Ртехфазный асинхронный двигатель, управляемый реверсивным магнитно-полупроводниковым усилителем мощности

Ртехфазный асинхронный двигатель, управляемый реверсивным магнитно-полупроводниковым усилителем мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

660l82

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 24.08.73 (21) 1954728/24-07 (51) М. К

Н 02Р 5/42 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79

Гасударственный комитет (53) УДК 621.382.3 (088.8) ло делам изобретений и открытий (54) ТРЕХФАЗНЪ|Й АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕВЕРСИВНЪ|М МАГНИТНОПОЛУПРОВОДНИКОВЪ|М УСИЛИТЕЛЕМ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в следящих системах повышенной надежности с трехфазным исполнительным асинхронным двигателем, 11овышение надежности работы подобных усилителей мощности (УМ) обычно обеспечивается использованием простых схемных решений, достаточно больших запасов по току и напряжению для полупроводниковых приборов, высоконадежных магнитных элементов как во входных, так и в выходных каскадах.

Известны двигатели с усилителем мощности, в которых используется обычный неуправляемый вентиль, включенный последовательно с тиристором, позволяющии повысить допустимое обратное напряжение (1J.

Однако в этих устройствах нельзя решить задачу уменьшения полного напряжения на тиристорных ключах как в прямой, так и в обратный полупериоды напряжения.

Известен также и другой двигатель с усилителем, выполненным на магнитных элементах (2).

Этот усилитель содержит в выходном каскаде группу из четырех насыщаю1цнхся трансформаторов, включенных первичными обмотками последовательно в две управляемые фазы силовой цепи двигателя и соедипенных по мостовой схеме, два тирисгорных ключа и блок управления тирнсгораъlи, Включаlощиll В сеоя широтно-импульсныи модулятор (ШИ111), выполненныи на

5 магнитном усилителе, транзисторныи формирователь заднего фронта импульса управления и фазочу вствительныи выпрямитель цепи жесткои обратнои связи по выходному напряжению. l3 усилителе реали10 зован принцип фазового управления тиристорами в функции напряжения или тока входного сигнала, так что в зависимости от угла открытия тиристоров изменяется ток подмагни1ивания насыщающпхся транс15 форматоров и напряжение на нагрузке.

11ЕДоетатКОМ ИЗВЕСТНОГО ДВИГатЕ. Я ЯВЛЯстся двоиное повышение напряжения на закрытом тнрпсторе при открытом другом

1оП1ОСнтЕЛЬНО ЛИНЕИНОГО НанряжЕНИя Illlтающеп сети, приведенного ко вторичной обмотке), что связано с соответствующим повышением пх установленной мощности и

cToIDIocTII> и) кроче того, отрицательно сказывается на надежности работы.

25 Целью изобретения является повышение надежности работы усилителя путем компенсации изоыточного напряжения.

Для этого в усилитель дополнительно введены два насыщающихся трансформатора, первичные обмотки которых соединены

660182 последовательно и подключены к двум

BxoJIHbf)1 зажимам сН 70BQH цепи, соОТВСТРТвующим управляемым фазам двигагеля, d вторичные обмотки каждого из упомян) ты. трансформаторов включены послсдовательно в цепь вторичных Оомоток каждой парь;

ТР сlПСФОРМЗТОРОБ СИЛОВОЙ Цсil if ДБI!! ((ТС 151 обоих направлений Бра!цсппя.

На чертеже изображено прсдлагас>м0: устройство.

УстрОистВО содср;1 ит чсlырс cli«IОБых насыщающихся трансформатора ((:(-1 () l 4, два компенсирующих HBcb! v(310!JJJ трансформатора (К((Т) 5 и (7, два пог!у— проводниковых ключа-тиристора 7, 8, блок

9 фазового ) пр !Вленпя тиристорамп и ()сх— фазный асинхронный двигатель 10.

