Частотноуправляемый электропривод

 

О П И С А Н И Е 3675!3

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 02р 7/64

Заявлено 07.Х.1969 (№ 1361494/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.1.1973. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.III.1973

Комитет по делам изобретений и открытиЯ при Совете Мииистрое

СССР

УДК 621.316.718.5.076..25-83 (088.8) Авторы изобретения

И. М. Штейн, А.:П. Хечумян, А. С. Ратников, Е. Д. Шапиро и В. М. Добровольский

Государственный проектный институт «Тяжпромэлектропроект»

Заявитель

ЧАСТОТНОУПРАВЛЯ ЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИ ВОД

В известном частотном управляемом элек ppQIIpHâîäå с матнитными усилителями, включенными в(каждую из фаз двигателя, работаю:щими в режиме модуляциями более высокой частоты низкой переменной частотой от вспомогательного генератора с дальнейшей демодуляцией, магнитный усилитель каждой фазы выполнен однотактным, трансформаторного типа с выходом на удвоенной частоте.

Выходы усилителя вместе с полуобмотками одной фазы двитателя образуют мост, в каждую диагональ которого включены поочередно ра|ботающие в ключевом режиме тир исторы.

В этом электроприводе использован шестифазный магнитный усилитель с выходом на удвоенной частоте, каждый выход которого образован двенадцатью обмотками магнитного усилителя, расположенными на двенадцати отдельных сердечниках, включенными, попарно последовательно и шестью д иодами — демодуляторами, включенными по шестифазной нулевой схеме.

Применение нулевой схемы ныпрямления вызвано тем, что в этом случае в отличие от мостовых схем .диоды-демодуляторы осуществляют внутреннюю столожительную обратную связь, в результате чего коэф фие1иент усиления усилителя по мощности, т. е. отношение мощности на выходах усилителя к,.мощности, подводимой к у правляющим обмоткам усилителя от вспомогательного генератора, увели,чивается.

Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления по мощности лри сохранении

5 числа магнитопроводов и их габаритов. Это достигается тем, что два шестифазных выхода усилителя образуются путем соединения вторичных обмоток и диодов демодуляторов в четыре трехфазные нулевые группы, включен10 ные,папарно последовательно. К анодам всех диодов одного выхода подключаются начала (концы) вторичных обмоток. На фиг. 1 дана при нципиальная схема литанпя одной фазы предлагаемого частотно управ15 ляемого электропривода; на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений удвоенной частоты.

Шестифазный магнитный усилитель подключен к шинам 1 — 8 сети переменного тока

20 и выполнен на двенадцати тороидальных .или

П-образных магнптопроводах 4 — 15. Усилитель состоит из трех одинаковых грутпп, каждая из которых выполнена на четырех магнитопроводах. Первая груп па выполнена на маг25 нитопроводах 4 — 7,,вторая на матнитопроводах 8 — 11, третья на магнитопроводах 12 — 15.

Сетевые обмотки первой труппы усилителя

1б и 17, расположенные на магнитопроводах

30 4 и 5, включены последовательно встречно.

367513

Сетевые обмотк14, помещенные па магнитопроводах б и 7 разбиты на полуобмотки 18 — 21.

Полуобмотки 18, 21 и 19, 20 включены последо1вательно встречно. Начала обмоток 18, 20 и начало обмотки 17 соединены вместе и образуют среднюю точку 22.

Сетевые обмотки двух других групп соединены аналогично, с той лишь разницей, что соответствующие начала последующей группы подключены так, чтобы обес печить сдвиг в

120 относительно тех же начал предыдущей гру1п1п ы.

Вторичные обмотки 28 — 28, .рас1положенные на магнитопроводах с одной сетевой обмоткой, включены попарно последовательно согласно и 1вместе с вентилями 29 — 81 и собраны в грех1фазну1о нулевую группу с выходными точками 82, 88.

Вторичные обмотки 84 — 89, 1помещенные на магнитопроводах с двумя сетевыми 1полуобмотками, также включены, попарно lnîñëåäîâàтельно согласно и вместе с диодами 40 42 собранны в трехфазную нулевую rpyrsny с выходными точками 48, 44.

Выходная точка 82 первой трех1фазной нулевой группы соединена с выходной точкой 44 второй трехфазной группы, в,результате чего д1ве указанные трехфазные группы оказываются включенными последовательно.

Другие вторичные обмотки включены аналогично в две нулевые трехфазные гру1п1пы.

Обмотки 45 — 50 соединены попарно последовательно согласно и вместе с вентилями 51—

58 образуют третью трехфазную нулевую группу с выходными точками 54 и 55. ,Обмотки 56 — 61 включены попарно последо:вателыно согласно и вместе с 1вентилями 62—

64 образуют четвертую нулевую группу с выходными точками 65 и 66.

Выходная точка 54 третьей трехфазной нулевой группы соединена с выходной точкой бб четвертой трехфазной нулевой груп1пы, в результате чего две указанные грех1фазные группы оказываются включенными последователыно.

