Способ регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронными машинами и автономными инверторами. Цель изобретения - повышение КПД электропривода . Поставленная цель достигается тем, что предложен способ увеличения индуктивного сопротивления статорной обмотки 14 электродвигателя на время закороченного состояния фаз этой обмотки в инверторе 2. Последовательно с обмоткой включается дроссель 19, который закорачивается трехфазным полупроводниковым ключом 20 при непосредственном питании от источника 1 через инвертор 2. Введение дополнительного индуктивного сопротивления в статорную обмотку в указанные моменты времени позволяет снизить тормозные моменты электродвигателя и тем самым повысит КПД электропривода. 2 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПЮЛИК (gg)5 Н 02 Р 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР (21) 4622265/07 (22) 19.12.88 (46) 15,04.91 Бюл.Р 14 (75) В.А.Фокин и О.В.Фокин (53) 621 313.333(088.8) (56) Петров Л.П. и др. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода. М.: Электроатомиздат, 1986, с. 58.

Авторское свидетельство СССР

Р 917300, кл. Н 02 P 7/36, 1980. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

ВРАЩЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронными маши-нами и автономными инверторами. Цель

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с автономными инверторами и трехфазными асинхронными электродвигателями.

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг.1 представлена схема электропривода, реализующего предлагаемый способ; на фиг,2 — диаграммы управления работой электропривода.

Электропривод, реализующий способ регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержит источник постоянного тока 1, от которого получает питание инвертор 2, между входными выводами 3,4 и выходными выводами 5,6, ..SU„„1642578 А 1

2 изобретения — повышение КПД электропривода. Поставленная цель достигается тем, что предложен способ увеличения индуктивного сопротивления статорной обмотки 14 электродвигателя на.время закороченного состояния фаз этой обмотки в инверторе 2. Последовательно с обмоткой включается дроссель 19, который закорачивается трехфазным полупроводниковым ключом

20 при непосредственном питании от источника 1 через инвертор 2. Введение дополнительного индуктивного сопротивления в статорную обмотку в указанные моменты времени позволяет снизить тормозные моменты электродвигателя и тем самым повысит КПД электропривода. 2 ил.

7 которого включены полностью управляемые полупроводниковые ключи 8-13.

К выходным выводам 5,6,7 инвертора присоединены одни одноименные зажимы статорной обмотки 14 асинхронного двигателя 15, между тем как другие ее одноименные зажимы 16,17,18 образуют разомкнутую нулевую точку соединения звездой этой обмотки. К одноименным зажимам 16,!7,18 присоединено индуктивное сопротивление 19 (трехфазный дроссель), зашунтированное полностью управляемым трехфазным полупроводниковым ключом 20.

Работу устройства рассмотрим на примере широтно-импульсного регулирования.инвертором 2. Позициями 21,22, 1642578

2О

23 показаны диаграммы управляющих импульсов полупроводниковыми; ключами 8-13. Диаграммы 24,25,26 иллюстрируют форму напряжения каждой фазы электродвигателя.

Способ регулирования осуществляет-. ся следующим образом.

Рассмотрим последовательно чередующиеся интервалы на одном периоде частоты. Первый интервал работы характеризуется включенным состоянием полностью управляемых однофазных ключей, что соответствует подключению к положительному зажиму источника энергии 1 зажима 7 фазы А обмотки 14 статора, двигателя и к отрицательному зажиму этого источника — зажимов 5,6 двух других фаз В,С обмотки статора, между тем как и левая точка соединенной звездой статорной обмотки оказывается при этом замкнутой с помощью трехфазного ключа 20. Во втором интервале времени во вклоченном состоянии находятся только ключи 8,10,12 а остальные ключи в том числе и трехфазный ключ 20 отклочены. Б эту межкоммутационную паузу статорная обмотка отключена от источника энергии, а статорная обмотка 14 включена с дросI селем 19 через клочи 8,10,12. В продолжении третьего интервала вклочены однофазные ключи 8, 12,13 и трехфазный ключ 20 ° В этот интервал времени имеет место присоединение фаз А,В статорной обмотки к положительному полюсу источника 1, а фазы С вЂ” к его отрицательному выводу, причем дру1"ие одноименные выводы 16, 17, 18 этой обмотки объединены трехфазным ключом 20, чему соответствует закороченное состояние дросселя 19. Из фиг.2 следует, что при этом напряжение на фазе С обмотки статора превышает в два раза напряжение на фазах

