Частотно-регулируемый электропривод

Частотно-регулируемый электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социал истимеских

Республик

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 14. 05.7 6 (21) 237 2389/24-0 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.03.7 9Бюллетень №

Дата опубликования описания 25.03.7

Государстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

В. М, Новиков, А. Н. Коняев, Н. Н. Конякин, Г. А. Пупынин, А. Л. Гопубенко, И. A. Дидоренко и В. И, Воробьев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ворошиловградский машиностроительный институт (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к области регулируемого электропривода переменного тока со статическим преобразователем частоты, обеспечивающего его устойчивую работу независимо от частоты питающего напряжения и режимов работы нагрузки и может быть использовано, в частности, для создания электропривода тяговой передачи тепловозов переменного тока, а также электропривода их вспомогательных механизмов.

Известен статически и преобразовател ь частоты с непосредственной связью и с узлом искусственной коммутации, имеющий широкий диапазон изменения выходной частоты (! ). Недостаток известного решения состоит в сложной схеме управления.

Известен частотно-регулируемый электропривод со статическим преобразователем и индукционным трехфазным электроприводом, содержащий на каждую фазную обмотку, выполненную в виде двух секций, параллельно-включенные блоки с управляемыми вентилями. Указанный преобразователь имеет заниженный КПД, большие габариты и сложную систему управления (2).

Цель настоящего изобретения — повышение КПД, упрощение системы управления.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом частотно-регулируемом электроприводе со статическим преобразователем частоты и индукционным трехфазным электродвигателем, содержащим на каждую фазную обмотку. выполненную в виде двух секций, параллельно включенныс блоки с управляемыми вентилями, концы (начала) секций каждой фазной обмотки подсоединены к анодам и катодам тиристоров указанных блоков, подключенных на напряжение ссТН трехфазного. однофазного или постоянного тока, а средняя точка соединения секций подсоединена к нулевому проводу. Для протекания реактивного тока нагрузки концы (начала) секций каждой фазной обмотки замкнуты диодом реактивно"0 тока, анод которого подключен к анодам тиристоров указанного блока.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая сх" ì а электроп ри вода с непосредственным преобразователем частоты с общим узлом искусственной коммутации

653711

50

55 и индукционным трехфазным электродвигателем с фазными обмотками, соединенными в звезду; на фиг. 2 — диаграмма рабочего процесса непосредственного преобразователя частоты в одной фазной обмотке.

Преобразователь содержит на каждую фазную выходную обмотку 1, 2, 3 встречно включенные блоки 4, 5 на управляемых вентилях 6, 7, 8. Фазная выходная обмотка выполнена в виде двух параллельных секций

9, 10 и включена звездой. Концы или начало каждой секции 9, 10 подсоединены к анодам и катодам тиристоров 6, 7, 8 встречно включенных блоков 4, 5 и замкнуты диодом реактивного тока 11. Общий узел 12 искусственной коммутации состоит из неуправляемого выпрямительного моста, выполненного на диодах 13 — 18, конденсатора фильтра 19, тиристоров 20, 21, 22, 23, узла подзаряда коммутирующего конденсатора 24 через дроссели подзаряда 25, 26 и коммутирующий дроссель 27. Подключается узел искусственной коммутации 12 к тиристорам 6, 7, 8 встречно-включенных блоков 4 и 5 каждой фазной обмотки 1 с помощью распределительных тиристоров 28, 29 и диодов 13 — 18

На входе питающей трехфазной сети установлены сетевые реакторы 30, 31, 32.

Особенность работы данного электропривода заключается в том, что через каждую параллельную секцию 9, 10 фазной обмотки

1 электродвигателя ток протекает одного направления, а токи каждой секции 9, 10 относительно друг друга имеют разные направления. Подключая поочередно встречновключенные блоки 4, 5 с управляемыми вентилями 6, 7, 8, в каждой фазной обмотке 1 двигателя получаем переменный магнитный поток, аналогичный потоку, создаваемому в односекционной фазной обмотке переменным током.

Рабочий процесс преобразователя частоты при заданном периоде выходной частоты

Тг и определенном угле регулирования регулятора напряжения в одной фазе электродвигателя протекает следующим образом (фиг. 2).

