Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя



Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя

 

H02P27/16 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2439774:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя относится к преобразователям частоты и предназначен для использования в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Три реверсивных полупроводниковых коммутатора выполнены на полупроводниковых ключах, реализованных на четырех тиристорах. Использовано однофазное переменное напряжение. В каждом коммутаторе анод первого тиристора и катод второго тиристора подключены к нулю питающей сети переменного напряжения, а анод третьего тиристора и катод четвертого тиристора подключены к фазе питающей сети переменного напряжения. Средняя общая точка первого полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена к объединенным первым выходам статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Средняя общая точка второго полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу первой статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Средняя общая точка третьего полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу второй статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Технический результат - обеспечивается питание однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от переменного напряжения однофазной сети с возможностью низкочастотного регулирования его скорости вращения в широком диапазоне. 9 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к преобразователям частоты и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.

Известен однофазный конденсаторный электродвигатель, у которого первый выход первой обмотки соединен с нулем питающей сети, а второй выход первой обмотки соединен с первым выходом второй обмотки и с фазой питающей сети. Второй выход второй обмотки соединен с первой обкладкой конденсатора. Вторая обкладка конденсатора соединена с нулем питающей сети (Копылов И.П. Электрические машины. Учебник для вузов / И.П.Копылов. М.: Высшая школа, 2006. - С.343, рис.3.96).

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности регулирования скорости вращения электродвигателя, повышенные габариты и малая экономичность, а также низкая надежность вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является однофазная мостовая схема инвертора тока, с помощью которого осуществляется регулирование частоты напряжения, поступающего на каждую из обмоток электродвигателя, содержащая реверсивные полупроводниковые коммутаторы, выполненные на полупроводниковых ключах, реализованных на тиристорах, подсоединенных к питающей сети постоянного тока, а также сглаживающий силовой реактор и запирающий конденсатор, подключенный к обмотке двигателя. При этом каждый реверсивный полупроводниковый коммутатор реализован на четырех тиристорах. Один выход сглаживающего силового реактора подключен к плюсу питающей сети постоянного тока, а второй выход - к анодам двух тиристоров. Катоды этих тиристоров подключены к первому и второму выходам одной из обмоток статора электродвигателя соответственно, а также к анодам другой пары тиристоров. Катоды этой пары тиристоров подключены к минусу питающей сети постоянного тока. Первая и вторая обкладки конденсатора подключены к первому и второму выводам одной из обмоток двигателя соответственно (В.А.Лабунцов, Г.А.Ривкин, Г.И.Шевченко. Автономные тиристорные инверторы / М.: Энергия, 1967, - М. - Л., с.20, рис.7в).

Основными недостатками описанного однофазного мостового инвертора тока - преобразователя частоты являются отсутствие возможности обеспечения непосредственного питания однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от переменного напряжения однофазной сети вследствие наличия источника постоянного тока, то есть необходимости применения устройства для выпрямления, увеличенные габариты, а также низкая экономичность и надежность вследствие использования бумажных конденсаторов для обеспечения емкостного запирания тиристоров, что приводит к возникновению опасности не закрытия тиристоров при перемене направления протекания тока по обмотке и, как следствие, прорыва инвертора, то есть короткого замыкания источника постоянного тока, и наличия сглаживающих силовых реакторов, уменьшающих пульсацию выпрямленного напряжения.

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения питания однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от переменного напряжения однофазной сети с возможностью низкочастотного регулирования скорости вращения электродвигателя при упрощении силовой части устройства, уменьшения габаритов, повышения экономичности и надежности устройства.

Для решения поставленной задачи в полупроводниковом редукторе, ведомом сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, содержащем реверсивные полупроводниковые коммутаторы, выполненные на полупроводниковых ключах, реализованных на четырех тиристорах, которые соединены с питающей сетью и статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, согласно изобретению использованы однофазное переменное напряжение и три реверсивных полупроводниковых коммутатора. В каждом коммутаторе анод первого тиристора и катод второго тиристора подключены к нулю питающей сети переменного напряжения, а анод третьего тиристора и катод четвертого тиристора подключены к фазе питающей сети переменного напряжения. Средняя общая точка первого полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена к объединенным первым выходам статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Средняя общая точка второго полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу первой статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Средняя общая точка третьего полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу второй статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.

Низкочастотное регулирование скорости вращения электродвигателя осуществляется за счет векторно-алгоритмической коммутации тиристоров.

Снижение габаритов, повышение экономичности и надежности устройства обеспечивается за счет исключения источника постоянного тока и сглаживающих реакторов, исключения запирающих конденсаторов в силовой части устройства и уменьшения потребления электрической энергии на конденсаторное запирание.

