Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз

Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство для управления Преобразователем частоты и числа фаз. Устройство содержит 4 элемента И 3,4, 5, 6, формирователя 7-10 импульсов управления, датчик 11 полярности напряжения, делитель 12 частоты , 2 фазорегулятора 13 и 14, один элемент 16 сравнения, датчики 15, 18 напряжения, источник 17 опорного напряжения , элемент 19 сравнения. 17-19-14-3, 4-7, 8-2. 1 ил. О $0Гц (Л о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТСг".СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806808/07 (22) 28.03.90 (46) 07.08.92.Бюл.N 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (75) А.M.PóòUjòåéí, А.А.Щупак и А,А.Бабин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1440765, кл. В 60 1. 1/12, 1988. ,. Авторское свидетельство СССР

М 1501230, кл. Н 02 М 5/27, 1989, „, А,„, 1753556 A l (54) УСТРОЙСТВО.ЦЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И ЧИСЛА

ФАЗ (57) Устройство для управлеййя Преобразователем частоты и числа фаз. Устройство содержит 4 элемента И 3, 4, 5, 6, 4 формирователя 7-10 импульсов управления, датчик

11 полярности напряжения, делитель 12 частоты, 2 фазорегулятора 13 и 14, один элемент 16 сравнения датчики 15, 18 напряжения, источник 17 опорного напряжения, элемент 19 сравнения. 17-19-14-3, 4-7, 8-2, 1 ил, 1753556

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для питания трехфазных асинхронных двигателей от однофазной сети без звена постоянного тока.

Известно устройство, в котором асинхронные двигатели первыми фазами подключены к первому выводу однофазной сети, а вторыми и третьими соответственно через две пары встречно-параллельно включенных тиристоров к второму выводу сети, Оно содержит конденсаторы, включенные между первыми и вторыми фазами двигателей (1).

Недостатками этого устройства являются высокочастотные автоколебания в фазах двигателей, соединенных с конденсаторами, повышенная несимметрия выходных напряжений при широком диапазоне изменения напряжения однофазной сети, как следствие — повышенные электрические потери в двигателях, пониженная их надежность.

Более совершенным и наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода, содержащее по числу числовых тиристоров преобразователя элементы И и формирователи импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющим переходам соответствующих силовых тиристоров, а входами подключенные к выходам соответствующих элементов

И, датчик полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И, вход которого предназначен для подключения к источнику питающего напряжения, делитель частоты, подключенный соответствующими выходами к вторым входам соответствующих элементов И, первый и второй фазорегуляторы, выходами подкл ючен н ые к третьим входам соответствующих элементов И, выход первого фазорегулятора подключен также к входу делителя частоты, первый датчик напряжения, предназначенный для подключения входами к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой — через силовой тиристорный ключ, первый элемент сравнения, соответствующими входами подключенный к выходам датчика напряжения и источника опорного напряжения, а выходом подключенный к входу первого фазорегулятора (2), Недостатком этого устройства является нестабильность симметрии напряжений при широком диапазоне изменения напряже;ий питающей сети и, как следствие, по10

I вышенные дополнительные потери в приводных двигателях при отклонениях напряжения питающей сети от номинального значения.

Целью изобретения является снижение дополнительных электрических потерь и повышение надежноСти двигателей при отклонениях напряжения сети от номинального.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода, содержащее по числу силовых тиристоров преобразователя элементы И и формирователи импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющими переходам соответствующих силовых тиристоров, а входами подключенные к выходам соот- ветствующих элементов И, датчик полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И, вход которого предназначен для подключения к источнику питающего напряжения, делитель частоты, подключенный соответствующим выходами к вторым входам соответствующих элементов И, первый и второй фазорегуляторы, выходами подключенные к третьим входам соответствующих элементов И, выход первого фазорегулятора подключен также к входу делителя частоты, первый датчик напряжения, предназначенный для подключения входами к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой — через силовой тиристорный ключ, первый элемент сравнения, соответствующими входами подключенный к выходам датчика напряжения и источника опорного напряжения, а выходом подключенный к входу первого фазорегулятора, введены вторые датчик напряжения и элемент сравнения, причем входы второго датчика напряжения подключены к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой через соответствующий тиристорный ключ, выход второго элемента сравнения подключен к входу второго фазорегулятора, а входы второго элемента сравнения подклЮчены к выходам второго датчика напряжения и источника опорного напряжения.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом указывает на наличие новых блоков — второго датчика напряжения и второго элемента сравнения с их связями между элементами.

