Электропривод переменного тока

 

Использование: в электроприводах металлорежущих станков, автоматических линиях и других производственных механизмах. Сущность изобретения заключается в ведении в схему электропривода переменного тока четырех силовых тиристоров, что позволяет так скоммутировать фазные обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя, что при питании их однофазным т.оком у обычного односкоростного электродвигателя получено ; утроение числа пар полюсов машины и тем самым оказалось возможным перевести ее в режим рекуперативного торможения с последующим переключением на динамическое торможение, что обеспечивает высокую эффективность торможения электропривода. 2 ил. (Л

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g Н 02 Р 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ fHHT СССР (21) 4808630/07 (22) 02.04.90 (46) 23 ° 05 ° 92.Бюл. и 19 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.И.Лапидус (53) 621.313.717.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 289486, кл. Н 02 Р 3/24, 1969.

Иейстель А.И., Найдис В.A. и Херсонский Ю,И. Комплектные тиристорные устройства для управления асинхронными электроприводами.

И,: Энергия, 1971, с.53, р.31. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Использование: в электроприводах металлорежущих станков, автоматичесИзобретение относится к электро технике,к электроприводу с трехфазными асинхронными электродвигателями, и может быть использовано, например, в металлорежущих станках, автоматических линиях и других производственных механизмах.

Известен электропривод переменнного тока с трехфазным асинхронным электродвигателем, в котором схема торможения реализуется с помощью контактора, трех силовых диодов и регулируемого резистора. В этой схеме фазные обмотки статора и два силовых диода образуют короткозамкну-, тые контуры; из сети половину периода питающего напряжения через третий силовой диод и резистор по одной фа-1 зе статора идет однополупериодный

„.SU„„1735992 Д 1

2 ких линиях и других производственных механизмах. Сущность изобретения заключается в ведении в схему электропривода переменного тока четырех силовых тиристоров, что позволяет так скоммутировать фазные .обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя, что при питании их однофазным током у обычного односко" ростного электродвигателя получено утроение числа пар полюсов машины и тем самым оказалось возможным перевести ее в режим рекуперативного торможения с последующим переключением на динамическое торможение, что обеспечивает высокую эффективность торможения электропривода. 2 ил. ток, а в остальную часть периода, когда третий-диод заперт, по всем трем фазным обмоткам статора благодаря шунтирующим диодам идут токи прежнего направления, обеспечивая тем самым динамическое торможение электродвигателя.

Однако в данном электроприводе коммутация силовь1х цепей электродвигателя осуществляется с помощью контактной аппаратуры и не обеспечивает высокую эффективность торможения, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод переменного тока с бес" контактным управлением, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, статорная обмотка которого соединена по схеме "звезда", три пары

173 встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены зажимами для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, а также два. шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответственно к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды - к третьему выводу статорной обмотки, Однако в известном электроприводе в зоне высоких частот вращения, где происходит основное поглощение кинетической энергии вращающихся масс электропривода, тормозной момент невелик, поэтому невысока эффективность торможения. Этот недостаток особенно ощутим для высокопроизводительного станочного оборудования с непродолжительным циклом работы, уменьшение которого за счет сокращения вспомогательных не связанных с технологическим процессом операций дает заметный. экономический эффект.

Цель изобретения - повышение эффективности торможения электропривода.

Указанная цель достигается тем., что в электропривод с динамическим.:: торможением асинхронного электродвигателя, содержащий три пары встреч-но-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены зажимами для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, два шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответственно к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды - к третьему фазному выводу статорной . обмотки, а также регулируемый резистор, введены третий и четвертый шунтирующие тиристоры и четвертая пара встречно-параллельно включенных тиристоров, один вывод которой подключен к нулю "звезды" статорной обмотки, а другой - к одному выводу регулируемого резистора,, другой вывод которого снабжен зажимом для подключения к нулю источника питания, третий и четвертый шунтирующие тиристоры включены встречно-параллельно первому и второму шунтирующим тиристорам соответственно.

На фиr.1 представлена схема элект. ропривода переменного тока; на фиг.2 - трехфазная обмотка статора

5992

40 ходит в генераторный режим, осуществ" ;

4 для наглядного доказательства, как в предлагаемом электроприводе для реализации рекуперативного торможения происходит устроение числа пар полюсов машины.