ДЛ51 ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ДЕ:(ЕНИЯ . (ПНСйного напряжения питающей сстп фаз А и В между КН1 5 и 6 в ре?киме отсутствия входного сигнала, их первичные обмотки могут быть зашунтированы рсзисгорамп и (2, с равными coilpoтивлспиями, СОсТВВляющими равноплсчии дс.пггсль напряженияя. )Та мера обеспечивает лучшсс симметрирование каналов,обоих паправлспш(ВРаЩЕНИЯ ПО ВЕ;(Пс(ППЕ ПаПРЯ>КСIIII!I HB трансформаторах 5, 6 п гирпсторах 7, 8 и симмстрируст характеристику «Вход-выход». ((((1 и 2 вкл(оч Hb(последователь!0 i3 п()ОБОД3 ДБ) х ) ПРсlБЛ51(мых Фс!3 Л li В ДБИгателя, а (((l (и 4 Включены им псрскрсстпо и образуюг мостовую схему «к(!!О<(сипя управляющих элементов Выходного каскада. К одной диагонали моста подключены Фазы >(H В пптаlоl (сй сст;(, 3 K др) гои диагонали подкл!Очсп за>кпх!3711:, и и трсхфазпыи аспнхронныи двига!ель iu, чсм Ooccli(=чиВаеlся СГО pñÂBpñивное ) праБЛСНИЕ Г!О ДВ) М Фс13с(1(. 1РСТИИ 33iKIDI С 00ХIО 1 КИ CTc(TOP3. ДБИГ3 1 СЛ51 ПОДКЛIО.IСП НСПОСРСДСГI3СIШО К (()азс (lliITcll01HPJI ССТИ.

3Siop«i!Hbi0 оомоткп обеих и.!р (:((3 (, 2 и

3, <? БКЛIО IСПЫ ПОСЛСД013сlТС. IЬНО Hct Pc

fIflP) KTHP0B3IIHb!K Б ПИХ ПЗПР51>КСIIHii: Ка< показано Б ) (Io:<15(?I)iтом 1((< (, iipll . акоъ!

Включении обмоток напряжения па збоих

ПОЛунрОБОдНИКОВЫХ К;!!О

А H В питающей сет?(, б 13(0>7, IpH Ip?()

КО ОСУЩЕС 1 ВГIЯС1СЯ фаЗОБОС )>П()с((3,>(с?(?!С оооими ключами 7, 8 с ПО(>(ощшо Однофазного магHHI ного Ш(1,>13. (lоследова- льпо

O0C» 5!H B rOpH(0 1 (а:>((! пары С(-(1 1, 2 Ii 3, 4 включена вторичная оомотка одного из двух К(-(1 5 и 6 соответственно, так чтобы напряжение (х -П Быч;(TB.>I0Cb Н3 PC3)>ЛЬТИРУЮЩЕГ0 li3iIP5IiK(.НИ>( двух последовательно соединенных вторпчных обмоток СН 1 .

Вес насыщающисся !pBHc/)Op>13!up(I м 7гут быть как понижающими, так ii повыша ющими, при этом коэффициенты TpBil!c(pOp

М dЦ1111 I с(1! P 51 >IiС(,(151 КÎ ВТОР II I!Ой 0177101 К(всех С(П (((с?(т) дол)кпь< бы(ь один«ковы, 3 коэффициенты трансформации КМ ( (т<,КЗ(() iJOT) T ИМС (. 0! K.!OHCHH51 OT КОЭФфицис ITB < Н 1 B 00 CTOp0!lbl к«к B)ICCTC> l 3K H Пороз:!Ь. . ) БС. (?П(СППС <(К:>(i OT!iOСПТСЛШIО (><С)?T ), .ICI. ЬШ 3101 СЯ !1311PHiKOHHH как нсl 3cl Kp bl1 Oi> 1 cl!(II и сl 0!к(7 ь! 10м пол <

