Частотно-регулируемый электропривод

Частотно-регулируемый электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАННЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства «¹

Заявлено 29.Х1.1963 (№ 868090 24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 22.Х11.1970. Бюллетень ¹ 2 за 1971

Дата опубликования описания 29.II I.1971.11ПК Н 02р 7/42

Комитет по делам изобретений и атнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.316.718.5. .076.7-83 (088.8) Авторы изобретения

А. А. Сакович, С. Б. 1Одицкий и М. И. Абрамо

Заявитель

ЧАСТОТНО-РЕГУЛ ИРУЕМЪ| и ЭЛ ЕКТРО ПРИ ВОД

Изобретение относится к частотно-регулируемым электроприводам с двигателем переменного тока, питающимся от источника постоянного тока через вентильный преобразователь, в частности, через инвертор с общим узлом коммутации.

В из вестных схемах таких приводов фазные обмотки двигателя подключаются вентильным преобразователем к источнику либо

i ad àëëåëüíî, либо параллельно-последовательноо.

Предложенный электропривод ооеспе«пьает более высокие энергетические показатели. Это достигается тем, что оп содержи г двигатель переменного тока со значительным числом фазных обмоток, каждая,из которых подключена к выходу cooTâåòñòâóþøåé ве <тильной ячейки, собранной по однофазной мостовой cYeìå, встречно-параллельно вентилям ячейки включен шунтирующий управляемый вентиль, входы всех ячеек соединены последовательно и свободные концы образовавшегося контура через отсекающий управляемый вентиль подключены параллельно узлу коммутации, соединенному с источником постоянного тока через разделительные реакторы.

Такое схемное решение обеспечивает последовательное включение всех фазных обмоток многофазного двигателя в цепь источника питания, токи всех фазных обмоток равны, а изменение направления их в каждой обмотке производится независимо в соответствии с частотой и порядком чередования фаз. При этом возможно обеспечить близкую к синусоидальной форму масгнитного потока в зазоре двигателя при прямоугольном характере изменения тока в обмотках отдельных фаз, а следовательно, повысить энергетические показатели привода и, кроме того, использовать более высокое напряжение для питания пригода вследствие последовательного включения всех фазсных обмоток, что дополнительно улучшает энергетические показатели .при питании приводов, расположеFIHbIY на объектах, удаленных от источника питания.

На фиг. 1 дана схе»a электропривода; на фпг, 2 — график направления тока в фазных обмотках; на фиг. 3 — элекгропривод с двигателем большой мощности, фазные обмотки ветвей.

Двигатель 1 переменного тока (см, фиг. 1) может иметь, например семь фазных обмоток

2 — 8, подключенных к выходам вентильных ячеек, содержащих соответственного управляемые вентили 9 — 12, 18 — 16, 1/ — 20, 21 — -21, 25 — 28, 29 — 82 и 88 — 86.

Встречно-параллельно парам вентилей ячеек включены шунтирующпе управляемые вентили 87 — 48, входы ячеек соединены по290388

65 следовательно, и свободные концы 44 и 4 ) образова вшегося контура через отсекающий управляемый вентиль 46 подключены ildpàëлельно узлу коммутации, выполненному lla вентилях 47 — 50, соединенных по схеме Однофазного моста, в дгиатональ переменного Тока которого включен коммутирующий конде.сатор 51. Узел коммутации подключен I< полюсам 52 и 58 источника постоянного тока через первичные обмотки 54 и 55 разделительных реакторов, вто|ричные обмотки 56 и

57 которых включены последовательно через управляемый вентиль 58, а свободные конць, образовавшегося таким образом контура подключены к полюсам 52 и 58 так, чтобы к венгилго 58 было IIpH;Io>KCHQ ооратное ггапряжепие источника.

Для обеспечения направления тока (см. фиг. 2) в фазных обмотках в соответствии с чередованием фаз, например семифазного двигателя в <момент времени ii, открыты вентили 9, 12, 14, 15, 18, 19, 22, 28, 25, 28, 29, 82, 88 и 86. В момент .времени открыты вентили

9, 12, 14, 15, 18, 19, 22, 28, 26, 27, 29, 82,88, 86; в момент времени t> открыты вентили 9.

