Высоковольтный электропривод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii875569 к лвтогскомх свидетельству (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 18.01.80 (21) 2871227/24-07 с присоелииеиием заявки М (23) Приоритет (51)M. Кл.

Н 02 P 7/42

ГееударстиииыИ комитет

ceca (53} УДК62!.313. . 333. 07 (088. 8) ио делам иэобретеннй и открытий

Опубликоваио 23. 10. 81 . Бюллетень !ет 39

Дата опубликования описания 23.1 О. 81 (72) Авторы И.А.Альтшулер, В,.П .Богатырев, Б.E.Калашников, изобРетеииЯ С.О.Кривицкий и И.И.Эпштейн (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей большой мощности с помощ1ю тиристорных преобраэовате" лей частоты на основе автономных инверторов.

Известен электропривод, в котором выход преобразователя частоты связан с обмотками двигателей через транс" форматоры (! ); В таких. приводах нали10 чие повышающего трансформатора дает воэможность регулировать частоту вра" щения высоковольтного двигателя с помощью низковольтного инвертора.

Недостатком подобных устройств является ограниченный диапазон регулирования по частоте из-за наличия трансформаторов.

Наиболее близким техническим ре"

20 шением к изобретению является высоковольтный электропривод, содержащий высоковольтный асинхронный коротко замкнутый двигатель, преобразователь частоты на осцове автономного инвертора тока с замкнутой системой регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединенные последовательно задатчик и нелинейный блок. Задатчик обеспечивает временную развертку сигнала задания частоты и налряження преобразователя. Нелинейный блок обеспечивает взаимосвязь напряжения с частотой (2).

Недостатком известного электропри" вода является то, что при работе на низких частотах для компенсации падения напряжения на сопротивлениях обмоток статора двигателя приходится.отступать от закона пропорционального управления, повышая напряжение литания двигателя. Эта функция выполняется нелинейным блоком. В зоне ... низких частот необходимый уровень " . питающего напряжения в электроприводе может достигать таких значений, когда регулирование частоты враще-.

875569 имя невозможно из-за насыщения магнитной системы трансформатора, т.е. ограничивает диапаэон регулирования двигателя в сторону низких частот.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения высоковольтного двигателя в сторону низких частот.

Поставленная цель достигается тем,что в высоковольтный электропрнвод, содержащий асинхронный короткозамкнутый двигатель, по крайней иере, один многофазный преобразователь частоты с замкнутой системой регулирования выходного напряжения н трансформаторным выходом, а также соединенный последовательно задатчик и нелинейный блок, дополнительно введены операционный усилитель, диод, резистор и дополнительный многофазгв ный преобразователь с бестрансформаторным выходом, при этом диод и резистор включены параллельно входу и выходу операционного усилителя, вход которого соединен с выходами нелинейного блока и задатчика, а выход — к управляющему входу задания напряжения первого преобразователя, выход нелинейного блока соединен с управляющим входом задания напряжения дополниЗО тельного преобразователя, силовой выход которого соединен пофазно со вторичной обмоткой трансформатора первого преобразователя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электропривода; на фиг. 2— регулировочные характеристики напряжения О(К} в функции частоты преобразователя ; на фиг. 3 — общая регулировочная характеристика напряжения в функции частоты.

Злектропривод содержит асинхронный короткозамкнутый двигатель 1, преобразователь 2 частоты с бестранс45 фодматорным выходом и два преобразователя 3 и 4, включающие трансформаторы

5 и 6 на выходе соответственно. Вторичные обмотки трансформаторов 5 и

6 соединены пофазно последовательно, свободные концы обмоток трансформатора 6 подключены к двигателю 1, а трансформатора 5 — пофазно к выходу преобразователя 2. Преобразователи частоты 2-4 однотипные, они могут быть выполнены на основе автономных инвер- 55 торов,.каждый из них содержит замкнутую систему регулирования выходного напряжения, 4

Входы задания частоты всех преобразователей соединены между собой и подключены к выходу задатчика 7, к которому подключен вход нелинейного блока 8, Вход задания напряжения (1 преобразователя 2 подключен к выходу нелинейного блока 8. Выходы нелинейного блока 8 и задатчика 7 подключены ко входу операционного усилителя 9, который шунтирован по цепи обратной связи диодом 10 и резистором 11. Вхо" ды задания напряжения Uq и U4 преобразователей 3 и 4 соединены и подключены к выходу усилителя 9.