Использование полупроводникового редуктора, ведомого сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя обусловливает создание различных типов вращающихся магнитных полей статора путем алгоритмической коммутации тиристоров, что позволяет получить не только требуемое направление тока в обмотках статора, но и регулировку частоты вращающего магнитного поля статора, а следовательно, и скорости электродвигателя.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого полупроводникового редуктора, ведомого сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя; на фиг.2 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из трех фиксированных положений; на фиг.3 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из четырех фиксированных положений; на фиг.4 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из шести фиксированных положений; на фиг.5 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из восьми фиксированных положений; на фиг.6 - пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.2; на фиг.7 - пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.3; на фиг.8 - пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.4; на фиг.9 - пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.5.

Кроме того, на чертеже изображено следующее:

- Uсети - напряжение, поступающее от источника питания переменного напряжения;

- t - текущее время;

- Ф - фаза;

- О - ноль;

- С1-С4 - выводы статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя;

- L1, L2 - статорные обмотки;

- VS1-VS12 - тиристоры;

- I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора двухобмоточного асинхронного электродвигателя;

- дугообразные линии со стрелками - направления вращения магнитного поля статора;

- прямые линии со стрелками - направления магнитного потока и тока в обмотках статора.

Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, содержит три реверсивных полупроводниковых коммутатора, выполненные на полупроводниковых ключах, реализованных на четырех тиристорах, при использовании однофазного переменного напряжения. Названные коммутаторы предназначены для векторно-алгоритмической коммутации обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. В каждом коммутаторе анод первого тиристора и катод второго тиристора подключены к нулю питающей сети переменного напряжения, а анод третьего тиристора и катод четвертого тиристора подключены к фазе питающей сети переменного напряжения. Средняя общая точка первого полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена к объединенным первым выходам статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Средняя общая точка второго полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу первой статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Средняя общая точка третьего полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу второй статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.

Пример выполнения полупроводникового редуктора, ведомого сетью, для регулирования скорости двухфазного асинхронного электродвигателя.

Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, содержит тиристоры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 (VS1-VS12), подключенные встречно-параллельно по два тиристора.

Таким образом, в первом реверсивном полупроводниковом коммутаторе анод тиристора 1 (VS1) соединен с катодом тиристора 2 (VS2) и их общий выход - с нулем питающей сети переменного напряжения; анод тиристора 3 (VS3) соединен с катодом тиристора 4 (VS4) и их общий выход - с фазой питающей сети переменного напряжения; катод тиристора 1 (VS1) соединен с анодом тиристора 2 (VS2) и их общий выход - с первым выходом 13 (С1) обмотки 14 (L1) и первым выходом 15 (С2) обмотки 16 (L2); катод тиристора 3 (VS3) соединен с анодом тиристора 4 (VS4) и их общий выход - с первым выходом 13 (С1) первой статорной обмотки 14 (L1) и первым выходом 15 (С2) второй статорной обмотки 16 (L2). При этом средняя общая точка первого реверсивного полупроводникового коммутатора, соединяющая катод тиристора 1 (VS1) с анодом тиристора 2 (VS2) и соединяющая катод тиристора 3 (VS3) с анодом тиристора 4 (VS4), подключена к объединенным первому выходу 13 (С1) первой статорной обмотки 14 (L1) и первому выходу 15 (С2) второй статорной обмотки 16 (L2).

Во втором реверсивном полупроводниковом коммутаторе анод тиристора 5 (VS5) соединен с катодом тиристора 6 (VS6) и их общий выход - с нулем питающей сети переменного напряжения; анод тиристора 7 (VS7) соединен с катодом тиристора 8 (VS8) и их общий выход - с фазой питающей сети переменного напряжения; катод тиристора 5 (VS5) соединен с анодом тиристора 6 (VS6) и их общий выход - со вторым выходом 17 (С3) первой статорной обмотки 14 (L1); катод тиристора 7 (VS7) соединен с анодом тиристора 8 (VS8) и их общий выход - со вторым выходом 17 (С3) первой статорной обмотки 14 (L1). При этом средняя общая точка второго реверсивного полупроводникового коммутатора, соединяющая катод тиристора 5 (VS5) с анодом тиристора 6 (VS6) и соединяющая катод тиристора 7 (VS7) с анодом тиристора 8 (VS8), подключена ко второму выходу 17 (С3) первой статорной обмотки 14 (L1).