Пусть открыты тиристоры 6,, 7, 8 блока 4 и ток нагрузки 1 проходит от фаз А, В и С через одну секцию 9 фазной обмотки 1 к нулевому проводу, а коммутирующий конденсатор заряжен (при открытии тиристоров 21 и 22 за 30 до момента ti) с полярностью, указанной на фиг. 1. В момент времени ti прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры 6, 7, 8 блока 4 и подаются узкие управляющие импульсы на тиристор 22 узла искусственной коммутации 12 и распределительный тиристор 28, коммутирующий конденсатор 24 разряжается по цепи: конденсатор 24 — тиристор 28 — последние проводящие в данный момент времени тиристор 6, 7 или 8 и диод 13, 14 или

15 — тиристор 22 — коммутирующий дрос10

45 сель 27, запирая проводящий тиристор блока

4. В дальнейшем конденсатор 24 перезаряжается от трехфазной сети через диоды 13, 14, 15 и секцию 9 фазной обмотки 1 с обратной полярностью. Реактивный ток нагрузки секции 9, протекающий в прежнем направлении, замыкается через диод 11, секцию 10 фазной обмотки, обеспечивая его непрерывность, а протекая по секции 10 в другом направлении создает рабочий намагничивающий магнитный поток встречного направления, тем самым уменьшая время спадания тока в секции 9, что дает возможность повысить верхнюю границу генерируемой частоты преобразователя. Использование накопленной энергии магнитного поля в секции 9 для создания рабочего тока в секции 10 фазной обмотки 1 повышает КПД трехфазного преобразователя частоты и всего привода.

В момент времени ti спустя время Л t >

)t >, где to — время восстановления запирающих свойств тиристоров, после подачи запирающих импульсов U>,, U „могут быть открыты тиристоры 6, 7, 8 блока 5.

Точный момент открытия тиристоров блока

5 определяется углом регулирования и регулятора напряжения, осуществляющего широтно-импульсное регулирование выходного напряжения преобразователя, в связи с этим будет изменяться и форма выходного напряжения преобразователя. Задержка подачи управляющих импульсов встречновключенных блоков 4 и 5 на время Ь t ) t вызвана необходимостью исключения появления значительных токов тиристоров в блоках 4 и 5 за счет одновременного их открытия, при котором ток фазной обмотки ограничивается только активным сопротивлением секций 9 и 10, а индуктивность обмотки равна нулю.

При протекании тока нагрузки через секцию 9 фазной обмотки ЭДС самоиндукции, наведенная ею в секции 10, размыкается, так как потенциал катода выше потенциала анода диода 11.

В момент времени t., подаются узкие управляющие импульсы на тиристоры 23 и 29, что вызывает разряд коммутирующего конденсатора 24 (предварительно подзаряженного при открытии тиристоров 21 и 22 за

30,, до момента времени t4) и запирание тиристоров 6, 7, 8 блока 5, а конденсатор 24 перезаряжается через диоды 16, 17, 18 и секцию 10 фазной обмотки 1. Далее через время Л t включаются тиристоры блока 4, и процесс повторяется.

3а счет разделения фазной обмотки 1 на две секции исключается необходимость в установке уравнительных реакторов или датчиков тока, фиксирующих конец спадания фазного тока, только после чего могут быть включены тиристоры блока 5 (момент

653711

Формула изобретения фие 1 времени t,), что упрощает систему управления преобразователя.

1: Частотно-регулируемый электропривод со статическим преобразователем частоты и индукционным трехфазным электродвигателем, содержащий для каждой фазной обмотки, выполненной в виде двух секций, параллельно-включенные блоки с управляемыми вентилями, отличающийся тем. что, с целью повышения КПД и упрощения системы управления, концы (начала) секций каждой фазной обмотки подсоединены к анодам и катодам тиристоров указанных блоков, подключенных на напряжение сети трехфазного тока, а средняя точка соединения секций подсоединена к нулевому проводу.

2. Электропривод по п. 1, от гичающийся тем, что, с целью увеличения верхнего предела выходных частот преобразователя, концы (начала) секций каждой фазной обмотки замкнуты диодом реактивного тока, анод которого подключен к анодам тиристоров гв указанного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Кþ0 447700004466, кл. Н 02 М 5/27, 23.01.73.

2. Авторское свидетельство СССР 5 Хе 221813, кл. Н 02 P 7j58, 12.12.66.

653711

Фиг. 2

Редактор А. Садомов

Заказ 1304/41

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r Ужгород, ул. Проектная. 4

Vg го g

L10

4 г

Составитель В. Тарасов

Техред О. Луговая Корректор Л. Небола

Тираж 856 Подписное