Изобретение относится к области регулируемого электропривода переменного тока со статическим преобразователем частоты, обеспечивающего его устойчивую работу независимо от частоты питающего напряжения и режимов работы нагрузки и может быть использовано, в частности, для создания электропривода тяговой передачи тепловозов переменного тока, а также электропривода их вспомогательных механизмов.

Известен статически и преобразовател ь частоты с непосредственной связью и с узлом искусственной коммутации, имеющий широкий диапазон изменения выходной частоты (! ). Недостаток известного решения состоит в сложной схеме управления.

Известен частотно-регулируемый электропривод со статическим преобразователем и индукционным трехфазным электроприводом, содержащий на каждую фазную обмотку, выполненную в виде двух секций, параллельно-включенные блоки с управляемыми вентилями. Указанный преобразователь имеет заниженный КПД, большие габариты и сложную систему управления (2).

Цель настоящего изобретения вЂ” повышение КПД, упрощение системы управления.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом частотно-регулируемом электроприводе со статическим преобразователем частоты и индукционным трехфазным электродвигателем, содержащим на каждую фазную обмотку. выполненную в виде двух секций, параллельно включенныс блоки с управляемыми вентилями, концы (начала) секций каждой фазной обмотки подсоединены к анодам и катодам тиристоров указанных блоков, подключенных на напряжение ссТН трехфазного. однофазного или постоянного тока, а средняя точка соединения секций подсоединена к нулевому проводу. Для протекания реактивного тока нагрузки концы (начала) секций каждой фазной обмотки замкнуты диодом реактивно"0 тока, анод которого подключен к анодам тиристоров указанного блока.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая сх" ì а электроп ри вода с непосредственным преобразователем частоты с общим узлом искусственной коммутации

653711

55 и индукционным трехфазным электродвигателем с фазными обмотками, соединенными в звезду; на фиг. 2 вЂ” диаграмма рабочего процесса непосредственного преобразователя частоты в одной фазной обмотке.

Преобразователь содержит на каждую фазную выходную обмотку 1, 2, 3 встречно включенные блоки 4, 5 на управляемых вентилях 6, 7, 8. Фазная выходная обмотка выполнена в виде двух параллельных секций

9, 10 и включена звездой. Концы или начало каждой секции 9, 10 подсоединены к анодам и катодам тиристоров 6, 7, 8 встречно включенных блоков 4, 5 и замкнуты диодом реактивного тока 11. Общий узел 12 искусственной коммутации состоит из неуправляемого выпрямительного моста, выполненного на диодах 13 вЂ” 18, конденсатора фильтра 19, тиристоров 20, 21, 22, 23, узла подзаряда коммутирующего конденсатора 24 через дроссели подзаряда 25, 26 и коммутирующий дроссель 27. Подключается узел искусственной коммутации 12 к тиристорам 6, 7, 8 встречно-включенных блоков 4 и 5 каждой фазной обмотки 1 с помощью распределительных тиристоров 28, 29 и диодов 13 вЂ” 18

На входе питающей трехфазной сети установлены сетевые реакторы 30, 31, 32.

Особенность работы данного электропривода заключается в том, что через каждую параллельную секцию 9, 10 фазной обмотки

1 электродвигателя ток протекает одного направления, а токи каждой секции 9, 10 относительно друг друга имеют разные направления. Подключая поочередно встречновключенные блоки 4, 5 с управляемыми вентилями 6, 7, 8, в каждой фазной обмотке 1 двигателя получаем переменный магнитный поток, аналогичный потоку, создаваемому в односекционной фазной обмотке переменным током.

Рабочий процесс преобразователя частоты при заданном периоде выходной частоты

Тг и определенном угле регулирования регулятора напряжения в одной фазе электродвигателя протекает следующим образом (фиг. 2).

