Частотно-регулируемый электропривод для грузоподъемного механизма

Частотно-регулируемый электропривод для грузоподъемного механизма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) зу)) Н 02 Р 7/42

Ь4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3577569/24-07 (22) 15.04.83 (46) 30.08.84. Бюл.¹32 (72) В.Ф.Краилин, В.П.Малыгин, Е.М.Певзнер, Е.Г.Подобедов и А.Б.Холопов (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт. силовой и полупроводниковой техники (53) 62-83-621.131.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹271642, кл. Н 02 P 7/42, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР №765968, кл. Н 02 Р 7/42, 1978. (54)(57) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ

ЭЛЕКТРОПРИВОД ГРУЗОПОДЪЕМНОГО МЕХАНИЗМА, содержащий трехфазный асинхронный двигатель, подключенный одними выводами фазных обмоток к преобразователю частоты с непосредственной связью, составленный из трех групп тиристорных трехфазных мостов, две группы коммутирующих элементов с управляющими органами, задающие генераторы плавного и ступенчатого изменения частоты, командоаппарат, формирователи управляющих импульсов тиристоров преобразователя, соединенные входами с выходом узла управления, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей путем уменьшения мощности потерь, введены ь пороговых схем и кольцевой сдвигающий регистр, причем вторые выводы фазных обмоток двигателя объединены через первую группу коммутирующих элементов и подключены к трехфазным мостам через. вторую группу коммутирукир х элементов, входы п пороговых схем подключены к выходу командоаппарата, выходы у упомянутых пороговых схем подсоединены к входу задающего генератора плавно-изменяемой частоты, выходы Pg и-к схем подключены к входу задающего генератора ступенчато-изменяемой частоты, выходы упомянутых задаю- ( щих генераторов соединены с выходом узла управления, вьмод (к+1)-й порого-Я .вой схемы подсоединен к управляющим органам коммутирующих элементов, вы-, ход и -й пороговой схемы соединен с входом кольцевого сдвигающего ре гистра, вьмод которого подключен ,к входам формирователей управляющих

;импульсов тиристоров преобразователя °

1111244

Изобретение относится к электротехнике, в астности к тиристорному электроприводу переменного тока, и может найти применение в электроприводах груэоподъемных механизмов 5 с широким диапазоном регулирования скорости.

Известен частотно-регулируемый электропривод, содержащий автономный источник питания регулируемой частоты 10 и напряжения .и асинхронный двигатель с секционированной обмоткой статора, переключаемой в процессе регулирования скорости двигателя по схемам соединения "звезда" или "треугольник" С1 !5

Недостатком известного электропривода является повышенная установленная мощность регулируемого -источника питания, обусловленная введением в его состав значительного количества 0 силовых коммутирующих элементов для переключения секций в обмотках двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является час- >5 тотно-регулируемый электропривод груэоподъемного механизма, содержа- . щий трехфазный асинхронный двигатель, подключенный одними выводами фазных обмоток к преобразователю 30 частоты с непосредственной связью, составленный из трех групп тиристорных трехфазных мостов, две группы коммутирующих элементов с управляющими органами, задающие генераторы плавного и ступенчатого изменения частоты командоаппарат, формирователи управляющих импульсов тиристоров преобразователя, соединенные с выходами узла управления. Кроме того, привод- 40 ной двигатель имеет дополнительные фазные обмотки, соединенные через коммутирующие элементы с основными обмотками 23., Недостатками известного электропривода являются ограниченный диапазон регулирования скорости при повышенных входных энергетических показателях, ограниченная удельная мощность .преобразователя, усложненное конструк-50 тивное исполнение приводного асин.хронного двигателя.

Цель изобретения — повышение энер-, гетических показателей электроприво.— да путем уменьшения мощности потерь в тиристорах при работе преобразователя в режиме выходной частоты равной

1, частоте питающей сети, и более полного заполнения полупериодов выходного напряжения (тока) при работе электропривода в режиме регулируемой скорости.

Поставленная цель достигается тем, что в частотно-регулируемом электроприводе грузоподъемного механизма, содержащем трехфазный асинхронный двигатель, подключенный одними выводами фазных обмоток к преобразователю частоты с непосредственной связью, составленный из трех групп тиристорных трехфазных мостов, две группы коммутирующих элементов с управляющими органами задающие генераторы плавного и ступенчатого изменения частоты, командоаппарат, формирователи управляющих импульсов тиристоров преобразователя, соединенные входами с выходом узла управления, введены 1 пороговых схем и кольцевой сдвигающий регистр, причем вторые выводы фазных обмоток двигателя объединены через первую группу коммутирующих элементов и подключены к трехфазным мостам через вторую группу коммутирующих элементов, входы, пороговых схем подключены к выходу командоаппарата, выходы к упомянутых пороговых схем подключены к входу задающего генератора плавно-изменяемой частоты, выходы И.-к схем подключены к входу задающего генератора ступенчато-изменяемой частоты, выходы упомянутых задающих генераторов соединены с выходом узла управления, выход (к+1)-й пороговой схемы подсоединен к управляющим органам коммутирующих элементов, выход И-й пороговой схемы соединен с входом кольцевого сдвигающего регистра» выход которого подклю-. чен к входам формирователей управляющих импульсов тиристоров:преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема частотно- регулируемого электро,:привода грузоподъемного механизма.

