Частотно-регулируемый электропривод со статическим преобразователем частоты

Частотно-регулируемый электропривод со статическим преобразователем частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ (61) Дополнительное к авт. свид-в (22) Заявлено 191176 (21)2421114/ с присоединением заявки ¹(, ?3) Приоритет—

Опубликовано 25ß279. Бюллете

Дата опубликования описания

Союз Советских

Социалистических

Республик

42

Государствен вы и ком итет

СССР по делам изобре1еиий и открытий

3. .9 (72) Авторы изобретения

В.М.Новиков, A.Н.Коняев, А.С.Клюев, В,В.Ливенский, Н.Н.Колякин, Г.А.Пупынин, Н.М.Крамарь и В.М.Коровин (71) Заявитель

Ворошиловградский машиностроительный институт (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЯ ЗЛЕКТРОПРИВОД

СО СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области регулируемого электропривода переменного тока со статическим преобразователем частоты, обеспечивающим его устойчивую работу независимо от частоты питающей сети и режимов работы нагрузки.

Известны статические преобразователи частоты.с непосредственной связью и узлом искусственной коммутации, имеющие широкий диапазон изменения выходных частот (ниже и выше частоты питающей сети) свободный обмен энергией между питающей сетью и по- требителем (1).Недостаток известного решения состоит в сложной схеме управления.

Известен также частотно-регулируеЙий электропривод со статическим преобразователем и индукционным .элект- 3) родвигателем,содержащий фазную обмотку, выполненную в виде двух секций, параллельно включенные блоки с управляемыми вентилями f2) .

Этот частотно — регулируемый электропривод имеет заниженный КПД большой вес, габариты, не обеспечивает получение широкого диапазона частот выходного напряжения и имеет сложную систему управления преобразователем из-за необходимости фиксирования момента окончания инверторного режима.

Цель изобретения - повышение КПД упрощение системы управления в целом и расширение диапазона выходных частот преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что .в предлагаемом частотно-регулируемом электроприводе со статическим преобразователем частоты секции фазной обмотки электродвигателя подключены к встречно-включенным тиристорам блоков, включенных на напряжение сети трехфазного или однофазного переменного тока, причем конец одной и начало другой секций фазной обмотки подсоединены к катодам, а начало первой и конец второй секцийк анодам тиристоров укаэанных блоков.

Кроме того, конец и начало одной секции соединены соответственно с концом и началом другой секции фазной обмотки электродвигателя диодамн, аноды которых подключены к анодам тиристоров указанных блоков.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема электропривода, непосредственный преобразователь частоты которого подключен к

649115

l0

Яо

35 Грехфазной сети; на фиг.2 — принципиальная схема электропривода, непосредственныйпреобразователь частоты которого подключен к трехфазной сети переменного тока с нулевым проводом; на фиг.3 — принципиальная схема электропривода, инвертор которого подключен к однофазной сети переменного тока; на фиг.4 — диаграммы токов и напряжений преобразователя при ,питанйи от трехфазной сети.

Преобразователь содержит на фаэную обмотку 1 электродвигателя, встречно-включенные блоки 2,3 и 4,5 на тиристорах, Конец секции 6 и начало секции 7 подсоединены к катодам блоков 2 и 4, а начало секции 6 и конец секции 7 — к анодам блоков

3 и 5, которые,в свою очередь, подключены на напряжение трехфазного (фиг.1), трехфазного переменного с нулевым проводом (фиг.2) или однофазногo тока (фиг.3). Концы и начала обмоток 6 и 7 соединены между собой диодами реактивного тока 8 и 9. Общий узел искусственной коммутации 10 состоит из неуправляемога выпрямительного моста, собранного на.блоках

11 и 12, конденсатора фильтра 13, тиристоров 14, 15, 16, 17, узла подзаряда коммутирующего конденсатора

18 через дроссели подзаряда 19,20 и коммутирующий 21. Подключается узел искусственной коммутации к тиристорам встречно-включенных блоков 2 и

3 с помощью распределительных тиристоров 22 и 23 и диодов блоков 11 и

12. На входе питающей сети установлены реакторы 24, 25,26.