Пусть открыты тиристоры 6,, 7, 8 блока 4 и ток нагрузки 1 проходит от фаз А, В и С через одну секцию 9 фазной обмотки 1 к нулевому проводу, а коммутирующий конденсатор заряжен (при открытии тиристоров 21 и 22 за 30 до момента ti) с полярностью, указанной на фиг. 1. В момент времени ti прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры 6, 7, 8 блока 4 и подаются узкие управляющие импульсы на тиристор 22 узла искусственной коммутации 12 и распределительный тиристор 28, коммутирующий конденсатор 24 разряжается по цепи: конденсатор 24 вЂ” тиристор 28 вЂ” последние проводящие в данный момент времени тиристор 6, 7 или 8 и диод 13, 14 или

15 вЂ” тиристор 22 вЂ” коммутирующий дрос10

45 сель 27, запирая проводящий тиристор блока

4. В дальнейшем конденсатор 24 перезаряжается от трехфазной сети через диоды 13, 14, 15 и секцию 9 фазной обмотки 1 с обратной полярностью. Реактивный ток нагрузки секции 9, протекающий в прежнем направлении, замыкается через диод 11, секцию 10 фазной обмотки, обеспечивая его непрерывность, а протекая по секции 10 в другом направлении создает рабочий намагничивающий магнитный поток встречного направления, тем самым уменьшая время спадания тока в секции 9, что дает возможность повысить верхнюю границу генерируемой частоты преобразователя. Использование накопленной энергии магнитного поля в секции 9 для создания рабочего тока в секции 10 фазной обмотки 1 повышает КПД трехфазного преобразователя частоты и всего привода.

В момент времени ti спустя время Л t >

)t >, где to вЂ” время восстановления запирающих свойств тиристоров, после подачи запирающих импульсов U>,, U „могут быть открыты тиристоры 6, 7, 8 блока 5.

Точный момент открытия тиристоров блока

5 определяется углом регулирования и регулятора напряжения, осуществляющего широтно-импульсное регулирование выходного напряжения преобразователя, в связи с этим будет изменяться и форма выходного напряжения преобразователя. Задержка подачи управляющих импульсов встречновключенных блоков 4 и 5 на время Ь t ) t вызвана необходимостью исключения появления значительных токов тиристоров в блоках 4 и 5 за счет одновременного их открытия, при котором ток фазной обмотки ограничивается только активным сопротивлением секций 9 и 10, а индуктивность обмотки равна нулю.

При протекании тока нагрузки через секцию 9 фазной обмотки ЭДС самоиндукции, наведенная ею в секции 10, размыкается, так как потенциал катода выше потенциала анода диода 11.

В момент времени t., подаются узкие управляющие импульсы на тиристоры 23 и 29, что вызывает разряд коммутирующего конденсатора 24 (предварительно подзаряженного при открытии тиристоров 21 и 22 за

30,, до момента времени t4) и запирание тиристоров 6, 7, 8 блока 5, а конденсатор 24 перезаряжается через диоды 16, 17, 18 и секцию 10 фазной обмотки 1. Далее через время Л t включаются тиристоры блока 4, и процесс повторяется.

3а счет разделения фазной обмотки 1 на две секции исключается необходимость в установке уравнительных реакторов или датчиков тока, фиксирующих конец спадания фазного тока, только после чего могут быть включены тиристоры блока 5 (момент

653711

Формула изобретения фие 1 времени t,), что упрощает систему управления преобразователя.

1: Частотно-регулируемый электропривод со статическим преобразователем частоты и индукционным трехфазным электродвигателем, содержащий для каждой фазной обмотки, выполненной в виде двух секций, параллельно-включенные блоки с управляемыми вентилями, отличающийся тем. что, с целью повышения КПД и упрощения системы управления, концы (начала) секций каждой фазной обмотки подсоединены к анодам и катодам тиристоров указанных блоков, подключенных на напряжение сети трехфазного тока, а средняя точка соединения секций подсоединена к нулевому проводу.

2. Электропривод по п. 1, от гичающийся тем, что, с целью увеличения верхнего предела выходных частот преобразователя, концы (начала) секций каждой фазной обмотки замкнуты диодом реактивного тока, анод которого подключен к анодам тиристоров гв указанного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Кþ0 447700004466, кл. Н 02 М 5/27, 23.01.73.

2. Авторское свидетельство СССР 5 Хе 221813, кл. Н 02 P 7j58, 12.12.66.

653711

Фиг. 2

Редактор А. Садомов

Заказ 1304/41

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r Ужгород, ул. Проектная. 4

Vg го g