>11)ОБОДПП(О!3()м кл!О !с. ((pi(7(к >(T = <> IIT

l3 pСжlDIС 0 ГС) ГСТ!3<151 ??i(??h 3. i b h d l!?? ????(??!! ?? (0 ???? 000it (<.,110 lc!x 7 il 8 1)??l(3????i ??????ik)> ПОЭ! 0М", > ll j)el!>.!51(. :,(ОСТЬ <, С:1«1!!!ХХIЯ I!0, III ÎC Гl>i(7 Т(.:— (75!(. С51. < ) П I li. 1<1, ll>1.0» Зli(I;Jt>«(<>К(1(3 .>3К,(10 1 с!с 1 С 51 li Ill)С@С. 1 3 Х (-: — l () >(>>С((1 . (1срвп !lc <7()л<огкп К."(1 (i, 0 нагружены (б 10. il> HO«To<()

ОНII МОГ) Т ОЪ."1 Ь П«ХIОТ31<Ы ПPОВОД01(ЗНd ifi

Гсльпо бо;!ОL онкпм, чем провод BI оричной обмоп и. 11оэ; «1!) габаритная мощность КМ(х!0)кст н(. превышать 55 — (70%

<70 ?????????? (?????? ???? ???? (. ?? ?? (????(! ??(;??i ????”????” =

=7(0((J ) С COOTB(ГБ) ЮЩ!Di СНИЖСПИС)1

С ГОП)(ОС (И (.

1(рсдла(асмос усгройс во рабог«сг след) IOIUID(00разом.

5 В исхОДПОм cGc 105: lil(li, (IРИ Бк;! ю Ict!Hblx и и т 3 10 щи х и 3 и р я ж с и и я х I i 0 Г с, 1 c T 13111(Бх О д-!! о ГОО: lf Г Н cl Л 3 ф 3 3 сl И 7 J I! . (LC ОБ ) I I Р 3 Б,! P!! 1(Я

0:1 И 3 К с(K 1 8 О, 13 Ы Х ОД П 0 С i I ci l! p 5i iK C H l l 0;1 И 3КО К il)11 Ю, П 1311 1?i b!Х 00«0»<ОJ 1 BCC. . (--(3 l l 2> 7> <1 (- fb at>> с. т:3>

С<т(О;(ПнаКОБЫ;1 РаВНЫ Л! ПсйПОМУ 113Р )(-« „13«Щ; . Ь „!!3 Р.К(llliH 1;с! Псl)БII : (>>.т» СОСT3B.. 1 Я!О 1 0>о (> .(. .(:.СЛ11 С (IITсlтl>

>3> д.iH ) Прон(сlill)i ОПИС,!ПИ>1 рабOTBI г. Оэ(()фп (fIciI! I !(1<»Ic($)(7p3t3цип ьсс: (((i и К(-(Т

ОДПI! сl1.0(3!>! ХI И И j7 сl Б!< !>i )J И СДПППЦ(., TÎ НсlllP5liK(! Пс МсжД",cll<ОДО)1 li Кс(ГОДО >1 ПО.IУпроводппковых кл:0 <си 7, 8 б.дст равно

qO 07 С(, l <)и НОД(С!1HO!i li0. 5> ) НОС i 11 ((17<1:3<1 il >>(И л Ь 0B <, п рспп 1(. .—

Н И 51 ОДНО! О li.3 I 1() ll(ГOPOI3> Пап ()И. .1(. .(7 i > Станови I cя ." 1(. Ilьш<.. 80 i I !3 i >."I »li llc -I ac TH llo.1 П Pif0+(I 33!I P)liKC> J H Îi 0TÄCT ОТК(7Ь!1 . ! (РП i l ОМ ii0 ЦС ll ll >3 Г<)PII liil !Х 00>!(7!Ок

f и 0 и Кl (. О iiul ссс Быi.pit >!С(с(И! ь! и !DIil) .(ЬСП ЬIП 1 ОК> О, 3 ГОД

ОКС HOCГ0511I HO i СОС(с(!3.>! 53!ОП(С(! СсрдС НИКИ

:7() (. ((j 1 ll 2 II К(1 l 0 ПО;(3!BI ПИЧИ 3cii! С51, d В

ГСЧСНПС ОП()СДС.IСП НОЙ i! ci(1 И !ICPI!OJB .Ic! Cblи(310 I C>J. В р<.. .3 > г(Ь сl >. . На Д13ПГ3 (С)(С 1105IB. 1 ЯСТСЯ Il cl lip)lib(iH ÈÑ С (.ООТЬ(1С(Б) !ОЩПМ СрСДОБаНПС>! (1>7<>З. ((З ., )H!30,7C!II!0! O K(7

