Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения. В электроприводе переменного тока система управления инвертором составлена на элементах сравнения 14 - 19, генераторов 20, 21 линейно-изменяющегося напряжения, генератора 22 несущей частоты и логических элементов 3 ИЛИ. Фильтр 3 снабжен нейтральным выводом, соединенным с нейтралью обмотки электродвигателя 12, а ключи 10, 12 - запирающими входами, подключенными соответственно к выходам генератора 22 несущей частоты. Введенный мост 13 диодов выходом подключен к выходам фильтра 3, а входом - к выходам обмотки электродвигателя. Положительные полуволны данных напряжений для питания обмотки электродвигателя формируются с помощью тиристоров 4, 6, 8 и ключа 10, а отрицательные полуволны этих напряжений - с помощью тиристоров 5, 7, 9 и ключа 11. В результате уменьшаются пульсаций тока в обмотке. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) () )) — (51>5 Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4075700/07 (22) 16.06.86 (46) 15.07.91. Бюл. Ьй 26 (71) Ленинградский горный институт им, Г.В. Плеханова (72) А.B. Шипулин

° (53) 62.83:621.316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я 1279041, кл. Н 02 Р 7/42, 1984.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1319224, кл. Н 02 P 7/42, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1275733, кл. Н 02 P 7/42, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения. В электроприводе пеИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного. управления электроприводами.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Электропривод переменного тока содержит источник переменного напряжения

1 (трансформатор или генератор), трехфазный мостовой неуправляемый выпрямитель

2, фильтр 3, подключенный к выходу выпряременного тока система управления инвертором составлена на элементах сравнения

14 — 19, генераторов 20, 21 линейно — изменяющегося напряжения, генератора 22 несущей частоты и логических элементов 3 ИЛИ.

Фильтр 3 снабжен нейтральным выводом, соединенным с нейтралью обмотки электродвигателя 12, а ключи 10, 12 — запирающими входами, подключенными соответственно к выхоаам генератора 22 несущей частоты, Введенный мост 13 диодов выходом под-,ключен к выходам филь1ра 3, а входом — к выходам обмотки электродвигателя. Положительные полуволны данных напряжений для питания обмотки электродвигателя формируются с помощью тиристоров 4, 6, 8 и ключа 10, а отрицательные полуволны этих напряжений —. с помощью тиристоров 5, 7, 9 и ключа 11. В результате уменьшаются пульсаций тока в обмотке. 2 ил. мителя 2, трехфазчый мостовой инвертор на тиристорах 4-9, два управляемых ключа 10, 11, соединяющих выходы фильтра 3 с анодной и катодной группами трехфазного мостового инвертора на тиристорах 4-9, электродвигатель 12, статорные обмотки которого включены в звезду и подключены к выходам трехфазного мостового инвертороа на тиристорах 4 — 9, а нейтраль объединена с нейтралью источника переменного напряжения 1, мост. диодов обратного тока

13, подключенный входами,к фазам электродвигателя, выходами — к выходам фильтра 3, шесть элементов сравнения 14-19, два генератора линейно — изменяющегося напряжения 20. 21, выход первого генератора

1663733 линейно-изменяющегося напряжения 20 подключен к первым входам первого 14, третьего 16 и пятого 18 элементов сравнения, Выход второго генератора линейно — изменяющегося напряжения 21 подключен к, .. ртого 17 и пеавым вхал - " шестого 1 элементов сравнения, Попарно объединенные вторые входы первого 14 и второго 15, третьего 16 и четвертого 17, и пятого 18 и шестого 19 элементов сравнения подключены к задатчику трехфазных сийусоидальных сигналов Од, Ов, Uc.

Элекропривод содержит также генератор несущей частоты 22. прямой выход которого подключен к входу первого генератора линейно-изменяющегося напряжения 20 и запирающему входу первого управляемого ключа 10. Инверсный выход генератора 22 подключен к входу второго генератора линейно — изменяющегося напряжения 21 и запирающему входу второго управляемого ключа 11, два элемента 3 ИЛИ

23, 24, Входы первого элемента 3 ИЛИ 23 соединены с выходами элементов сравнения 14, 16, 18, а выход — с отпирающим входом управляемого ключа 10. Входы второго элемента 3 ИЛИ 24 соединены соответственно с выходами элементов сравнения

15, 17, 19, а выход — с отпирающим входом управляемого ключа 11.

Источник переменного напряжения 1, выпрямитель 2, фильтр 3 служат для питания инвертора напряжением постоянного тока, причем фильтр 3 состоит иэ двух à — образных фильтров, связанных с нейтралью, для возможности сглаживания напряжения на обоих шинах питания инвертора независимо друг от друга. Трехфазный мостовой инвертор служит для распределения импульсов напряжения по фазам статорной обмотки электродвигателя 12, Управляемые ключи 10, 11 предназначены для подключения инвертора к выходам фильтра 3. Мост диодов обратного тока необходим для возврата в конденсаторы фильтра реактивной энергии, накапливаемой в обмотках электродвигателя 12, Элементы. сравнения 14-19 служат для определения точек коммутации инвертора путем сравнения синусоидального напряжения и сигналов генераторов линейно — изменяющегося напряжения 20, 21, Генераторы линейно — изменяющегося напряжения 20, 21 предназначены для получения напряжения пилообразной формы, длительностью и полярностью определяемые сигналами генератора несущей частоты

22, имеющие прямой фронт и линейно-изменяющийся спад импульсов.

