепей коммутации тиристоров инвертора, аналогично преобразователю частоты с непосредственной связью с естественной коммутацией тиристо1275733 ров, что значительно упрощает электропринод, снижает до нуля коммутационные потери. Кроме того, электропринод упрощается н связи с отсутствием фильтра н звене постоянного тока, что исключает потери н фильтре., Уст-ройство содержит электрОдвигатель 1 переменного токаи источник энергии

2 (трансформатор или генератор) с обмотками, соединенными н звезду с нейтра-.üè, управляемый мостовой выпрямитель 3 и управ j:."1eüéé мостовой инвертор 10, включенные последовательно через шины постоянного тока.

Вход управляемого мостоно:т выпрямителя 3 подключен к обмоткам источни:.« 2 энергии, а выход управляемого мостового инвертора 10 - ; обмоткам электродвигателя 1 переменного ток"=„

Злектропривод содержит также трехфазный диодный мост 17„ вход которсИзобретение о .носится к эл<-ктрс-технике и может быть использовано для частотного управления элек гроприн. дами с электродвигателями пере=менного гока.

Цель изобоетения — поньш ени экономичности за счет уст". -"..=- ия коь"мутационных поте ь при работе на низких частотах вращения электродвигателя переменного тока.

На фиг. 1 показана структурная схема электропринопа; на фиг. 2— временные диаграммы работы.

Электропривод содержит электродвигатель 1 переменного тока с обмотками, соединенными н звезду с нейтралью,, тиристорный преобразователь частоты, включающий в себ;; источник

2 энергии (трансформатор либо генератор) с обмотками, включенными н звезду с нейтралью, последовательно включенные через шины постоянного тока управляемый мостовой выпрямите:-:::-.

3, состоящий из тиристорон 4-9, вход которого подключен к обмоткам источника 2 энергии, управляемый мостовой ийвертор 10, состоящий из тиристоров

1 1-16, выход которого подключен к обмоткам электродвигателя 1 леременного подключен к обмоткам электродвигателя 1 переменного тока, два конденсатора 24 и 25, дна тиристора 26, 27 и блок управления 28 тиристорным преобразователем. Хатодный вывод трехфазного диодного моста 17 подключен к аноду тиристора 26 и через конденсатор 24 к нейтрали обмоток электродвигателя 1 и источника 2

=:HåðãHè. Катод тиристсра 26 подклю- ен к положительной шине постоянно,го тока. Ьнодный выход трехфазного днодного моста подключен к катоду тнристора 27 и через конденсатор 25 к нейтрали обмоток. Анод тиристора

27 соединен с отрицательной шиной постоянного тока. Цепи управления тиристоров 26, 27 и тиристоров управляемьи мостовых выпрямителей иннертора соединены с выходами блока управления 28. 2 ил..о тока.. трехфазный диодный и с". 17 . остоя пчй из диодов 18-23, вход котс:.îãî подключен к обмоткам электродни1этеля 1 леpFMeHHGГО тока р pBG кoH= иг:«атога l и 25 дна тг ис. ора 26 н 27„, блок 28 управления тиристорньпю преобразователем частоты с двумя дополнительными выходами. Катодный нывод трехфазного диодного моста 17

1О подключен к аноду первого тиристора

26 и через первый конденсатор 24 к нейтрали обмоток электродвигателя 1, катод перного тиристора 26 подключен к положительной шине постоянного тока, анодиый вывод трехфазного диодного

: оста 17 подключен к катоду второго ..:иристора 27 и через второй конденсатор 25 к нейтрали обмоток электродвигателя 1. Анод второго тиристора

27 соединен с отрицательной шиной постоянного тока. управляющие входы первого 26 и второго 27 тиристоров подключены к дополнительным выходам блока 28 управления тиристорным

:"- преобразователем. частоты . Нейтрали обмоток источника 2 энергии и обмоток электро— двигателя. 1 переменного тока объединены. з 1275

На фиг. 2 показано: U4 — Пг7 — ал горитм включения тиристоров преобраователя частоты и тиристоров 26 и

7 U, U — формы напряжений на г шинах постоянного тока относительно нейтрали; А, В и С вЂ” формы напряжений на обмотках электродвигателя 1 переменного тока.

Управляемый мостовой выпрямитель

3 служит для выпрямления напряжения источника 2 энергии и регулирования его по величине, управляемый мостовой инвертор 10 — для регулирования частоты напряжения, питающего электродвигатель 1, трехфазный диодный 15 мост 17 — для передачи реактивной энергии, накапливаемой в обмотках электродвигателя, в конденсаторы 25 и 24, а тиристоры 26 и 27 — для разряда конденсаторов 24 и 25 через об- 20 мотки электродвигателя 1 в необходимые моменты времени. Тиристоры мостового инверторЫ 10 для обеспечения синусоидальной формы тока нагрузки включаются блоком 28 управления, осу- 25 ществляющим вертикальный принцип управления, т.е. формирование алгоритма переключения тиристоров происходит при сравнении напряжения управления и опорных напряжений, син- Зб хронизированных частотой питающей сети. Включение тиристоров мостового выпрямителя 3 синхронизируется с напряжением сети, а также с включением тиристоров мостового инвертора 10.

