Статический преобразователь с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя

Статический преобразователь с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С УСТРОЙСТВОМ ИМПУЛЬСНОГО ПЕРЕВОЗ- : БУЖДЕНИЯ ДЛЯ ЛИТАНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий мостовой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шунтируемый последовательнд соединенным конденсатором и управляемым ключом, мост обратных диодов инвертора , одним выходом подключенный к цепи питания инвертора, от ли ч а ющ и 4} ся тем, что, с целью повышения надежности, преобразователь дополнительно содержит диод, второй управляемый ключ и компаратор , при этом диод включен между друпал выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсйтора и управляемого ключа, второй управляемый ключ подсоединен между другим выходом моста об;ратных диодов инвертора и общей точ (Л , кой конденсатора и разделительного диода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его выход присоединен к цепи управления второго управляемого ключа.

(1% (Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 02 P 7/3 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (1

21) 3510580/24-07 (22) 11е11 ° 82 (46) 07 .01. 84.. Бюл. Р 1 (72) М. И. Андреев и И.В. Целебровский (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромехаиики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621. 314 ° 57.(088 8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 455429, кл Н 02 Р 7/36, 1972

2 „Модуляционные преобразователи параметров напряжения и тока"., Иэд-во Томского ун-та, 1980, с,136140. (54) (57) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С УСТРОЙСТВОМ ИМПУЛЬСНОГО ПЕРЕВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий мосто- вой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шунтируемый последовательно соединенным конденсатором и управляемым ключом, "юст обратных диодов инвертора, одним выходом подключенный к цепи питания инвертора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, преобразователь дополнительно содержит диод, второй управляемый ключ и компаратор, при этом диод включен между другим выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой.конденсатора и управляемого ключа, второй управляемый ключ подсоединен между другим выходом моста об- Е ратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора и разделительного диода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его нее<од присоединен к цепи управления второго управляемого ключа.

1066017

t0

45

60 о5

Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхронным электроприводам и может найти применение в синхронных электроприводах с гистерезисными электродвигателями, работающими в перевоэбужденном режиМе °

Известно устройство для импульсного перевозбуждения гистерезисного электродвигателя, в котором дополнительный импульсный источник подключен к электродвигателю через управляемый по фазе ключ, а источник переменного тока подсоединен к электродвигателю через второй ключ (1}.

Недостатком указанного устройства является несимметрия питающего двигателя напряжения .вследствие наличия ключа между источником переменного тока и двигателем. 0собенно заметен этот недостаток при питании двигателей с относительно низким номинальным напряжением и проявляется в колебаниях скорости двигателя, а в ряде случаев и застревании на промежуточной скорости при пуске.

Наиболее близким к предлагаемому является статический преобразователь с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя содержит мостовой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шун-. тирующий последовательно соединенные конденсатор и управляемый ключ, мост обратных диодов инвертора, одним выходом подключенный к общей точке конденсатора и управляемого ключа.

В преобразователе функцию дополнительного источника для перевозбуждения двигателя выполняет конденсатор, заряд которого осуществляется током моста обратных диодов инвертора. Так как указанный ток обратно пропорционален коэффициенту мощности двигателя, который, в свою очередь, прямо пропорционален степени перевозбуждения двигателя, то величина возбуждения на конденсаторе,. а следовательно,. и амплитуда перевозбуждающих импульсов, оказывается обратно пропорциональной степени перевозбуждения двигателя Использование тока моста обратных диодов инвертора для заряда конденсаторов, выполняющего функцию дополнительного источника для перевозбуждения двигателя, позволяет существенно уменьшить энергопотребление не только статического преобразователя, но и электропривода в целом, увеличить стабильность скорости вращения синхронного электропривода (2), Недостаток известного преобразователя заключается в том, что величина напряжения на конденсаторе, определяемая не только параметрами двигателя, но и величиной тока фаз и скоростью его переключения ключами инвертора ° Она может существенно превышать предельно допустимые напряжения на ключах инвертора статического преобразователя, а напряжение питания двигателя в момент разряда конденсатора может превышать пробивное напряжение некоторых типов микродвигателей, что ведет к выходу из строя преобразователя или двигателя, и, следовательно, электропривода в целом.

Цель. изобретения — повыше иe надежности, Поставленная цель достигается тем, что статический преобразователь с .устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя, содержащий мостовой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шунтируемый последовательно соединенными конденсатором и управляе-. мым ключом, мост обратных диодов инвертора, одним выходом подключенный к цепи питания инвертора, дополнительно содержит диод, второй управляемый ключ и компаратор, при этом диод включен между другим выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсато;ра и управляемого ключа, второй управляемыи ключ подсоединен между другим выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора и разделительного диода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его выход присоединен к цепи управления второго управляемого ключа.

