Устройство для регулирования скорости асинхронного тягового двигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в тяговом или промышленном эле1строприводе. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости и повышение надежности . Устройство осуществляет регулирование скорости двигателя как в режиме потребления энергии, так и в режиме рекуперации, а также плавный бесконтактный переход из одного режима в другой. 3 нл. со 00 о kl to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС(ОБЛИК (!9) (И) 4 А1 (5!) 4 Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 3928023/24-07 (22) !7.07.85 (46) 15.08.87. Бюл. 1 30 (71) Московский энергетический институт (72) И.С. Ефремов, В.Г. Комаров, С.К. Корольков, В.А. Глушенков и С.Л. Киреев (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Бернштейн А.Я. и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. — М.: Энергия, 1980, с. 183.

Авторское свидетельство СССР

У 970628, кл. Н 02 P 13/18, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использо, вания в тяговом или промышленном эле) троприводе. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости и повышение надешности. Устройство осуществляет регулирование скорости двигателя как в резиме потребления энергии, так и в ре)киме рекуперации, а такыре плавный бесконтактный переход из одного решима в другой. 3 ил.

1330724

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом или промышленном электроприводе.

Л

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования скорости и повышение надежности устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирова- 10 ния. скорости асинхронного тягового двигателя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы напряжений Цс и тока i на коммутирующем конденсаторе автономного инвертора тока при включении толь- 15 ко реакторов и совместно с реакторами диодов с резисторами и конденсатором соответственно.

Устройство для регулирования скорости асинхронного тягового двигате- 2р ля 1 содержит импульсный преобразоратель 2 постоянного тока, входные выводы 3 и 4 которого снабжены зажимами для подключения к источнику 5 постоянного напряжения, выходные вы- 25 воды импульсного преобразователя 2 постоянного тока через дроссели 6 и 7, соединенные последовательно с выпрямителем 9, подключены к входам инвертора 8 тока, выходные выводы ко- 30 торого подключены к фазным выводам статорной обмотки асинхронного тягового двигателя 1, два диода 10 и 11, два резистора 12 и 13, конденсатор

14 и реактор, выполненньй в виде двух магнитосвяэанных обмоток 15 и 16, начала которых соединены с соответствующими входными выводами 3 и 4 импульсного преобразователя 2 постоянного тока, выход выпрямителя 9 шунти- 4р рован конденсатором 14, катодный выход выпрямителя 9 соединен с анодом первого диода 10, катод которого соединен с концом магнитосвязанной обмотки 16 реактора, анодный вывод выпрямителя 9 соединен с катодом второго диода 11, анод которого соединен с концом магнитосвязанной обмотки 15 реактора, первьй и второй диоды 10 и

11 шунтированы первым и вторым резис- 50 торами 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

При переключении тиристоров инвертора 8 тока процесс коммутации про текает в две ступени, которые характеризуются линейным (интервал А, фиг. 2 и 3) и колебательным (интервал В, фиг. 2 и 3) процессами пере(Eд -Ел ) (cos 43о to 1 ), (1) индуктивность рассеяния обмоток реактора; эквивалентная индуктивность фаз нагрузки;

ЭДС источника питания; мгновенная линейная ЭДС нагрузки в начале колмутации; где Lg

Eï

Ел

С и

= — С

2 эквивалентная емкость коммутирующих конденсаторов инвертора; емкость коммутирующих конденсаторов инвертора; ток в отключаемой фазе нагрузки в начале процесса дозаряда; продолжительность процесса дозаряда.

С

1 2I, L

=,- — arctg(— ), о Ео Åë где ЬЗ,, =1!ГL g, 2L 1

2L+L„

На интервале D (фиг. 2) заканчивается коммутация тока между фазазаряда коммутирующих конденсаторов, входящих в схему инвертора 8 тока.