Таким образом предлагаемое устройст-. во соответствует критерию "Новизна", Сравнение предлагаемого решения с известными показывает, что использование датчиков напряжения и элементов сравне- "

1753556 ния хорошо известно. Однако их применение в указанных связях обнаруживает новое свойство, заключающееся в том, что стабилизируется не только напряжение между первой и второй фазами, но и между первой и третьей фазами, как следствие, снижается величина напряжения обратной последовательности, улучшается симметрия напряжений, снижаются электрические потери в двигателях от поля обратной последовательности, повышается надежность их работы. Особенно эффективно данное предложение при широком диапазоне изменения напряжения на входе устройства со стороны сети 50 Гц. На отечественных электровозах переменного тока этот диапазон составляет+25 -30% от номинального.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия", На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления, преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода содержит по числу силовых тиристоров 1, 2 преобразователя элементы И 3, 4, 5, 6 и формирователи 7, 8, 9, 10 импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющим переходам соответствующих силовых тиристоров 1, 2, а входами подключенные к выходам соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, датчик 11 полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, вход которого предназначен для подключения к источнику питающего напряжения, делитель 12 частоты, подключенный соответствующими выходами к вторым входам. соответствующих элементов И

3, 4, 5, 6, первый и второй фазорегуляторы

13, 14, выходами подключенные к третьим входам соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, выход первого фазорегулятора 13 подключен также к входу делителя 12 частоты, первый датчик 15 напряжения, предназначенный для подключения входами к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой — через силовой тиристор 1, первый элемент 16 сравнения, соответствующими входами подключенный к выходам датчика 15 напряжения и источника 17 опорного напряжения, выходом подключенный к входу первого фазорегулятора 13, вторые датчик 18 напряжения и элемент 19 сравнения, причем входы второго датчика

18 напряжения подключены к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой через соответствующий тиристор 2, выход второго элемента 19 сравнения под45

55 устанавливает фазу открытия тиристоров 1, как следствие, обеспечивается стабилизация напряжения на выходе тиристора 1.

Аналогично работает цепь управления тиристорной парой (тиристором 2), сигнал рассогласования источника 17 и датчика 18 опорного и измеряемого напряжений через элемент 19 сравнения поступает на вход второго фазорегулятора 14, обеспечивая стабилизацию напряжения на выходе тиристора 2. Благодаря использованию единого источника 17 опорного напряжения, напряжение на выходах тиристоров 1, 2 обеспечивается одинаковое, в том числе и при изменении напряжения в питающей однофазной сети 50 Гц, а следовательно, поддерживается и наибольшая возможная симметрия трехфазной системы питания ключен к входу второго фазорегулятора 14, а входы второго элемента 19 сравнения подключены к выходам второго датчика 18 напряжения и источника 17 опорного

5 напряжения, Устройство работает следующим образом, Ток от питающей сети 50 Гц поступает на приводные двигатели через пары встреч10 но-параллельно включенных тиристоров 1, 2, работающих в режиме делителя частоты на три. Т.е. ток через пары тиристоров 1, 2 проходит лишь каждый третий полупериод, разделяясь между тиристорами в зависимо15 сти от полярной напряжения. Кроме того

l тиристорные пары (тиристоры 1, 2) работают в различные полупериоды питающего напряжения, чем обеспечивается сдвиг по фазе 120 оС эл. выходной частоты 16 2/3 Гц.

20 Обеспечение данного алгоритма деления частоты и разделения работы пар тиристоров 1, 2 по полупериодам осуществляет делитель 12 частоты. Распределение импульсов внутри пар тиристоров 1, 2, в

25 зависимости от полярности напряжения осуществляет датчик 11 полярности. Фазовое регулирование, а соответственно, стабилизация выходных напряжений обеспечивается фазорегуляторами 13, 14, 30 выходные сигналы которых, как и с выходов датчика 11 полярности и делителя 12 частоты поступают на входы элементов И 3, 4, 5, 6 и далее через усилители-формирователи 7, 8, 9, 10 на управляющие входы тиристоров

35 1, 2. Напряжение на выходе тиристора 1 относительно первого вывода питающей сети измеряется датчиком 15 напряжения, оно сравнивается с опорным источника 17 в элемента 16 сравнения, после чего сигнал рассогласования поступает на управляющий вход первого фазорегулятора 13. Сигнал на выходе фазорегулятора 13

1753556 двигателей. В свою очередь, благодаря этому, обеспечивается минимум электрических потерь в машинах и повышенная надежность их работы.

Составитель А. Щупак

Техред М.Моргентал Корректор А. Долинич

Редактор С, Кулакова

Заказ 2773. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода, содержащее по числу силовых тиристоров преобразователя элементы И и формирователи импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющим переходам соответствующих силовых тиристоров, а входами подключенные к выходам соответствующих элементов И, датчик полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И, а входом предназначенный для подключения к источнику . питающего напряжения, делитель частоты, подключенный соответствующими выходами к вторым входам соответствующих элементов И, первый и второй фазорегуляторы, выходами подключенные к третьим входам соответствующих элементов И, выход первого фазорегулятора подключен также к входу делителя частоты, первый датчик напряжения, предназначенный для подключения входа5 ми к одной. клемме источника питания непосредственно, а к другой через силовой тиристорный клю 4, первый элемент сравнения соответствующими входами подключенный к выходам датчика напряжения и.

10 источника опорного напряжения, а выхо дом подключенный к входу первого фазорегулятора, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения потерь электроэнергии и повышения надежности, онО снабжено вто15 рым датчиком напряжения и элементом сравнения, причем входы второго датчика напряжения подключены к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой через соответствующий тиристор20 ный ключ, выход второго элемента сравнения подключен к входу второго фазоретулятора, а входы второго элемента сравнения подключены к выходам второго датчика напряжения и источника опорного

25 напряжения.