Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных электродвигателей в широком диапазоне. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод переменного тока содержит тиристорный коммутатор, составленный из блоков 1-3, блок 4 синхронизации, трехканальный распределитель импульсов 5-7, трехфазный генератор 8 управляемой частоты. За счет введения в каждый блок 1-3 тиристорного коммутатора трансформаторов тока 28 и в каждый канал распределителя импульсов 5-7 двух транзисторных ключей 25,26, двух логических элементов 2И-НЕ 21,22 и четвертого RS-триггера 12 осуществляется перекрестный возврат RS-триггеров, формирующих сигналы включения тиристоров коммутатора, импульсами тока нагрузки, что позволяет уменьшить вероятность появления на нагрузке постоянной составляющей тока при выходе из строя одного из тиристоров коммутатора или цепи его управления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU,»1610590 (5))5 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 440243.1/24-07 (22) 04.04 ..88 . (46) 30..11.90. Бюл. У 44 (75) О;Д, Лобунец (53) 621.313.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 886180, кл, Н 02 Р 7/42, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 1522372, кл. Н 02 P 7/42, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных электродвигателей в широком диапазоне. Целью изобретения является повышение .надежности. Электропривод переменного тока содержит тиристорный коммутатор,"составленный из блоков 1-3, 2 блок 4 синхронизации, трехканальный распределитель 5-7 импульсов, трехфазный генератор 8 управляемой частоты. За счет введения в каждый блок

1-3 тнристорного коммутатора трансформаторов тока 28 и в каждый канал распределителя импульсов 5-7 двух транзисторных ключей 25, 26, двух логических элементов 2И-НЕ 21, 22 и четвертого RS-триггера 12 осуществляется перекрестный возврат RSтриггеров, формирующих сигналы включения тиристоров коммутатора, импульсами тока нагрузки, что позволяет уменьшить вероятность появления на нагрузке постоянной составляющей тока при выходе из строя одного из тиристоров коммутатора или цепи его управления. 2 ил.

1610590

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных электродвига5 телей в широком диапазоне.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена структурная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу, Электропривод переменного тока (фиг . 1) сод ержит асинхронный тр ехфаэный электродвигатель (не показан), f5 тиристорный коммутатор, составленный из блоков 1-3, включенных в цепи обмоток статора электродвигателя, блок

4. синхронизации, распределитель импульсов, составленный из трех ка- 20 . налов 5-7, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих блоков 1-3 тиристорного коммутатора, трехфазный генератор 8 управляемой частоты. Каждый из каналов

5-7 распределителя импульсов состоит из четырех RS-триггеров 9-12, четырех формирователей импульсов, выполненных соответственно на конденсаторе 13 и резисторе 14, на конденсаторе 15 и резисторе 16, на конденсаторе 17 и резисторе 18 на конденсаторе 19 и резисторе 20, иэ двух логических элементов, 2И-НЕ 21, 22 и двух усилителей-формирователей 23, 24 выходы которых образуют выходы каналов распределителя импульсов, а также из двух транзисторных ключей

25, 26 ° Первые входы логических элементов 2И-НЕ 21, 22 образуют первые 40 входы каждого канала распределителя импульсов, входы третьего и четнертого формирователей импульсов - их вторые входы, а входы транзисторных ключей 25, 26 — дополнительные входы, 45

Блоки 1-3 тиристорного коммутатора содержат группы из двух встречнопараллельно включенных тиристоров 27 и трансформаторы 28 тока, пенвичные обмотки которых соединены последона50 тельно с группами тиристоров 27.

Первые входы каждого иэ каналов

5-7 распределителя импульсов соединены с соответствующими выходами блока 4 синхронизации. Выходы трехфазного генератора 8 соединены с соот55 ветствующими вторыми входами каждого из каналов 5-7 распределителя импульсов.