А,В этой обмотки. В четвертый интервал времени повторяется ситуация второго интервала времени, характеризуе" мая замкнутым состоянием однофазных ключей 8,10,12 и разомкнутым состоянием одноименных выводов 16,17,18 вследствие отключенного состояния трехфазного ключа 20. Поэтому электромагнитные процессы в двигателе в этот интервал времени будут аналогичны тем, которые имели место во второи интервал времени. В пятый интервал времени включены однофазные клочи

11 12,13 и трехфазный ключ 20, что соответствует закорачиванию дросселя объединением одноименных выводов 16, 17,18 статорной обмотки в общую нулевую точку соединения звездой, фазы

A,С которой присоединяются к отрица- . тельному выводу 4 источника 1, а фаза В - к положительному его выводу 3.

K фазам А,С обмотки приложена полови" на напряжения фазы В. В шестой интервал включены те же ключи, что и во второй и четвертый интервалы времени и потому будут аналогичными вызываемые этим электромагнитные процессы в элементах устройства. В седьмой интервал времени во включенном состоянии находятся однофазные ключи 1 0,11, i2 и трехфазный ключ 20, что соответствует образованию замкнутой нулевои точки соединения звездой статорной обмотки, фаза А которой присоединена к отрицательному полюсу источника тока 1, а фазы В,С вЂ” к его положительному полосу, из диаграммы 24,25, 26 следует, что при этом к фазе А приложено напряжение удвоенной величины по сравнению с фазами В,С. В рассматриваемый седьмой интервал почти аналогичен первому интервалу времени и отличается лишь изменением на сто восемьдесят градусов полярности напряжений на фазах статорной обмотки. С изменением полярности напряжения и сдвига на 180 эл, град. будут иметь место процессы на последующих интервалах (от 8 до 12).

Неравномерность вращения асинхронного двигателя осоенно в области малых частот обусловлена несинусоидальностью выходного напряжения инвертора, питающего асинхронный двигатель; циклически повторяемыми режимами магнитного торможения в интервалы закороченного состояния статорной обмотки., Таким образом предлагаемое изобретение позволяет уменьшить ток в статорной обмотке, т.е. уменьшить пропорционально тормозной момент в интервалах объединения одноименных зажимов

5,6,7 этой обмотки. Это достигается введением последовательно.со статорной обмоткой индуктивного сопротивления в виде трехфазного дросселя 19, что скачкообразно увеличивает суммарную индуктивность при размыкании клоча 20. Это позволит сделать практически незаметным момент магнитного торможения двигателя в интервалы нулевого значения напряжения, подве5 1642578 е денного от источника, т.е. в интерва- традвигателя, при котором осуществлялы объединения зажимов 5,б,7 управ- ют чередование интервалов подклЮченляемого двигателя. ного состояния фаз статорной обмотки

Одновременно оказывается возможным к автономному источнику постоянного существенно ограничить колебания час- тока и закороченного состояния всех

5 тоты вращения двигателя. При уменьше- фаз этой обмотки, о т л и ч а юнии тормозного момента уменьшаются шийся тем, что, с целью увеличепотери и повышается КПД электропри- ния КПД, одновременно с закорачивавода в целом. нием всех фаз статорной обмотки увеФ о р м у л а и з о б р e " " личивают индуктивное сопротивление

Способ РегУлиРВаниЯ частоты вРа- ка ой фазы обмотки щения трехфазного асинхронного элек1642578

Составитель В.Лопатин

Техред П. олийнык Корректор М.Демчик

Редактор В.Фельдман

Заказ 1435 Тираж 354 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, 101