Электропривод работает следующим образом.

При пуске привода задатчик 7 формирует линеййую во времени развертку сигнала задания. При этом преобразователи 2-4 управляются по частоте синхронно. Напряжение на выходе преобразователя 2 изменяется в соот" ветствии с характеристикой нелинейного блока 8, Положительный сигнал с выхода задатчика 7 суммируется на входе операционного усилителя 9. При этом за счет подъема выходного сигнала U2 (фиг. 2) блока 8 в зоне малых частот относительно входного сигнала f результирующий сигнал на входе усилителя 9 положительный и шунтируется диодом 10. В результате задание напряжения U> U<=0. Выходное напряжение преобразователей 3 и 4 равно нулю за счет их внутренних систем регулирования.

Напряжение на зажимах статора равно 0=0 +0, +U4 и на участке f -f< по мере роста частоты:определяется только напряжением преобразователя 2.

При частоте f характеристика бао"

1 ка 8 достигает ограничения. В этой точке сигналы задатчика 7 и волока 8 равны по модулю. Лри дальнейшем увеличении частоты результирующий сигнал на входе усилителя 9 отрицательный. Сигналы 0 и U4 увеличиваются пропорционально этому сигналу. Резистор li подбирается таким, чтобы наклоны графиков напряжений U>(f) и

U4 (f) в сумме обеспечивали необходимую характеристику U(f) (фиг. 3) в зоне f -f, где f — заданное значение частоты.

В зоне малых частот (f(Г1) напряжение на двигателе обеспечивается исключительно за счет преобразователя с бестрансформаторным выходом и определяется характеристикой нели5 нейного блока, а напряжение на преобразователях с трансформаторным выходом поддерживается равным нулю.

Ток двигателя протекает через вторичные обмотки трансформаторов 5 и 6 и трансформируется в преобразователи 3 и 4. Трансформаторы 5 и б работают в режиме трансформаторов тока., нагруженных на преобразователи 3 и 4.

Напряжение последних поддерживается нулевым их собственными замкнутыми системами. При частотах f > f, когда допустимо управление двигатеЛем по пропорциональному закону, напряжение статора обеспечивается суммированием отличных от нуля- напряжений преобразователей 3 и 4 с фиксированным напряжением преобразователя 2.

Дополнительное введение преобразователя частоты с бестрансформатор ным выходом и операционного усилителя и их включение указанным выше образом дает возможность управлять частотой вращения вь1соковольтного асинхронного двигателя от нуля до номинального и заданного значения, .

При этом регулирование обеспечивает%я однотипными и низковольтными преобразователями частоты. Расширение диапазона регулирования привода вниз по частоте достигается без насыщения трансформаторов.

Изобретение дает возможность расширить область применения унифици" рованных тиристорных низковольтньрс (до 380 В ) преобразователей часто ш1 в высоковольтных асинхронных электроприводах, например для частотного пуска высоковольтных (б кВ ) двигателей дымососов и вентиляторов.

875569

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Нежданов И.В. Инверторы на тиристорах, M., "Энергия", 1965, с. 12, р. 28.

2. Реферативный журнал, "Электропривод и автоматизация промышленных

40 предприятий", 1979, У 1, реф. 1К229.

Высоковольтный злектропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый двигатель, по крайней мере, один многофазный преобразователь частоты с замкнутой системой регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединен10 ный последовательно задатчик и нелинейный блок, о т л и ч а ю щ и Йс я тем,,что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения двигателя в сторону низких частот,. в него введены операционный усилитель, диод, резистор и дополнительный многофазный преобразователь с бестрансформаторным выходом, причем диод и резистор включены между входом и выходом операционного усилителя, вход которого соединен с выходами нелинейного блока и задатчика, а выход — с управляющим входом задания напряжения первого .преобразователя, выход нелинейного блока соединен с управляющим входом задания напряжения дополнительного преобразователя, силовой выход которого-соединен пофазно со вторичной обмоткой

3р трансформатора первого преобразователя.

875569

Составитель В.Тарасов

Редактор А.Шандор Техред А. Бабинец Корректор Г.Назарова

Заказ 9374 83 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4