Особенность работы данного электропривода заключается в том, что через каждую параллельную секцию G и 7 фазной обмотки 1 электродвигателя ток протекает одного направления, а токи каждой секции 6 и 7 относительно друг друга имеют разные направления. Подключая поочередно встречно-включенные блоки 2,5 и 3,4 с тиристорами получим в фазной обмотке двигателя переменный магнитный поток.

Рабочий процесс преобразователя частоты, выполненного по схеме непосредственного с искусственной коммутацией (фиг.1), при заданном периоде выходной частоты Т 2 и определенном угле регулирования о(, регулятора напряжения протекает следующим образом (фиг.4), При открытых тиристорах блоков 2 и 5 ток нагрузки ь, проходит через секцию 7 фаэной обмотки 1 двигателя, а конденсатор 18 заряжен с полярностью, указанной на чертеже. В момент времени прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры блоков 2,5 и подаются узкие управляющие импульсы на тиристоры 16,22. Коммутирующий конденсатор 18 разряжается по цепи: конденсатор 18 — тиристор 22 проводящий тиристор блока 2 — проводящий диод блока 11 — тиристор 16

-дроссель 21, запирает проводящий тиристор блока 2 и перезаряжается через секцию 7 и тиристоры блока 5 от сети, Реактивный ток нагрузки секции 7 замыкается через диоды 8,9 на секцию 6 фазной обмотки 1, создавая в ней намагничивающий магнитный поток встречного направления,что уменьшает время спадания тока в секции

7 и способствует расширению верхнего предела диапазона выходных частот, Использование накопленной энергии магнитного поля в одной секции для создания рабочего тока в другой секции фазной обмотки повышает КПД трехфазного преобразователя и всего частотно-регулируемого злектропривода.

В момент времени 12 спустя время

Л1 î где1д — время восстановления запирающих свойств тиристоров, после подачи управляющих импульсов )ч16, )(22 HB тиристоры 16 и 22, могут быть открыты тиристоры блоков 3 и 4.

Точный момент открытия тиристоров блоков 3 и 4 определяется углом регулирования с регулятора напряжения, осуществляющего регулирования выходного напряжения преобразователя.

Задержка подачи управляющих импульсов встречно-включенных блоков 2,5 и 3,4 на времяд1 вызвана необходимостью исключения появления значительнйх уравнительных токов, при котором ток фазной обмотки электродвигателя ограничивается только активным сопротивлением секций G и 7.

За счет разделения фазной обмотки на две секции исключается необходимость в установке уравнительных реакторов или датчиков тока для непосредственных преобразователей частоты, фиксирующих конец спадания фазного тока, только после чего могут быть включены тиристоры встречно-включенных блоков (момент времени1 ), что упрощает систему управления преобразователя. В момент времени 14 подаются узкие управляющие импульсы на тиристоры 17 и 23, что вызывает разряд коммутирующего конденсатора 18 (предварительно подзаряженного при открытии тиристоров

1G и 15) и запирание тиристоров блоков 3, а конденсатор 18 перезаряжается.

В результате использования предлагаемого изобретения упрощается система управления непосредственным преобразователем частоты и повышается его надежность за счет отсутствия необходимости фиксирования конца спадания тока до нулевого значения, а в результате разделения фазных обмоток двигателя и возврата энер-. гии в сеть повышается его КПД.

Формула изобретения

1. Частотно-регулируемый электро привод со статическим преобразователем частоты и индукционным электродвигателем, содержащий фазную обмотку, выполненную в виде двух секций, параллельно включенные блоки с управ- 5 ляемыми вентилями, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения системы управления, секции фазной обмотки электродвигателя подключены к встречно- ю включенным тиристорам указанных блоков, включенных на напряжение сети трехфазного или однофазного переменного тока, причем конец одной и начало другой секций фазной обмотки присоединены к катодам,а начало первой и конец второй секций — к анодам тиристоров указанных блоков.

2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что, с целью. расширения диапазона выходных частот преобразователя, конец и начало одной секции соединены соответственно с концом и началом другой секции фазной обмотки электродвигателя диодами, аноды которых подключены к анодам тиристоров указанных блоков .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 470046, кл. И 02 И 5/27, ?3.01.73.

2. Авторское свидетельство СССР

9 221813, кл.Н 02 P 7/58, 12.12,66.