Электронривод содержит три группы тиристорных трехфазных мостов 1,2 и 3, которые составляют непосредственный преобразователь частоты, управляющие входы которого соединены со схемой управления 4, а выходы — с асинхронным двигателем 5. Две группы коммутирующих:элементов 6 и 7 имеют управляющие органы 8 и 9. Командоаппарат 10 соединен с т пороговыми

1111244

35 на выходе и входе преобразователя.

С учетом указанного условия к обмоткам .статора двигателя 5 при соединении их по схеме "звезда" прикла45 дывается напряжение Ми = ЯР - фЬ

0,58-0д ц. При законе частотного регулирования О/у =const, значению

Од =0,58 . 0gg, соответствует

Qp =0,58-У „Таким образом, при плав50 ном изменении скорости, сохраняются повышенные значения входного коэффициента мощности (энергические показатели) электропривода вследствие .того, что преобразователь при макси55 мальных значейиях частоты задающего генератора 13 плавно изменяемой частоты работает с минимальными угла ми управления. Одновременно увеличи, вается заполнение полупериодов выход- схемами 11. Выход -й пороговой схемы соединен с кольцевым сдвигающим регистром 12, выходы,к пороговых схем подсоединены к задающему генератору 13 плавно-изменяемой частоты, выходы И.-к схем подключены к входу задающего генератора 14 ступенчатоизменяемой частоты, выходы генераторов

13 и 14 подключены к узлу 15 управления, выход которого подключен к формирователям 16 управляющих импульсов, к которым подключен и выход кольцевого сдвигающего регистра 12.

Устройство работает следующим образом.

В электроприводе обеспечивается однозонное частотное регулирование скорости асинхронного двигателя 5 (вниз от номинального значения скорости). Номинальная скорость двигателя 5 достигается при его работе на частоте. питающей сети, при этом в каждом тиристорном мосте 1,2 и 3 включается одна пара встречно-парал-, лельных тиристоров, подключенных к различным фазам питающей сети. Команда на работу электропривода в указанном режиме подается при включении б -й пороговой схемы 11 при установке рукоятки командоаппарата

10 в крайнее положение. При этом также формируются сигналы на отключение управляющего органа 8 первой группы коммутирующих элементов 6 и включение второй группы коммутирующих элементов 7 управляющим органом 9. Фазные обмотки двигателя 5 при замыкании коммутирующих элемен:тов 7 соединяются "треугольником", что соответствует подключению дви- 40 гателя 5 на линейное напряжение питающей сети 8. Выборка порядка включения пар встречно-параллельных тирис торов в мостах 1,2 и 3 производится в зависимости от комбинации сигналов на входах формирователей 16 управляющих импульсов и от кольцевого сдвигающего регистра 12, переключаемого при каждом очередном срабатывании

4-1 пороговой схемы в.блоке 11, т.е. при каждом переключении асинхронного двигателя 5 в режим номинальной скорости. Кольцевым переключением пар встречно-параллельных тиристоров в г пределах каждого моста 1,2 и 3 дости- гается уменьшение мощности потерь в шестерках тиристоров, формирующих режим максимальной выходной частоты преобразователя (равной частоте питающей сети). При установке рукоятки командоаппарата 10 в положения, соот-. ветствующие переключениям в,блок 11 пороговых схем от 6 -1)-й до (к+1)-й, выходная частота преобразователя определяется задающим генератором 14 ступенчато-изменяемой частоты. Преобразователь работает в режиме непосредственного преобразования частоты питающей сети в кратное число раз, чем обеспечивается симметрия отрицательных и положительных полупериодов напряжения в каждой выходной фазе преобразователя. Формирование выходного напряжения производится циклическим переключением катодных и анодных выпрямительных групп тиристоров в мостах 1,2 и 3. При переводе командоаппарата 10 из положения, соответствующего включению к-й пороговой.схемы t 1, происходит переключение ! групп коммутирующих элементов (первая группа коммутирующих элементов 6. замы кается, а вторая группа коммутирующих элементов 7 размыкается), статорные обмотки двигателя 5 соединяются по схеме "звезда". Одновременно про/ исходит блокировка работы задающего генератора 14 ступенчато-изменяемой частоты и включение задающего генератора 13 плавно-изменяемой частоты.

При изменении выходной частоты преобразователя должно изменяться и значение напряжения, подводимого к асинхронному двигателю 5. При нулевых углах управления тиристорами в мостах 1,2 и 3 можно принять

"4мпч " 4жтд где Ц„„Uq« „- линейные напряжения

Фпч

1111244

Составитель В. Тарасов

:Редактор Л. Веселовская Техред Л.Иикеш Корректор K. Сирохман

Заказ 6324j43 Тираж. 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного напряжения, чем повышается устойчивость работы электропривода в зоне плавного изменения выходной час:тоты преобразователя.

Таким образом, использование пред- 5 лагаемого электропривода позволяет повысить электрическую эффективность

1 грузоподъемных электроприводов в результате обеспечения полного частотного регулирования скорости электродвигателя и минимального количества дополнительной коммутирующей аппаратуры и трансформаторного оборудования.