При наличии выпрямителя 9 в качестве ограничителя коммутационных напряжений на интервале В (фиг. 2 и 3) колебательного перезаряда коммутирующих конденсаторов после достижения линейного уровня напряжения источника 5 открываются соответствующие вентили из анодной и катодной групп выпрямителя 9. При этом ток отключаемой фазы асинхронного двигателя 1 начинает ответвляться из коммутирующих конденсаторов инвертора 8 в источник 5 (интервал С, фиг. 2). После того, как ток в коммутирующих конденсаторах интервала 8 тока становится равным нулю, весь ток отключаемой фазы асинхронного двигателя 1 начинает протекать через выпрямитель 9 в источник

5. Интервал С на фиг. 2 на этом заканчивается, а величина дозаряда коммутирующих конденсаторов инвертора 8 тока определяется в соответствии с формулой:

1/ 2?. . L лБ,д =I, lf sltllJ t +

133G724 переход из одного режима в другой (2)

d t 21. +1. (3) где Со - емкость ограничивающег конденсатора.

В этом случае интервач С (фиг. 3) заканчивается после уменьшения тока, протекающего, через коммутирующие кон - З5 денсаторы инвертора 8, до нуля. Процесс спада тока в отключаемой фазе на следующем интервале D (фиг. 3) о.— ределяется, кроме напряжения источника 5 и линейной ЭДС асинхронного двигателя 1, напряжением на ограничивающем конденсаторе 14. Кривая напряжения на этом конденса"оре показана на фиг. 3 штриховой линией. Коммутация тока между фазами асинхрон- 45 ного двигателя 1 заканчивается после уменьшения тока в отключаемой фазе до нуля.

На интервалах Е и F (фиг. 3) происходит уменьшение тока в диодах 10 50 и 11 до нуля (интервал Е) и восстановление напряжения на ограничивающем конденсаторе 14 до уровня напряжения источника 5 через резисторы 12 и 13 (интервал F). Диоды 10 и 11 пре- 55 дусмотрены для исключения электромагнитных колебаний в контуре: источми ас,» »or о двигателя 1. Н",. том интервале ток в отключаемой д азе спадает практически линейно под действием напряжения F, источника 5. СкоL 5 рость изменения Tîêà при этом обратно пропорциональна эквивалентной индуктивности фаз асинхронного двигателя 1. и индуктивности рассеяния ?, Y. встречно включенных магнитосвязанных 10 обмоток 15 и 16 реактора и определяется иэ следующей зависимости:

Для уменьшения величины дозатора коммутирующих конденсаторов инвертора 8 тока необходимо уменьшить индуктивности рассеяния магнитосвязанных обмоток 15 и 16 реактора вынря20 мителя 9. Это достигается за счет подключения к выхо;,у выпрямителя 9 ограничивающего конденсатора 14 и диодов 10 и 11, иг нтированных реэисто25 рами 12 и 13. При этом величина дозаряда определяется выражением (1) при подстановке в него значения ик 5 — магнитосвязанные обмотки 15 и 16 реактора — ограничивающий конденсатор.

Таким образом, устройство позволяет осуществить регулирование скорости двигателя как в режиме потребления энергии, так и в режиме рекуперации, а также плавный бесконтактный

В устройстве существенно увеличена индуктивность уравнительного контура без значительного увеличения индуктивности цепи сброса избыточной энер,ии, накопленной в электромагнитных полях рассеяния электрической машины.

При этом создается нормированный дозаряд коммутирующих конденсаторов инвертора, что повышает надежность процесса коммутации.

Формула из о бр е те н ия

Устройство для регулирования скорости асинхронного тягового двигателя, содержащее имп льсный преобразователь постоянного тока, входные выводы которого снабжены зажимами для подключения к источнику постоянного напряжения, выходные выводы;"г.пульгного преобразов теля пос-оянного тс.— ка через,дросс ли подклн « ны к вход:и инвертора тока, выходные выводы которого соединены последсвательно с выпрямителем и предназначены для подключения к фазным выводам статорной обмотки асинхронного тя овсr< двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости и повышения надежности устройства, в него введены два диода, два резистора, конденсатор и реактор, выполненный в виде двух магнитосвязанных обмоток, начала каждой из которых соединены с соответствующими входными выводами импульсного преобразователя постоянного тока, выход выпрямителя шунтирован конденсатором, катодный выход вы-. прямителя соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с концом одной из магнитосвяэанных обмоток реактора, анодный вывод выпрямителя соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с концом другой из магнитосвязанных обмоток реактора, первый и второй диоды шунтированы первым и вторым резисторами.

1330724

lie

-Ефг

Составитель 10. Фесенко

Редактор Л. Пчолинская. Техред И.Верес Корректор Л. Патай

Заказ 3590/55 Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Г

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