На чертеже приведена схема статического преобразователя с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя.

Гистерезисный электродвигатель 1 подсоединен к выходным шинам статического преобразователя 2. Статичес:кий преобразователь содержит мостовой инвертор 3, который соединен с цепями питания через разделительный диод 4, шунтирующий последовательно соединенные конденсатор 5 и управляемый ключ 6» Иост 7 обратных диодов одним выходом соединен с общей точкой конденсатора 5 и управляемого ключа 6 через диод 8. Включенный параллельно конденсатору 5 компаратор

9 своим выходом присоединен к цепи управления второго управляемого клю-, ча 10; подключенного между другим . выходом моста 7 обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора

5 и разделительного диода 4.

10б6017

10

ЗО

Состави 1ь В.Т арасов

Редактор A,Âëàñåíêo Техред M.Tenep

Корректор А Ференц

Заказ 11057/58 Тираж 671

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб,, д, 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул,Проектная, 4

Управление ключом б осуществляется формирователем 11 перевозбуждающих импульсов, работа которого син хронизирована со схемой 12 управления инвертором. Схема 12 управления инвертором содержит, например, после. довательно соединенные задающий гене ратор, фазорасщепитель, усилители мощности, присоединенные к соответствующим ключам инвертора.. Формирователь 11 перевозбуждающих имПульсов содержит, например, последовательно соединенные делитель частоты, формирователь переднего и заднего фройта перевоэбуждающего импульса и усилитель мощности, присоединенные к управляющему ключу 6, причем делитель частоты подключен к выходу фазорасщепителя схемы 12 управления инвертором, присоединенному через. соответствующий усилитель мощности к одному из ключей инвертора.

Статический преобразователь работает следующим образом;

При потере двигателем перевозбуждения или выпадении его из синхронизма ток моста 7 обратных диодов инвертора резко возрастает и, протекая через диод 8, заряжает конденсатор 5. В момент времени,.определяемый логикой работы формирова= теля 11 перевозбуждающих импульсов, конденсатор 5 через управляемый ключ б разряжается, перевозбуждая двигатель. Разделительный диод 4 предотвращает короткое замыкание конденсатора 5 при замыкании управляемого ключа б, Требуемая.для эффективного перевозбуждения

° длительность перевозбуждающего импульса по времени составляет не более 1/б периода частоты питания.

1Ломент включения импульса определяется формирователем 11 перевоэбуждающих импульсов и должен совпадать по времени с .моментом, когда ток в фазе достигает максимального значения ° Частота подачи импульсов устанавливается в 3-10 раз больша частоты собственных качаний гистереэисно- го двигателя из условия их эффек ного демпфирования. Так как рри разряде конденсатор 5 оказывается включенным последовательно с источником питания инвертора, требуемая для эффективного перевозбуждения дв ига" теля величина напряжения на конденсаторе 5 не превышает 1,5 величины напряжения питания инвертора 3 Поэтому в качестве эталонного на компаратор 9 подают уровень напряжения, пропорциональный указанной величине. При превышении напряжением на конденсаторе 5 установленного уровня, компаратор 9 выдает в цепь управления вторым управляемьм ключом 1 0 сигнал на его замыкание, и ток моста 7 обратных диодов инвертора минует конденсатор 5а При этом диод 8 предотврашает разряд конденсатора 5 через замкнутый ключ 10.

При уменьшении напряжения на кон- денсаторе 5 ниже установленного уровня компаратор 9 выдает сигнал на размыкание второго управляемого ключа

10, создавая тем самьм благоприятные условия для подзаряда конденсатора 5, При достижении максимальной глубины перевозбуждения коэффициент мощности стремится к единице, а величина коммутируемого ключами инвертора тока фаз стремится к минимуму.

Поэтому конденсатор 5 не заряжается и перевозбуждающие импульсы на двигатель не подаются.

Таким образом, напряжение на конденсаторе 5 »е превышает установленного .уровня независимо от режима работы двигателя, величины коммутируемого ключами инвертора тока фаз и скорости коммутации. Это предотвращает возникновение напряжений на элементах статического преобразователя, превышакицих предельно допустимые для них значения, а на клеммах микродвигателя — превышающих пробивное напряжение, что повышает надежность как преобразователя, так и электропривода в целом.