12, 18, 16, 18, 19, 22, 28, 26, 27, 29, 82, 88, 86 и т. д. Частота и IIailp>I»

2infg, где т — число фаз двигателя. Ka>I<3oе отпгнрание пары вентилей Обеспечивает подключение конденсатора 51 к шинам 45, 59 перезаряд его. Поскольку полярность конденсатора в момент подключения противополо>кна полярности шин, каждое отпирание веп— тилей узла коммутации ведет к нерио.гическому кратковременному изменению полярности на шипах. При этом, если не требуется цзменения направления тока в одной из обмоток двигателя, отпираются все шугггиру огц,;ic вентили 87 — 48, вентиль 46 запирается, а токи обмоток замыкают через открытые вентили соответствующей ячейки и шунтирующие веiiтили, например ток фазы обмотки 2 при коммутации в момент времени li замыкается через вентили 9, 12 и 87. Сдвигая начало нового отпирания, вентиля 46 относительно момента окончания работы узла коммутации, можно регулировать относительную длительность прило>кения напряжения к обмоткам двигателя, а следовательно, и,среднюю величину питающего его напряжения. При малых частотах циклов раооты узла коммутации и глубоком регулировании напряжения ток в обмотках двигателя и вентильных ячейках может спадать до нуля, при этом закрываются все работавшие вентили и двигатель работает в режиме выбега, пока не будет вновь открыт вентиль 46 и соответствующие вентили ячеек.

При больших частотах циклов работы узла коммутации ток в обмотках и вентильнь х ячейках не успевает спадать до нуля и в этом

15

25

35

45

5О случае, если например, требуется изменить направление тока в обмотке 2 в момент прило>кения к шинам 45, 59 обратного напряжения, создаваемого узлом коммутации, отпираются шунтирующHp вентили, кроме вентиля

87, вследствие чего ток в обмотке прекращается, а работавшие вентили, например 9, 12 ячейки, запираются. Затем одновременно с отпиранием вентиля 46 отпираются, вентили 10 и 11, и ток в обмотке 2 будет Tå÷ü в обратную сторону.

Привод, выполненный по такой системе, имеет высокую надежность. В случае, если произойдет сбой коммутации в ячейке, то существенных нарушений в работе двигателя не произойдет, так как импульсы управления повторяют не менее 2 in раз за период и срыв

1 коммутации оудет длиться время (, Kpo2m1, ме того, при выходе из строя одного нз вентилей, например 9, отпирается вентиль 11, вентили 10 и 12 запираются и двигатель продолжает работать, но без участия обмотки 2.

На фиг. 3 показан электропривод с двиraTeлем большой мощности, фазньге обмотки которого выполнены из нескольких ветвей. Ветг<и каждой фазы соединяются между собой пар аллельно через вентпльные ячейки. Такая схема позволяет осуществлять параллельнук> работу вентилей без применения делителей тока, роль которы. . выполняют индуктпвнocTii рассеяния обмоток двигателя. Предлагаемый э 1 c IK e H c II o,! b 3 ован в случае, когда .приводной асинхронный двигатель значительно удален QT источника питания и выполнить подводку трехфазного напряжения затруднительно, например в за<>ое нефтяной сква>кипы электробура. Узел ком мутации в этом случае выпол|гяется на одном управляемом вентиле, анод и катод которого соединены двух>г<иль пызг каоелем со свободными копцамп контура, образованного вентильными ячейками. Узел коммутации периодически разряжает и перезаря>кает указанный кабель, При этом используются собственныс емкости и индуктивности кабеля для создания

IIìïóëüñoâ коммутирующего напря>кения. Подстройка кабеля на необходимые параметры может производиться дополнительными сосредоточеншлми емкостями и ппдчктивностями.

Предмет изобретения

1. Частотно-регулируемый электропривод с многофазным двигателем переменного тока, содержащий управляемые вентильные ячейки, ка>кдая из которых собрана по однофазной мостовой схеме, и узел коммутации, соединенный с источником гостоянного тока через раз" делительные реакторы, от.гичаюшийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, выход каждой вентильной ячейки соединен с фазной обмоткой двигателя, встречно. параллельно.вентилям ячейки включен шунти" рующпй управляемый вентиль, в:<оды всех

290388 ячеек соединены последовательно и свободные концы образовавшегося контура через отсе кающий управляемый вентиль подключе:- ы параллельно зуказанному узлу коммутации.

2. Злектропривод по п. 1, от.шчающийся тем, что при выполнении фазпой обмотки двигателя из несколькик ветвей, ветви каждой фазы соединены параллельно через вентильные ячейки.

290388

Фиг 2 иг 3

Редактор Антропова

Заказ 49/288

ЦНИИПИ

7 ираж 473

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель Б. Минц

Подписное