Обмотка статора 1 трехфазного асинхронного электродвигателя соединена по схеме "звезда". Выводы каждой фазы этой обмотки соединены с соответствующей фазой сети через силовые тиристоры 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 каждая пара которых включена по встречно-параллельной схеме. Кроме того первая и вторая фазные обмотки статора зашунтированы встречно-парал" лельно включенными силовыми тиристо" рами 8 и 9, а вторая и третья фазные обмотки статора зашунтированы аналогично включенными силовыми тиристорами 10 и 11. Между нулевой точкой-"

"звезды" статора и нулем источника питания включены два встречно-параллельно силовых тиристора 12 и 13 и последовательно с ними регулируемый резистор 14.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

При запуске электродвигателя на 1 рабочий режим силовые тиристоры 2-7 выполняют роль бесконтактного пускателя. С подачей команды на торможение отключаются тиристоры 2,3,6 и 7, а включаются тиристоры 8-13, причем тиристоры 8,9,10 и 11 соединяют фазы статорной обмотки параллельно, а с помощью тиристоров 4 и 5 12 и 13 эти обмотки включаются на однофазное напряжение сети. Происходит утрое- . ние числа полюсов машины, она переляя интенсивное рекуперативное торможение.

Утроение числа полюсов машины в этсм случае доказательно иллюстрируется на примере трехфазной однослойной обмотки (фиг.2) с параметрами:

z = 24, у=б, q. 2, 2р=4. На фиг.2а показана ббмотка при включении в трех. фазную сеть, на фиг.2б - при симметричном включении в однофазную сеть.

Из фиг.2б видно, что число полюсов при однофазном токе будет 2р=12.

В обоих случаях число пазов на полюс и фазу остается одинаковым, а именно1 для трехфазного тока и . 24.

Я Щ = 2

2p*m 4 ° Э

1735992 6 для однофазного тока

1 z 24

Ч =

2р m 12 ° 1

2, т.е.q=q

t

Так как 2р = -----, то при питании

q.m

z обмотки однофазным током 2р=--Ч

Следовательно, симметричное включение трехфазной обмотки в однофазную сеть позволяет получить в 3 раза меньшую частоту вращения поля стато(1 ра и = — — — и о 3

Последовательно с обмотками статора необходимо включать добавочное сопротивление 14 чтобы ограничить ток и величину магнитного потока.

Это обусловлено тем, что хотя, число пазов на полюс и фазу q остается в однофазном режиме таким же, как в трехфазном, но обмоточный коэффициент К в однофазном режиме для оьм электродвигателвй среднего диапазона мощностей составляет 0,5-0,57, а в трехфазном - обычно К„. = 0,96.

Значит при одном и том же фазном напряжении. (v = 4,44 йФР К ) это прйведо бы к резкому увеличению магнитного потока.

После завершения рекуперативного торможения, т.е.после. снижения частоты вращения приблизительно до

--- n когда основной запас кинети3 о ческой энергии вращающихся масс уже погашен, дается команда на включение динамического торможения. Управление может осуществляться в функции частоты вращения (например, с помощью индукционного реле контроля скорости типа РКС, установленного на валу электродвигателя) или в функции времени.

С подачей команды на динамическое г торможение отключаются тиристоры 5, 9, ° 11 и 13, остаются включенными тиристоры 4, 8, 10 12e

Половину периода питающего однофазного напряжения ток идет из сети через тиристор 4, одну фазную обмотку статора, тиристор 12 и резистор . 14. Вторую половину периода, когда гиристоры 4 и 12 заперты, по всем трем фазным обмоткам статора благодаря шунтирующим тиристорам 8 и 10 идут токи прежнего направления, обусловленные не только индуктивностью стаЭлектропривод переменного тока, Зп содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, статорная обмотка которого соединена по схеме "звезда", три пары встречно- параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены зажимами для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, два шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответствен но к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды — к третьему фаз" ному выводу.статорной обмотки, регулируемый резистор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности торможения, в него введены третий и четвертый шунтирующие тиристоры и четвертая пара встречно-параллельно включенных тиристоров, один вывод которой подклю5О чен к нулю "звезды" статорной обмот, ки, а другой - к одному выводу регулируемого резистора, другой вывод которого снабжен зажимом для подключения к нулю источника питания, тре тий и четвертый шунтирующие тиристоры включены встречно-параллельно первому и второму шунтирующим тиристорам соответственно.

25 тора но и электродвижущей силой, наведенной магнитным полем ротора, обеспечивая тем самым в зоне низких частот вращения достаточно большой момент динамического торможения. Контроль длительности динамического торможения обычно осуществляется в функции времени

Таким образом, введение в схему электропривода переменного тока четырех силовых тиристоров позволяет так скоммутировать Фазные обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя, цто при питании их однофазным током у обычного односкоростного электродвигателя полу-. чено утроение числа пар полюсов машины и тем самым оказалось возможным перевести ее в режим рекуперативного торможения с последующим переклюцением на динамическое торможение, обеспечивая тем самым высокую эффективность торможения электропривода, Формула изобретения

1735992

1 ЗЯЭ2

Я Я)ЯЯ)ЯЯ)Я(дЯЯ ЯЯ) РЕдактор Н.Лазаренко

° ю

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

° Ф

Заказ 1824

ВНИИПИ Государственного

113035

Составитель А.Лапидус

Техред И.Дидик Корректор Л. Пилипенко

Тираж Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5