B каждом канале 5-7 распределителя импульсов S-входы первого и второго RS-триггеров 9, 10 соединены с выходами соотнетственно третьего и четвертого формирователей импульсов. Выходы RS-триггеров 9, 10 соединены соответственно с вторыми входами логических элементов 2И-HE 21, 22, выходы которых присоединены к

S-входам соответствующих третьего и четвертого RS-триггеров 11, 12, R-входы третьего и четвертогî RSтриггеров 11, 12 соединены соответственно с одними выводами транзисторных ключей 26, 25, а выходы этих триггеров подключены соответственно к входам усилителей-формирователей 23, 24 и через печеный и второй формирователи импульсов — к R-входам первого и второго RS-триггеров 9, 10.

Первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока блокон 1-3 тиристорных коммутаторов соединены с соответствующими дополнительными входами каналов 5-7 распределителя импульсов, а вторые выводы этих вторичных обмоток и другие выводы транзисторных ключей 25, 26 соединены с общей шиной.

Эл ектр опри вод и ер ем ени ог о т ока работает следующим образом.

На первом, втором и третьем выходах трехфазного генератора 8 управляемой частоты формируется трехфаэная система сигналов, а на его четвертом, пятом и шестом выходах — трехфазная система инверсных сигналов. На выходах блока 4 синхронизации формируются короткие положительные импульсы в моменты перехода через нуль напряжения питающей сети.

Выходные сигналы трехфазного генератора 8, частота которых регулируется в диапазоне от нуля до значения частоты питающей сети, подаются через третий и четвертый формирователи импульсов на S-входы первого и второго RS-триггеров 9, 10, устанавливая их н единичные состояния. При этом единичные сигналы подаются на вторые входы логических элементов

2И-НЕ 21, 22, на первые входы которых подаются синхроимпульсы с выходов блока 4 синхронизации. Так как при включении напряжения питания третий и четвертый RS-триггеры 11, 12 устанавливаются в нулевое состояние, то с появлением на их S-входах нуле,I

Б sing t npu j Т /2

f(t) = при j Т /2

О где Я, — круговая частота питающеи сети;

Т =- 2и /g

l=2t/Тг, 1=0, 1) 2,... °

5 1б1 вых сигналов с выходов логических элементов 2И.-НЕ 21, 22, которые возникают при одновременном появлении на входах этих элементов единичных сигналов, RS-триггеры 11, 12 переходят в единичные состояния.

При этом единичные сигналы, поступая на входы усилителей-формирователей 23, 24, вызывают появление на их электрически разделенных выходах импульсов, амплитуда и длительность которых достаточна для включения тиристоров 27 блоков 1-3 тиристорного коммутатора в том или другом полупериоде питающей сети.

Одновременно эти единичные сигналы вызывают появление на выходах первого и второго формирователей импульсов сигналов, возвращающих первый и второй RS-триггеры 9, 10 в исходное состояние.

Ток нагрузки, протекая через открывшийся тиристор блоков 1-3 тиристорного коммутатора и последовательно соединенную с ним первичную обмотку трансформатора 28 тока, вызывает появление на вторичных обмотках трансформатора тока импульса напряжения, открывающего, например, в случае положительной полуволны напряжения питания нагрузки транзисторный ключ 25. Нулевой сигнал, появляющийся при этом на выходе ключа

25, возвращает RS-триггер 12 в исходное нулевое состояние, разрешая формирование отрицательной полуволны напряжения питания, которое происходит аналогично описанному.

Трансформаторы 28 тока работают н режиме глубокого насыщения для обеспечения формирования на их выходах импульсов требуемой уменьшенной длительности и с достаточной крутизной фронтон.

Таким образом, каждый из полуперидов выходных сигналов трехфазного генератора 8 вызывает формирование на обмотках статора электродвигателя палувалн положительного или отрицательного полупериодов сетевого напряжения, С увеличением частоты выходных

15 сигналов трехфазного генератора 8 числа поданных на обмотки статора электродвигателя полуволн напряжения сети растет, что приводит к увеличению средней частоты напряжения пи20 тания электродвигателей и увеличению скорости его вращения.