Электропривод работает следующим образом.

Предположим, что в начальный мо мент времени открываются тиристоры

4 и 15. Ток протекает по цепи: фаза

А источника 2 энергии, тиристор 4, тиристор 15, фаза С электродвигателя 1, общая нейтраль. Затем -открывается тиристор 11, ток протекает через фазу А источника энергии 2, тиристор 4, тиристор 11, фазу А электродвигателя 1, общую нейтраль. При изменении полярности напряжения в фазе А источника энергии к тиристорам 4, 11 и 15 прикладывается встречное напряжение, тиристоры запираются, реактивная энергия, накопленная в индуктивностях фаз А и С электродви- 5 гателя 1, через диоды 18 и 20 заряжает конденсатор 25 плюсом к нейтрали °

733

Одновременно работают тиристоры выпрямителя 3 и инвертора 10, формирующие отрицательные полупериоды напряжений. Открываются тиристоры

5 и 16, ток протекает по цепи: фаза

С источника 2 "íåðãèè, тиристор 5, тиристор 16, фаза В электродвигателя 1, общая нейтраль. При изменении полярности напряжения в фазе С источника 2 энергии к тиристорам 5 и 16 прикладывается встречное напряжение, тиристоры запираются, реактивная энергия, накопленная в индуктивности фазы В электродвигателя 1 через диод

19 заряжает конденсатор 24 минусом к нейтрали и т.д.

Периодически, например, синхронно

I с тиристорами 11, 13 и 15 открывается тиристор 26, разряжая конденсатор 24 по цепи: конденсатор 24, тиристор 26, ",ï н или пара тиристоров 11, 13 и 15, одна из фаз электродвигателя 1. Энергия, накопленная в конденсаторе 24, возвращается к фазам электродвигателя 1. Аналогично, синхронно с тиристорами 12, 14 и 16 открывается тиристор 27, разряжая конденсатор 25 через обмотки электродвигателя 1.

Во избежание сквозных коротких замыканий угол открывания тиристоров выпрямителя 3 инвертора 10 должен быть достаточно большим для обеспечения возможности спадания прямого напряжения на тиристорах выпрямителя 3 и инвертора 10 до нуля и надежного их запирания.

Таким образом, управление электродвигателем переменного тока осуществляется с применением преобразователя частоты со звеном постоянного тока без цепей коммутации тиристоров инвертора аналогично преобразователю частоты с непосредственной связью с естественной коммутацией тиристоров, что значительно упрощает электропривод, снижает до нуля коммутационные потери. Кроме того, электропривод упрощается s связи с отсутствием фильтра в звене постоянного тока, что исключает потери в фильтре.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель переменного тока, тиристорный преобразователь частоты, включающий в себя источник энергии с обмот1275733

Фиа Я

Составитель С. Позднухов

Редактор В. Петраш Техред Л.Олейник Корректор Л. Патай

Заказ 6579/55 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. Ужгород, ул. Проектная, 4 ками, включенными в звезду с нейтралью, последовательно включенные через шины постоянного тока управляемый мостовой выпрямитель, вход которого подключен к обмоткам источника энергии„ и управляемый мостовой инвертор, выход которого подключен к соединенным в звезду с нейтралью обмоткам электродвигателя переменного тока, блок управления тиристорным преобразователем частоты, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью повышения экономичности за счет устранения коммутационных потерь при ра- 1g боте на низких частотах вращения электродвигателя переменного тока, в него введены трехфазный диодный мост, два конденсатора и два тиристора, а блок управления тиристорным преоб- .gp разователем частоты выполнен с двумя дополнительными выходами, вход трехфазного диодного моста подключен к обмоткам электродвигателя переменного тока, катодный вывод трехфазного диодного моста подключен к аноду первого тиристора и через первый конденсатор к нейтрали обмоток электродвигателя переменного тока, катод первого тиристора подключен к положительной шине постоянного тока, анодный вывод трехфазного диодного моста подсоединен к катоду второго тиристора и через второй конденсатор к нейтрали обмоток электродвигателя переменного тока, анод второго тиристора соединен с отрицательной шинЬй постоянного тока, управляющие входы первого и второго тиристоров.подключены к дополнительным выходам блока управления тиристорным преобразователем частоты, нейтрали обмоток источника энергии и обмоток электродвигателя переменного токе объединены.