Инвертор для питания m-фазного реактивного индукторного двигателя

 

Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: устройство содержит в каждой фазе два ключа, соединенных последовательно через фазную обмотку. Обмотка совместно с каждым из ключей зашунтирована соответствующими обратными диодами и соединена через вентили с обмотками соседних фаз. В устройстве уменьшается токовая загрузка ключей. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к системам питания многофазными реактивными электродвигателями.

Известна трехфазная реактивная машина с магнитоизолированными секциями и однополупериодным коммутатором [1] Коммутатор содержит три управляемых ключа, соединенные с отрицательным зажимом источника питания и с фазными обмотками двигателя, подсоединенными к положительному зажиму источника питания, и три обратных диода, анодами подключенные к точкам соединения ключей и обмоток. Катоды диодов соединены вместе. К положительному зажиму источника питания подключен анод стабилитрона, катод которого подсоединен к общей точке обратных диодов.

Недостатком данной схемы являются низкие энергетические показатели инвертора, так как при закрывании ключей электромагнитная энергия, запасенная в индуктивностях фаз, рассеивается в коммутаторе в виде тепла.

Известно устройство управления реактивным двигателем [2] Статор реактивного двигателя содержит несколько полюсов, сгруппированных попарно и расположенных на диаметрально противоположных сторонах расточки статора. В каждой паре статорных полюсов обмотки подключаются к внешнему источнику постоянного тока через два ключа с независимым управлением. Один ключ соединяет обмотки с положительным зажимом источника, а второй с отрицательным. Два диода, взаимодействующие с ключами, обеспечивают непрерывное и однонаправленное протекание тока через обмотки.

При отключении тока в обмотке накопленная ею энергия возвращается через обратные диоды в цепь источника питания и через ключи в обмотки других включенных в этот момент фаз двигателя.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является передача энергии между фазами при включении и отключении токов в обмотках только через управляемые ключи.

Изобретение направлено на повышение энергетических показателей m-фазного инвертора и уменьшение токовой нагрузки ключей.

В инвертор для питания m-фазного реактивного индукторного двигателя, содержащий в каждой фазе два управляемых ключа, соединенных последовательно с фазной обмоткой двигателя и подключенных к положительному и отрицательному зажимам источника питания, два обратных диода, шунтирующие фазную обмотку и соответствующие управляемые ключи, согласно данному изобретению, введены дополнительные вентили, анод каждого из которых подключен к точке соединения обмотки одной фазы с управляемым ключом, соединенным с отрицательным зажимом источника питания, а катод к точке соединения обмотки другой фазы с ключом, соединенным с положительным зажимом источника питания.

Данное техническое решение позволяет при отключении тока в обмотке передавать часть магнитной энергии в обмотку другой фазы, включаемой в этот момент. Оставшаяся часть энергии, которую в данный момент времени включаемая фаза не способна принять, возвращается в источник питания через обратные диоды, как и прототипе. В результате того, что часть энергии передается в фазу не через ключи, а через дополнительно введенные вентили, уменьшается токовая нагрузка ключей, повышается надежность их работы и уменьшаются потери.

В схеме мостового инвертора дополнительные вентили могут быть выполнены управляемыми. Это дает возможность формировать необходимые характеристики, используя эффект передачи энергии между фазами.

На чертеже изображен трехфазный инвертор.

Трехфазный мостовой инвертор содержит фазные обмотки 1, 2, 3, являющиеся нагрузкой инвертора, верхние управляемые ключи 4, 5, 6, одним выводом подсоединенные к положительному зажиму источника питания 7, другим к выводам фазных обмоток 8, 9 и 10 соответственно, нижние управляемые ключи 11, 12, 13, одним выводом подсоединенные к отрицательному зажиму источника питания 14, другим к выводам фазных обмоток 15, 16 и 17 соответственно, верхние обратные диоды 18, 19, 20, катодами подсоединенные к точке 7, анодами к точкам 15, 16 и 17 соответственно, нижние обратные диоды 21, 22, 23, анодами подсоединенные к точке 14, катодами к точкам 8, 9 и 10 соответственно, и вновь введенные вентили 24, 25, 26, анодами подсоединенные соответственно к выводам 15, 16, 17 фазных обмоток, катодами к выводам 9, 10, 8 обмоток других фаз соответственно.

Вентили 24, 25, 26 могут быть выполнены управляемыми.

Инвертор работает следующим образом. При одновременном включении ключей 4 и 11 протекает ток в обмотке 1, при выключении ключа 11 ток замыкается по цепи, образованной ключом 4 и обратным диодом 18. При выключении ключа 4 ток замыкается через обратные диоды 21 и 18 и источник питания. При включении в этот момент ключей 5 и 12 другой фазы в обмотке 2 ток начинает нарастать по двум цепям от источника питания через ключи 5 и 12 и под действием ЭДС фазной обмотки 1 через вентиль 24, обмотку 2, ключ 12, обратный диод 21. Таким образом, часть энергии, запасенная обмоткой 1, передается через вентиль 24 в обмотку 2, минуя приборы 18 и 5.

Работа остальных фаз инвертора осуществляется аналогично.

Благодаря такому техническому решению уменьшается токовая нагрузка ключей, что повышает энергетические показатели электропривода в целом.

Формула изобретения

1. ИНВЕРТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ M-ФАЗНОГО РЕАКТИВНОГО ИНДУКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий в каждой фазе два управляемых ключа, соединенных последовательно с фазной обмоткой двигателя и подключенных к положительному и отрицательному зажимам источника питания, два обратных диода, шунтирующие фазную обмотку и соответствующие управляемые ключи, отличающийся тем, что схема снабжена m дополнительными вентилями, анод каждого из которых подключен к точке соединения обмотки одной фазы с ключом, соединенным с отрицательным зажимом источника питания, а катод к точке соединения обмотки другой фазы с ключом, соединенным с положительным зажимом источника питания.

2. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные вентили выполнены управляемыми.