Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз

 

Сущность изобретения: устройство содержит две пары встречно-параллельно включенных тиристоров 2,3, четыре элемента И 4,5,6,7, датчик 8 полярности питающего напряжения, четыре усилителя-формирователя 9,10,11,12, датчик 13 измеряемого напряжения , датчик 15 опорного напряжения, элемент 14 сравнения, два фазорегулятора 16,18, распределитель 19 импульсов, генератор 20 повышенной частоты, два одновибратора21,22 2-13-14-18-19-22-6-11. 2 ил. 50Гц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806922/07 (22) 28.03,90 (46) 23.07,92. Бюл, ¹ 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) А.М,Рутштейн, А.А,Щупак и А.А.Бабин (56) Авторское свидетельство СССР

% 1440765, кл, В 60 1 1/12, 1985, Авторское свидетельство СССР

M I501230, кл, Н 02 M 5/27, 1986,,, SU „„1750001 А1 (я)з Н 02 M 5/27 7/12 — Nl it>

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ Г1РЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И ЧИСЛА

ФАЗ (57) Сущность изобретения: устройство содержит две пары встречно-параллельно включенных тиристоров 2,3, четыре элемента И 4,5,6,7, датчик 8 полярности питающего напряжения, четыре усилителя-формирователя 9,10,77,12, датчик 13 измеряемого напряжения, датчик 15 опорного напряжения, элемент 14 сравнения, два фазорегулятора

16,18, распределитель 19 импульсов, генератор 20 повышенной частоты, два одновибратора 21,22. 2-13 — 14-18 — 19 — 22-6-11. 2 ил.

1750001

10

25

35

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для питания трехфазных асинхронных двигателей от однофазной сети без звена постоянного тока.

Известно устройство, в котором асинхронные двигатели первыми фазами подключены к первому выводу однофазной сети, а вторыми и третьими соответственно через две пары встречно- параллельно включенных тиристоров — к второму выводу сети, Между первыми и вторыми фазами электродвигателей включены конденсаторы.

Недостатками этого устройства являются высокочастотные автоколебания в фазах двигателей, соединенных с конденсаторами, нестабильность тиристорного преобразователя при относительно узких импульсах управления.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления преобразователем однофазного напряжения в трехфазное, в котором приводные трехфазные асинхронные двигатели подключены первыми фазами к первому выводу однофазной питающей сети, а вторыми и третьими фазами через соответствующие пары встречно-параллельно включенных тиристоров — к второму выводу сети, содержащее четыре элемента И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам датчика полярности питающего напряжения, а выходы через усилителиформирователи импульсов предназначены для подключения к.управляющим электродам встречно-параллельно включенных тиристоров, датчик измеряемого напряжения, предназначенный для включения между первым выводом сети и выходом первой пары встречно-параллельно включенных тиристоров, выход которого подключен к одному входу элемента сравнения, к другому входу которого подключен датчик опорного напряжения, первый фазорегулятор, вход которого подключен к переменному резистору, а выход — к вторым входам первого и второго элементов И, второй фазорегулятор, входом подключенный к выходу элемента сравнения, а выходом подключенный к входу распределителя импульсов и к вторым входам третьего и четвертого элементов И.

Недостатком этого устройства, является нестабильность работы тиристоров при установившихся режимах работы системы привода в зоне малых углов их открытия.

При частоте питающей сети 50 Гц, ЭДС двигателей имеет частоту 16 2/3 Гц. При малых фазовых углах напряжения сети вследствие влияния ЭДС двигателей полярность напр жения на тиристорах сохраняется обратной, Как следствие в.случаях захода управляющего импульса в эту зону имеют место сбои в работе преобразователя.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения устойчивости преобразователя, в том числе и при малых углах регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз для питания приводных трехфазных асинхронных двигателей, подключенных первыми фазами к первому выводу однофазной питающей сети, а вторыми и третьими фазами через соответствующие пары встречно-параллельно включенных тиристоров к второму выводу сети, содер>кащее четыре элемента

И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам датчика полярности питающего напряжения, а выходы через усилители-формирователи импульсов предназначены для подключения к управляющим электродам встречно-параллельно включенных тиристоров, датчик измеряемо-. го напряжения, предназначенный для включения между первым выводом сети и выходом первой пары встречно-параллельно включенных тиристоров, выход которого подключен к одному входу элемента сравнения, к другому входу которого подключен датчик опорного напряжения, первый фазорегулятор, вход которого подключен к переменному резистору, а выход — к вторым входам первого и второго элементов И, второй фазорегулятор, входом подключенный к выходу элемента сравнения, а выходом подключенный к входу распределителя импульсов и к вторым входам третьего и четвертого элементов И, введены генератор повышенной частоты и два одновибратора, причем первый выход распределителя импульсов через первый одновибратор подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второй выход распределителя импульсов через второй одновибратор подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов И, при этом выход генератора повышенной частоты подключен к четвертым входам всех элементов И.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — пояснения образованию зон неустойчивой работы тиристоров и предлагаемого пути устранения этого явления (Z — зоны неуверен ного открытия тиристоров, Т вЂ” длительность пачки импульсов).

Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз для питания приводных трехфазных асинхронных дви1750001

15

25

35

45 гателей 1, подключенных первыми фазами к первому выводу однофазной питающей сети, а вторыми и третьими фазами через соответствующие пары встречно-параллельно включенных тиристоров 2 и 3 — к второму выводу сети, содержит четыре элемента И

4-7, первые входы которых подключены к соответствующим выходам датчика 8 полярности питающего напряжения, э выходы через усилители-формирователи 9-12 импульсов предназначены для подключения к управляющим электродам встречнопараллельно включенных тиристоров 2 и 3, датчик 13 измеряемого напряжения, предназначенный для включения между первым выводом сети и выходом первой пары встречно-параллельно включенных тиристоров 2 и.3, выход которого подключен к одному входу элемента 14 сравнения, к другому входу которого подключен датчик 15 опорного напряжения, первый фазорегулятор 16, вход которого подключен к переменному резистору 17, а выход — к вторым входам первого и второго элементов И 4 и

5, второй фазорегулятор 18, входом подключенный к выходу элемента 14 сравнения, а выходом подключенный к входу распределителя 19 импульсов и к вторым входам третьего и четвертого элементов И 6 и 7, генератор 20 повышенной частоты и два одновибратора 21 и 22, причем первый выход распределителя 19 импульсов, через первый одновибратор 21 подключен к третьим входам nepBoro и второго элементов И 4 и

5, второй выход распределителя 19 импульсов через второй одновибратор 22 подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов И 6 и 7. При этом выход генератора 20 повышенной частоты подключен к четвертым входам всех элементов И 4 — 7

Устройство работает следующим образом.

Ток от питающей сети 50 Гц поступает на приводные двигатели 1, на первые фазы непосредственно из сети, нэ вторые и третьи фазы — через соответствующие пары

2 и 3 встречно-параллельно включенных тиристоров, работающих по алгоритму делителя частоты на три, т.е, ток через каждую пару тиристоров 2 и 3 проходит каждый третий полупериод, разделяясь между тири- 50 сторами в зависимости от полярности напряжения. Кроме того, тиристорные пары 2 и 3 работают в различные полупериоды питающего напряжения, чем обеспечивается сдвиг по фазе токов íà 120 эл,град. выход- 55 ной частоты 16 2/3 Гц, Обеспечение данного алгоритма и разделение периодов работы пар тиристоров 2 и 3 осуществляет распределитель 19 импульсов, синхроимпульсы на который поступают с выхода фазорегулятора 18, разделение импульсов между тиристорами 2 и 3 в зависимости от полярности напряжения сети обеспечивает датчик 8 полярности питающего напряжения. Фазовое регулирование, а, соответственно, стабилизация напряжения на выходе преобразователя, обеспечиваются фазорегуляторами 16 и 18, выходные сигналы которых, как и датчика 8 полярности и распределителя 19 имйульсов, поступают на входы соответствующих элементов И 4-7 и далее через усилители-формирователи 912 — на управляющие электроды тиристорных пар 2 и 3, Напряжение на выходе измеряется датчиком 13, сравнивается с опорным напряжением датчйка 15 в элементе 14 сравнения, а сигнал рассогласования поступает на вход второго фазорегулятора 8, который осуществляет управление первой пары тиристоров 2. Управление другой парой тиристоров 3 осуществляется от первого фазорегулятора 16, но с контролем сигнала от фазорегулятора 18, поступающего через распределитель 19 импульсов.

При установившихся режимах работы двигателей 1, в их фазах наводится ЗДС (Едв, фиг,2), в результате оказывается, что момент появления положительного напряжения на анодах тиристоров 2 и 3 относи.тельно катодов сдвинут по фазе относительно момента прохождения через нуль напряжения сети, т.е. относительно сигналов, вырабатываемых датчиком 8 полярности, В этой связи на четвертые входы элементов И 4-7, от генератора 20 подаются импульсы повышенной частоты. Таким образом, через усилители-формирователи 9,12, имеющие дифференцирующий вход, на тиристорные пары 2 и 3 поступает не одиночный, импульс управления, а пачки импульсов.

Ограничение длительности этих пачек обеспечивается одновибраторами 21 и 22, установленными в выходных цепях распределителя 19 импульсов; Длительность выходных импульсов одновибраторов 21 и 22 определяется из условий работы преобразователя частоты и числа фаз (фиг.2) и должна быть

Т > — arcsin а, 1

2xf где sin a—Eдв

Deem а- зона неуверенного открытия тиристоров, рад;

Т вЂ” длительность импульсов, с, 1750001

Фиг. 2

Составитель А,Щупак

Техред М.Моргентал

Корректор О.Ципле

Редактор Е.Папп

Заказ 2602 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4i5

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

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз для питания приводных трехфазных асинхронных двигателей; подключенных первыми фазами к первому выводу однофазной питающей сети, а вторыми и третьими фазами через соответствующие пары встречно параллельно включенных тиристоров — к второму выводу питающей сети, содержащее четыре элемента И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам датчика полярности питающего напряжения, а выходы через усилители-формирователи импульсов предназначены для подключения к управляющим электродам встречно параллельно включенных тиристоров, датчик измеряемого напряжения, предназначенный для включения между первым выводом сети и выходом первой пары встречно параллельно включенных тиристоров, выход которого подключен к одному входу элемента сравнения, к другому входу которого подключен датчик опорного напряжения, первый фазорегулятор, вход которого подключен к переменному резистору, а вы5 ход — к вторым входам первого и второго элементов И, второй фазорегулятор, входом подключенный к выходу элемента сравнения, а выходом — к входу распределителя импульсов и к вторым входам третьего и

10 четвертого элементов И, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, введены генератор повышенной частоты и два одновибратора, причем первый выход распределителя импульсов через первый

15 одновибратор подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второй выход распреДелителя импульсов через второй одновибратор подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов И, 20 при этом выход генератора повышенной частоты подключен к четвертым входам всех элементов И.