Частотноуправляемый

Частотноуправляемый

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

240092 (овэ Советских

Социалистических

Рвсптблик

Зависимое от авт. свидетельства . ч

1;л. 21d"-, 15

Заявлено 30.ÕI!.1964 (Л 935908i24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 21.III.1969. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 4.VIII.1969

МПК Н 02р

УДК 621.316.718.5.076 25. .83 (088.8) Комитет по репам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

И. М. Штейн

Заявитель

Государственный проектный институт «Тяжпромэлектропроект»

ЧАСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИ ВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Известные частотно-управляемые электроприводы переменного тока содержат магнитные усили-ели, включенные в каждую фазу двигателя и работающие в режиме модуляции более высокой частоты, низкой переменной частотой от вспомогательного генератора, с дальнейшей демодуляцией.

У известных подобных электроприводов в качестве модуляторов применяются двухтактные магнитные усилители с выходом на постоянном токе с внутренней образной связью с балластными сопротивлениями в силовой цепи, в результате чего к. п. д. усилителя резко снижается.

Г1ри питании известных частотно-управляемых электроприводов от сети переменного тока с часто-ой 50 гц максимальная частота на выходе ие будет превышать 15 гц, что в электроприводе с одной парой полюсов соответстствует максимальной скорости 900 об1л1ин.

Данный электрон ривод является дальнейши» усовершенствованием системы частотноуправляемого э. ектропривола с модуляцией посредство» ма гн итиых у силителей. Это значительноо повышает к. п. д. и диапазон экономичного ретулирования скорости.

Отличительная особенность изобретения заключается в том, что в элект роприводе применен магнитный усилитель, повышающий частоту его питания вдвое, выполненный однотактным, трансформаторного типа с лвумя выходами. Каждый выход у илителя образован четырьмя обмотками, магнитного усилителя, расположенными на четырех отдель,Ibid сердечии5 ках. Обмотки включены попарно последовательно, а пары встречно-последовательно и дву»я диодами-демодуляторами, которые включены по схеме со средней точкой. Выходы усилителя совместно с двумя полуобмотками

1О одной фазы двигателя образуют мост. в каждую диагональ которого включены тиристоры, поочерелио работающие в кгиочевом режиме.

На фиг. I изображена принципиальная схс15 ма питания одной фазы двигателя предлагаемого электропрпвода; на фиг. 2 — изменения напряжения в зависимости от времени в различных точках схемы.

20 На четырех тороидальных или П-образны.; магнитопроводах 1М, 2Л1, ЗЛ4 и 4М (c». фиг. 1) расположены сетевые об»отки 11Г1, 2W1, 31Г1 и 4Г1, включенные попарно-встречно. Переменное напряжение на обмотках 8WJ

25 и 4Г1 должно быть сдвинуто на 90 относительно напряжения на обмотках 111" 1 и 2WI, .При питании от трехфазной сети для получения сдвига в 90 " сетевые обмотки могут

30 быль включены по схеме Скотта, для чего об240092

65 мотки IWI и 2Г1 выбираются на напря>кение

3. — Оф, а обмотки 811> 1 и 4WI выполняются г с выводом средней точки и выбираются на напряжение ф 3U@, i.äå (lф — фазовое напряже гие сети. Обмотки 8WI и 4W1 включаются между фазами Л и С сети, а обмотки 1 й> 1 н

21Г1 между фазой и в сети и средним выводам обмоток 8И>1 и 4F 1 (фазы сети на чертеже не показаны) .

Однотактный магнитный усилитель трансформаторного типа выполнен с двумя выходами, каждый из которых образован четырьмя вторичными обмотками, включенными попарно-последовательно, а пары последовательновстречно и двумя вентилями, вк;поченными по схеме со средней точкой. Обмотки IW2, 2W2, 8W2 и -IW2 с вентилями демодуляторами IВ и

2В образуют один выход однотактного магнитного усилителя (точки А и С), а обмотки 5W2, бФ2, 7W2 и 8W2 с вентилями 8W и 4В образуют второй выход (точки Д и В).

Управляющие обмотки IW3 и 2W3, каждая пз которых охватывает два магнитопровода, включены .последовательно и получают питание от источника .задающей частоты ИЗЧ, в качестве которого может быть использованы и электро магнитные генераторы с переменной скоростью вращения и статические электронные генераторы переменной частоты, п ричем амплитуда напряжения на выходе задающего генератора должна из меняться по определенному закону в зависимости от изменения выходной частоты. При постоянном моменте на валу двигателя, напря>кение на выходе задающего генератора должно изменяться пропорционально частоте.

Максимальная частота источника задающей частоты И2Ч не должна превышать 60О1, от удвоенной несу щей часготы íà выходных обмотках магнитного усилителя.

При питании обмоток улравления переменным напря>кением от источника задающей частоты, на выходных обмотках магнитного усилителя IW2 — 4В 2 и 5W2 — 8W2 появляется переменное напряжение удвоенной частоты, модулированное по ам плитуде.

После двухполупериодного выпрямления посредством вентилей IB, 2В и 8В, 4В, осуществляющих выпрямление модулированных колебаний по двухполупериодной схеме выпрямления со средней точкой, на выходе появляются полуволны учетверенной частоты, также модулированные по амплитуде.

Вентили IВ, 2В и 8В, 4В не только осуществляют демодуляцию, но также одновременно создают внутреннюю обратную связь, которая является положительной в положительный полупериод напряжения задающего генератора и отрицательной в отрицательный полупериод.