Генератор несущей частоты 22 служит для получения двухполярных прямоугольных импульсов скважностью "Меандр" с частотой, равной частоте коммутации инвертора, Элементы 3 ИЛИ 23, 24 необходимы для оптирания управляемых ключей 10, 11

5 pgpnri pni a»»n с со ът тствующими тиристорами инвертора, На фиг. 2 показана форма синусоидального напряжения Од, подаваемого на вторые входы элементов сравнения 15, 14, 10 форма выходного напряжения генератора несущей частоты U22, формы напряжений, подаваемых на входы элементов сравнения

14,15 — 020 021 UA, А, В, С вЂ” формы напряжений на фазах статорной обмотки электро15 двигателя 12, Электропривод работает следующим образом.

В начальный момент времени, определяемый пересечением амплитудных значе20 ний пилообразного напряжения и синусоидального сигнала в элементе сравнения 14, отпирается тиристор 4, одновременно с помощью элемента 3 ИЛИ 23 отпирается управляемый ключ 10. Ток про25 текает через обмотки источника переменного напряжения 1, выпрямитель 2, фильтр 3, управляемый ключ 10, тиристор 4, фазу А электродвигателя 12, объединенную нейтраль. При поступлении запирающего им30 пульса на управляемый ключ 10 ток через ключ 10 и тиристор 4 прекращается, тиристор 4 запирается, реактивная энергия, накопленная в обмотке фазы А электродвигателя 12, через мост диодов об35 ратного тока 13 передается в конденсатор фильтра 3.

Затем вновь отпирается тиристор 4 и ключ 10, ток протекает через обмотку фазы

А электродвигателя 12 и т. д. Формируется

40 положительная полуволна напряжения в фазе А электродвигателя 12, Отрицательная полуволна напряжения в фазе А электродвигателя 12 формируется с помощью тиристора 9 и управляемого клю45 чв 11.

Аналогично формируются напряжения фазы В и С электродвигателя, Использование изобретения позволит рационально использовать напряжение пи50 тания электропривода, расширить диапазон регулирования напряжения в 2 раза, уменьшить пульсации тока в обмотках электродвигателя, уменьшить вероятность возникновения режима пульсирующих токов, а

55 также упростить схему управлением электроприводом.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока. содержащий электродвигатель со статорной обмоткой, соединенной в звезду с выведен1663733 ной нейтралью, трехфазный мостовой инвертор, выходы которого подключены к выводам статорной обмотки электродвигателя, трехфазный мостовой выпрямитель, подключенный входом к источнику переменного напряжения, нейтраль которого объединена с нейтралью статорной обмотки электродвигателя, мост диодов обратного тока, входом подключенный к выводам статорной обмотки электродвигателя, два ключа с отпирающими входами, каждый иэ которых включен между разноименными группами вентилей трехфазного мостового инвертора и моста диодов обратного тоха соответственно, фильтр, система управления с первой группой выходов для подключения инвертора и второй группой выходов для подключения к отпирающим входам упомянутых ключей соответственно, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения, фильтр снабжен средним выводом для подключения к нейтрали обмотки статора электродвигателя, а каждый ключ — запирающим входом, выходы диодного моста обратного тока через укаэанный фильтр подключены к выходам трехфазного мостового выпрямителя, введен задатчик трехфазного синусоидального сигнала, а система управления составлена иэ шести элементов сравнения, двух генераторов линейно — изменяющегося напряжения, двух логических элементов ЗИЛИ, генератора не- сущей частоты с прямым и инверсным выхо5 дами, прямой выход которого подключен к запирающему входу первого ключа и к входу первого генератора линейно — изменяющегося напряжения, выходом соединенного с первыми входами первого, третьего и пято10 ro блоков сравнения, инверсный выход генератора несущей частоты подключен к запирающему входу второго ключа и входу второго генератора линейно — изменяющегося напряжения, выходом соединенного с

15 первыми входами второго, четвертого и шестого элементов сравнения, попарно объединенные вторые входы соответственно первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого элементов сравнения сое20 динены с соответствующими выходами за-датчика трехфазного синусоидального сигнала, выходы элементов сравнения образуют первую группу выходов системы управления, при этом выходы первого, 25 третьего и пятого . элементов сравнения подключены к входам первого логического элемента ЗИЛИ, выходы второго, четвертого и шестого — к входам второго логического элемента ЗИЛИ, выходы элементов ЗИЛИ

30 образуют вторую группу выходов системы. управления.

1663733

Составитель А.Головченко

Редактор M.aàñèëüåâà Техред М,Моргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Г

Заказ 2272 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101