0590

На фиг. 2 показаны диаграммы напряжения одной фазы сети U (, одной

25 фазы трехфазного генератора 8 Us( и блока 4 синхронизации, U4 <

RS-триггеров 9, 10 Б,(, U(a, логических элементов 21, 22 U«, Бгг, RSтриггеров 11, 12 U (, U,, усилителей"

30 формирователей 23, 24 Uf3 ю "гл H выходных сигналов U группы тиристорав 27 блока 1 тиристорного коммутатора. to (j + 1) Т(/2, j = Т /Т„1 = 0, 1, 2,.;.;

° (. °

J + ау

Т вЂ” период генератора управляемой частоты;

Сигналы на выходе фазы тиристорного коммутатора при заданной частоте сети и изменяющемся периоде генератора управляемой частоты могут быть описаны следующей функцией времени: С (j + 1)Т /2 или j = О

i/j = T(/Тд i = 1 3,...

= 2, 4,..., a=0, 3,...

4 ° ...

4,... если или а=1, если

3 ф ° ° ° или а=2, 3 ф ° ° ° если

4,... или

i/j «> Т(/Т, i = 1

= 2

i/j ) Т1/Т, i = 1

i = --2 ф 3 ф ° ° ° ф

4,..., 3,...,, 4,..., j=1, =2, j = 2, j = 1, 1, = 2, 161059.0 амплитуда напряжения сети „

За счет органиэации перекрестного возврата RS-триггеров, подающих сигналы включения тиристоров, импульсамн тока нагрузки снижена вероятность появления на нагрузке импульсов постоянного тока, которые могут повлечь за собой развитие аварии, возникшей, например, при обрыве цепи управления какого-либо тиристора или параллельной- цепи питания обмотки статора двигателя.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, тиристорный коммутатор, блок синхронизации, выходы которого соединены с первыми входами трехканального распределителя импульсов, вторые входы которого соединены с выхо-. дами трехфазного генератора управляемой частоты, каждый канал распределителя импульсов составлен из трех RS-триггеров, четырех формирователей импульсов и двух усилителейформирователей, выходы которых образуют выходы распределителя импульсов и соедйнены с управляющими входами тнристорного коммутатора, К-входы первого и второго RS-триггеров соответственно через первый и второй формирователи импульсов соединены с входами соответствующих первого и второго усилителей-формирователей, S-входы первого и второго RS-vperr еров соответственно через третий и четвертый формирователи импульсов образуют вторые входы распределителя импульсов, выход третьего RSтриггера соединен с входом первого усилителя-формирователя, о т л и— ч ающийс я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены три трансформатора тока, каждый канал распределителя импульсов вьполнен с двумя дополнительными вхо5 дами и в каждый канал распределителя импульсов введены два транзисторных ключа, два логических элемента

2И-НЕ и четвертый RS-триггер, выводы статорной обмотки электродвига10 тели через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока . соединены с зажимами тиристорного коммутатора, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока соединены с соответствующими дополнительными входами каждого канала распр эделителя импульсов, образованными управляющими. входами транзисторных ключей, в каждом канале распределителя импульсов первые входы логических элементов .2И-НЕ образуют первые входы распределителя импульсов, вторые входы первого и второго логических элементов 2И-НЕ соединены соответственно с выходами первого и второго RS-триггеров, S-вход и

R-вход третьего RS-триггера соединены соответственно с выходом первого ло30 гического элемента 2И-НЕ и одним выводом второго транзисторного ключа, выход второго логического элемента

2И-НЕ соединен с S-входом четвертого

RS-триггера, R-вход которого подклю.чен к одному выводу первого транзис- торного ключа, выход четвертого RS триггера соединен с входом второго усилителя-формирователя непосредственно и через второй формирователь импульсов с R-входом второго RSтриггера, другие выводы первого и второго транзисторных ключей и вторые выводы вторичнык обмоток трансформаторов тока соединены с общей шиной, 1610590

Составитель С. Позднухов

Техред M.Ä ùûê Корректор С. Черни

Редактор А. Маковская

Тираж 452

Заказ 3744

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, !01