Во время отрицательных полупериодов задающего напряжения возникают такие моменты, когда из-за амлервитков внутренней обрат5

15 го г5

55 ной связи возникают паузы между двумя однополярными полуволнамп низкой частоты, которые сформированы из полуволн учетверенной частоты, питающей сети, модулироваппой по амплитуде.

1(ривая и изобра>кает кривую изменения»апряжсния задающего генератора (фиг. 2), а кривая 0 сднополярные пол "Bo;IHbI выходного напряжения па одном из выходов, сформированное из полуволн учетверенной частоты питания. Между полуволнами выходного напряжения видны паузы, длительность которых равна

Длительность однополярной волны вместе с паузой равна полному периоду напряжения задающей частоты, следовательно частота напряжения на выходе магнитного усилителя в два раза меньше частоты задающего генератора.

Для многофазных двигателей сдвиг управляющих напряжений от источника задающей частоты ИЗЧ, подаваемых на управляющие обмотки магнитных усилителей различных фаз должен быть в два раза больше необходимого сдвига фаз выходных напряжений, т. е. для двухфазных двигателей этот сдвиг дол>кеп быть равен 90" х2=180" а для трехфазных двигателей угол сдвига фаз должен быть равен 120 x2 =240 .

Длительность паузы 1„может изменяться в известных пределах посредством изменения посiоянного TGêà, протекающего в обмотках смещения, не показанных на фпг. 1.

Обмотки смещения выполнены аналогично обмоткам управления и включены также последовательно.

Для превращения однсполярных импульсов в переменное напряжение необходимо осуществлять периодические изменения направления тока в цепи нагрузки.

Для этого два выхода однотактного трансформаторного магнитного усилителя АС и ВД включены в два накрест лежащих плеча моста, в два других плеча моста между точками 18 и СД включены полуобмотки одной фазы

1 1 двигателя — ОФДI и — ОФД2, а в диа2 2 гонали моста включены бесконгактные ключи

1БК и 2БК, выполненные на тиристорах, которые поочередно включаются в положительный и отрицательный полуперпод выходного напряжения, логической схемой управления, При включении ключа IБК клоч 2БК находится в разомкнутом состоянии и полуобмотка

1 одной фазы двигателя — ОФДI получаег г питание от второго зыхода магнитного усилителя (точки Д и В), а вторая полуобмотка

1 — ОФД2 получает питание от второго вы2 хода магнитного усилителя (точки О и А). Ток в обеих обмотках будет протекать слева направо. В следующий полупериод п роисходит размыкание бесконтактного ключа IБК и за240092 мыкание бесконтактного .ключа 2БК, при этом

1 полуобмотка — ОФД1 получает питание от г первого выхода усилителя (точки С и А), а

1 полуобмотка — ОФД2 — от второго выхода г усилителя (точки Д и В). Ток через выш у .занные полуобмотки при этом будет протекать справа налево. Таким образом в результате поочередной работы бесконтактных .ключей

1БА и 2БА ток, протекающий через обмотки двигателя, будет изменять свое направление каждый полупериод выходного пап ряжения.

Конденсаторы 1С и 2С, включенные параллельно полуобмоткам двигателей, производят отфильтровывание учетверенной частоты пульсаций.

На кривой в (см. фиг. 2) изображено изменение напряжения на зажимах двигателя при

УСЛОВИИ КОММУтаЦИИ ОДНОПОЛЯРНЫХ ПОЛУВОЛН напряжения ключами 1БК и 2БК и отфильтровывания пульсаций учетверенной частоты.

Управление коммутацией (см. фиг. 1) происходит в моменты, когда ток, проходящий через обмотки, двигателя, равен нулю. Контроль момента коммутации производи гся посредством датчиков нулевого тока 1ДНТ и 2ДНТ, которые подают сигналы в логическую схему управления в момент прохождения тока через нуль.

Чувствительными элемнтами датчиков нулеsolo тока, в случае маломощных двигателей, могут служить обычные безындуиционные,шунты.

В мощных приводах в качестве чувствительного элемента могут служить трансформаторы постоянного тока повышенной частоты, HBp377E7bHo бссконтактным 1:„7|о I3 1 1Б1 ii

2БК включены датчики напр яжения, контролирующие замкнутое и разомкнутое состояние бесконтактных ключей с тем, чтобы очередной бесконтактный ключ включался в i:îìåHT па)

3 i, после того как предыдущий ключ был вы.; ючен.

В качестве датчиков напряжения могут применяться обычные триггеры Шмитта в сочета10 нии со стабилитроном, ограничивающим напря «eние на входе триггера Шмитта.

Предмет изобретения

15 Частотноуправляемый электропривод переменного тока, содержащий магнитные усилители, включенные в каждую из фаз двигателя, работающие в режиме модуляции более высокой частоты, низкой переменной частотой от

20 вспомогательного генератора с дальнейшей демодуляцией, от.шча ощийся тем, что, с целью повышения к. п. д. и увеличения экономичного диапазона регулирования скорости, применен магнитный усилите7ь, повышающий ча25 стоту питающей его сети вдвое, выполненный однотактным, трансформаторного типа, с двумя выходами, каждый из кoTopblx образован четырьмя обмотками магнитного усилителя, расположенными на четырех отдельных сер30 дечниках п включенными попарно последовательно, а пары встречно-последовательно, и двумя диодами-демодуляторами, включенными по схеме со средней точкой, причем выходы усилителя образуют совместно с полуобмотка35 ми одной фазы двигателя мост, в каждую диагона lb которого включе lbl поочередно работающие в ключевом режиме тиристоры.

240092

Техред Л. Я. Левина

Редактор И, Нечай

Корректор О. Б, Тюрина

Заказ )805у! Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2