Управляющие обмотки 67 — 78 соединены последовательно и получают питание от источника задающей частоты 79. Обмотка одной фазы двигателя разделяется на две одинаковые полуобмотки 80, 81, включенные соответственно между точками 88, 55 и 48, 65. Таким образом, образуется мост из двух выходов магнитного усилителя 88, 48 и 55, 65 и из двух полуобмоток одной фазы двигателя 80, 81.

В диагонали моста включены бесконтактные тиристорные ключи 82, 88.

Принцип действия электро привода переменного тока 1поясняется на,примере одной фазы привода.

Описанное выше включение сетевых обмоток образует так называемую схему Скотта, которая создает в каждой гру1ппе из четырех сердечников сдвиг на 90 между напряжением на сетевых обмотках, расположенных на 1первых двух магнитопроводах и на1пряжением на

25 зо

65 сетевых полуоомотках, paonoлсженных на других двух магпитопровсдах. Например, напряжение на сетевых оомотках 16, 17 сдвинуто относительно напряжения на сетевых лолуобмотках 18, 21 и 19, 20 на 90 . Напряжение между зажимами 2 и 22 равно линейному на,пряжению, умноженному на 3/2, а напряжение между за?кимами 1 и 8 равно линейному напряжению. Поэтому число витков каждой из полуобмоток равно ) 3/3, по отношению к числу вигков обмоток 16 и 17.

При подаче на управляющие обмотки 67—

78 напряжения от задающего генератора: 79, на четырех группах вторичных обмоток 28—

28, 84 — 89, 45 — 50, 56 — 61 появляется налряжение удвоенной частоты, модулированное по амплитуде с дальнейшей модуляцией посредством диодов демодуляторов 29, 81; 40 — 42;

51 — 58; 62 — 64, Как было указано выше, сетевые обмотки каждой из трех гру1п1п сердечников включены по схеме Скотта, создающей сдвиг на 90 . Поэтому на1пряжение удвоенной частоты на зажичмах выходных обмоток каждой из трех групп сдвинуто на удвоенный угол (90 Х2), т. е. на угол 180 . Кроме того, соответствующие начала сетевых обмоток каждой лоследующей группы имеет:сдвит на 120 относительно тех же начал предыдущей гру1п пы.

В результате образуется шестифазная система выпрямления, векторная диаграмма которой изображена на фит. 2. Индексы векторов напряжения да ны 1по номерам 1пар обмоток, на зажимах которых индуктируется данное напряжение удвоенной частоты. Напряжения

<2s 26 сдвинуты относительно напряжений

И23 — 24 на 240 (120 X2), а напряжение И27 — 28 на 240 относительно напряжений И25 — 26.

В результате образуется симметричная з везда напряжений с обратным порядком следования фаз, состоящая из векторов И23 — 24, И27 28 и И25 26. Аналогичным образом образуется вторая трехфазная симметричная звезда, сдвинутая относительно первой звезды на 180, состоящая из .векторов И34 — 35 И38 — 39 и И36 — 37.

При 1последовательном соединении двух выпрямителей 1по трехфазной нулевой схеме возникает, как это видно из рассмотрения диаграммы шести фазная схема выпряммлени, 1при которой через каждый вентиль ток протекает в течение одной трети периода, вместо одной шестой периода, как это получается в шести фазной нулевой схеме выпрямления. Эта схема с более длительным протеканием тока через каждую силовую обмотку увеличивает эффективную внутреннюю положительную обратную связь, что дает возможность значительно увеличить коэффициент усиления по мощности усилителя в предлагаемом электропр1и воде при одинаковом числе сердечников и сохранения их габаритов.

Другой выход усилителя работает аналогично первому и не требует до1полнительных пояснений. Электропривод может быть .рекомендова н для приводов агрегато в металлургиче367513

Предмет изооретения /23-24

25-26

Ьб 37

Составитель Б. Минц

Техред Л. Богданова

Корректор Е. Денисова

Редактор В. Левятов

Заказ 546/16 Изд. № 1167 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ской и химической т1ромын1лен11ссти, где требуется экономическое и глубокое регулирование скорости двигателя переменного тока в пределах 1: 40.

Частотноуправляемый электропривод, в каждую из фаз двигателя переменпо"o тока которого включен повышающий частоту сети, работающий в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией при помощи диодов магнитный усилитель с двумя шестифазными вгяходами, включенными совместно с полуобмотками одной фазы двигателя в схему моста, диагонали которого поочередно замыкаются бе" контактными ключами, от.гичаюи ийся тем, 5 что, с целью повышения коэффициента усиления по мощности, две шестифазных 1выхода магнитного усилителя образуются путем соединения вторичных обмоток и диодов демодуляторов в четыре трехфазные нулевые гру п10 пы, включенные попарно последовательно, причем к анодам всех диодов одного выхода подключаются начала (кснцы) вторичных обмоток l силителя.