В третьем реверсивном полупроводниковом коммутаторе анод тиристора 9 (VS9) соединен с катодом тиристора 10 (VS10) и их общий выход - с нулем питающей сети переменного напряжения; анод тиристора 11 (VS11) соединен с катодом тиристора 12 (VS12) и их общий выход - с фазой питающей сети переменного напряжения; катод тиристора 9 (VS9) соединен с анодом тиристора 10 (VS10) и их общий выход - со вторым выходом 18 (С4) второй статорной обмотки 16 (L2); катод тиристора 11 (VS11) соединен с анодом тиристора 12 (VS12) и их общий выход - со вторым выходом 18 (С4) второй статорной обмотки 16 (L2). При этом средняя общая точка третьего реверсивного полупроводникового коммутатора, соединяющая катод тиристора 9 (VS9) с анодом тиристора 10 (VS10) и соединяющая катод тиристора 11 (VS11) с анодом тиристора 12 (VS12), подключена ко второму выходу 18 (С4) второй статорной обмотки 16 (L1).

С помощью полупроводникового редуктора, ведомого сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя возможно осуществить векторное - алгоритмическое управление однофазным двухобмоточным асинхронным электродвигателем, создавая несколько типов вращающихся полей статора: прохождением трех, или четырех, или шести, или восьми последовательных фиксированных положений вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора двигателя.

Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора двухфазного асинхронного электродвигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фигуре 2, в последовательности I-II-III, необходимо подавать управляющие импульсы на тиристоры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 (VS1-VS12) в следующем порядке (фиг.6);

- в положительный полупериод, в момент времени t1, переменного напряжения включаются и работают тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 6 направлении;

- в отрицательный полупериод, в момент времени t2, переменного напряжения выключаются тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), включаются и работают тиристоры 5 (VS5), 12 (VS12), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 6 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t3, переменного напряжения выключаются тиристоры 5 (VS5), 12 (VS12), включаются и работают тиристоры 7 (VS7), 11 (VS11), 2 (VS2), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 6 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t4, переменного напряжения выключаются тиристоры 7 (VS7), 11 (VS11), 2 (VS2), включаются и работают тиристоры 1 (VS1), 8 (VS8), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 6 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t5, переменного напряжения выключаются тиристоры 1 (VS1), 8 (VS8), включаются и работают тиристоры 7 (VS7), 10 (VS10), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 6 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t6, переменного напряжения выключаются тиристоры 7 (VS7), 10 (VS10), включаются и работают тиристоры 5 (VS5), 9 (VS9), 4 (VS4), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 6 направлении.

Начиная со следующего положительного полупериода, в момент времени t7, цикл включения тиристоров повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.

Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фигуре 3, в последовательности I-II-III-IV, необходимо подавать управляющие импульсы на тиристоры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 (VS1-VS12) в следующем порядке (фиг.7):

- в положительный полупериод, в момент времени t1, переменного напряжения включаются и работают тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 7 направлении;

- в отрицательный полупериод, в момент времени t2, переменного напряжения выключаются тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), включаются и работают тиристоры 1 (VS1), 12 (VS12), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 16 (L2) в показанном на фигуре 7 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t3, переменного напряжения выключаются тиристоры 1 (VS1), 12 (VS12), включаются и работают тиристоры 7 (VS7), 2 (VS2), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 7 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t4, переменного напряжения выключаются тиристоры 7 (VS7), 2 (VS2), включаются и работают тиристоры 9 (VS9), 4 (VS4), обеспечивая IV фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 16 (L2) в показанном на фигуре 7 направлении.

Начиная со следующего положительного полупериода, в момент времени t5, цикл включения тиристоров повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.

Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фигуре 4, в последовательности I-II-III-IV-V-VI, необходимо подавать управляющие импульсы на тиристоры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 (VS1-VS12) в следующем порядке (фиг.8):

- в положительный полупериод, в момент времени t1, переменного напряжения включаются и работают тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 8 направлении;

- в отрицательный полупериод, в момент времени t2, переменного напряжения выключаются тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), включаются и работают тиристоры 1 (VS1), 8 (VS8), 12 (VS12), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 8 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t3, переменного напряжения выключаются тиристоры 1 (VS1), 8 (VS8), 12 (VS12), включаются и работают тиристоры 7 (VS7), 10 (VS10), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 8 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t4, переменного напряжения выключаются тиристоры 7 (VS7), 10 (VS10), включаются и работают тиристоры 5 (VS5), 4 (VS4), обеспечивая IV фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 8 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t5, переменного напряжения выключаются тиристоры 5 (VS5), 4 (VS4), включаются и работают тиристоры 7 (VS7), 11 (VS11), 2 (VS2), обеспечивая V фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 8 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t6, переменного напряжения выключаются тиристоры 7 (VS7), 11 (VS11), 2 (VS2), включаются и работают тиристоры 9 (VS9), 8 (VS8), обеспечивая VI фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 8 направлении.

Начиная со следующего положительного полупериода, в момент времени t7, цикл включения тиристоров повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.

Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фигуре 5, в последовательности I-II-III-IV-V-VI-VII-VIII, необходимо подавать управляющие импульсы на тиристоры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 (VS1-VS12) в следующем порядке (фиг.9):

- в положительный полупериод, в момент времени t1, переменного напряжения включаются и работают тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в отрицательный полупериод, в момент времени t2, переменного напряжения выключаются тиристоры 3 (VS3), 6 (VS6), включаются и работают тиристоры 1 (VS1), 8 (VS8), 12 (VS12), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t3, переменного напряжения выключаются тиристоры 1 (VS1), 8 (VS8), 12 (VS12), включаются и работают тиристоры 3 (VS3), 10 (VS10), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 16 (L2) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t4, переменного напряжения выключаются тиристоры 3 (VS3), 10 (VS10), включаются и работают тиристоры 5 (VS5), 12 (VS12), обеспечивая IV фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t5, переменного напряжения выключаются тиристоры 5 (VS5), 12 (VS12), включаются и работают тиристоры 7 (VS7), 2 (VS2), обеспечивая V фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 14 (L1) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t6, переменного напряжения выключаются тиристоры 7 (VS7), 2 (VS2), включаются и работают тиристоры 5 (VS5), 9 (VS9), 4 (VS4), обеспечивая VI фиксированное положение магнитного потока статора при протекания тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в следующий положительный полупериод, в момент времени t7, переменного напряжения выключаются тиристоры 5 (VS5), 9 (VS9), 4 (VS4), включаются и работают тиристоры 11 (VS11), 2 (VS2), обеспечивая VII фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 16 (L2) в показанном на фигуре 9 направлении;

- в следующий отрицательный полупериод, в момент времени t8, переменного напряжения выключаются тиристоры 11 (VS11), 2 (VS2), включаются и работают тиристоры 9 (VS9), 8 (VS8), обеспечивая VIII фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 14 (L1), 16 (L2) в показанном на фигуре 9 направлении.

Начиная со следующего положительного полупериода, в момент времени t9, цикл включения тиристоров повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.

Таким образом, в соответствии с последовательностью включения тиристоров (фиг.2-5) можно уменьшать скорость двигателя в соответствии с формулой:

,

где ;

ω - скорость вращения электродвигателя;

fo - частота сети;

fрег - регулировочная частота;

n - количество полупериодов, участвующих в организации полного поворота на 360° вращающегося магнитного поля статора;

р - число пар полюсов.

Таким образом, предлагаемое изобретение может быть использовано для векторно-алгоритмического регулирования в широком диапазоне скорости вращения однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя при питании от сети переменного напряжения. При этом значительно упрощается система управления коммутацией тиристоров, что повышает надежность и экономичность всей установки и приводит к отсутствию необходимости использования механического редуктора для понижения скорости электродвигателя.

Полупроводниковый редуктор, ведомый сетью, для регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, содержащий реверсивные полупроводниковые коммутаторы, выполненные на полупроводниковых ключах, реализованных на четырех тиристорах, которые соединены с питающей сетью и статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, отличающийся тем, что использованы однофазное переменное напряжение и три реверсивных полупроводниковых коммутатора, причем в каждом коммутаторе анод первого тиристора и катод второго тиристора подключены к нулю питающей сети переменного напряжения, а анод третьего тиристора и катод четвертого тиристора подключены к фазе питающей сети переменного напряжения, средняя общая точка первого полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена к объединенным первым выходам статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, средняя общая точка второго полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу первой статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя, средняя общая точка третьего полупроводникового коммутатора, соединяющая в этом коммутаторе катод первого тиристора с анодом второго тиристора, а также соединяющая в этом коммутаторе катод третьего тиристора и анод четвертого тиристора, подключена ко второму выходу второй статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах доменного производства в металлургии, общем машиностроении в областях транспортирования и загрузки-выгрузки материалов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления асинхронными двигателями. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электродвигателях переменного тока для приведения в движение транспортного средства. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве обработки измерительного сигнала, имеющего отношение к режиму объекта, управляемого силовой электроникой.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматического регулирования тока электродвигателей постоянного тока в системах автоматизированного электропривода переменного тока, построенных на базе асинхронных электродвигателей, в активных корректорах коэффициента мощности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для пуска электродвигателей, например асинхронных двигателей с полупроводниковыми компонентами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для пуска электродвигателей, например асинхронных двигателей с полупроводниковыми компонентами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах электровозов с асинхронными электродвигателями при питании от сетей переменного или постоянного тока, что свойственно для протяженных скоростных магистралей, имеющих участки сети переменного и постоянного тока.

Изобретение относится к области частотно-регулируемых электроприводов и может быть использовано на электрическом транспорте

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в движение автомобиля

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в движение автомобиля

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в движение автомобиля

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения синхронного электродвигателя с постоянными магнитами, встроенного в электрическое транспортное средство

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в тяговом приводе электроподвижного состава с двигателями постоянного тока
Наверх