56 <)ПИ С(lцdЮЩП(. СЯ TÐ3Í(, (1)ОPматоры расс)1 ! рп!330((<ого устройства

llP(ÄÑTñ1Á.15110 (С(700;! >(С !сп ной (. OñòBBëHIOùñl! осНОВНОИ iBC < 01! >! 13 ПС ПП IIPd 13;1(.. f i!151 — B

Д "

З а<А(К(3) ТЫ Х HB 1<ОЛ УП()0130 I H!I i(ÎBBIH КЛЮ I, Е l c Hp I if)1(11 II! f il. l b H(7(с

<„> 3pcII II 51, H 0 с, II(<. (. 1 I3(JIB<7< lл и (7 1 бо с ГO l lpO660182

Ilccc2 данного устроЙс (В3 р33 чи Iiic

xdpdK?ср0м работы СНТ и КНТ заключаCTC5I B TOX1, iTO HO;(HOC H2CbI(?(CHH КНТ Наступает при маль(х токах цспи вторичных обмоток тра:.сформаторов — примерно нс более 10% того тока, при котором настуH3ст !Юлнос насыщспи. (НТ. Эта особенность обусловлcí3 сравнительно больпп(м соиporltB.7CHHcxt «НГ!Грузки» ка?кдого КНТ

5 и 6, так как в роли этого сопротивления

Выстуi! dcT первичная обмотка другого, нснасьпцснного, К11Т (за(пунтировани!!я такжс до T<7TO(IHO большим сопротивлением

llëå(i2 симмстрирующего д литсля 11, 12).

1lOÇ7 )(I, С I.OHB;!CI! IICX! СИ! I!3.13 It OTKpbITIIсм клк 13 7 jx)HT 5 быстро насыща тся и л шсй!(ос ?iапряжсние фаз А и В пита.ошей сети, гочти г!îëíостью прикладывается к псрвич! ой обмотке КНТ 6 и соответственно увели швастся на его вторичной обмотке. (. увеличс(:псм Входного сигнала геометрическая раз! ость на:.ряжсний вторичных обмо-ок (НТ 3 и 4 U,q —— UÄ Hetfи закрытого ключа 8 также увеличивается и при полном !12chliiic?IHI! СНТ 1 и 2 достигает двойной Величины линейного напряжения (!!Игающc;! сети U7.

Таким и было бы напряжение на закрытом к tio«c 8, сели бы не было КМТ 6. Напряжение вторичной обмотки КМТ 6, близкое Но Вели IHHC к U, вычитается из результирующегo напряжения цепи вторичных обмоток CHT 3 и 4 /U,ç — U,„/ = 2U,„ благодаря чему напряжение на закрытом ключе 8 U;,„;8 увеличивается лишь до однократного значения U, Если принять Ккмт = 1,5 Конт, то наибольшее напряжение на закрытых ключах

К„,-, и U, <(; будет составлять всего 0,5 U,, (при Ко(!! =- 1), т. с. уменьшается в 4 раз,!

H<) сравнению с прототипом. Гоответствс?(по может быть уменьшена установленная мощ:ость (олупроводниковых ключей ил!!

;((МО?КСТ ОЫТЬ IIPHHHT ДОПОЛНИТ(IbHbi H ",2;. !с на коэффициент ис<.ол! "-Ования их по папря?кению с целью повышения падеж!.оС ГИ.

Дальней!Пес увеличение Ккмт связано с заметны I спижс!(исм чувстви: сльнос ги (CIi. IIITCЛЯ В ЗО!IС Х(;1,71>(Х BXO)7IfblX СИI И2ЛОВ (-.. с. с ух (дшснисм линейности характсристики «вход — выход»), поэтому соотношение Лкз(т = 1>0 )"((I< ЯВлЯстсЯ, 17p3KTII(fc5 CK(;, максима I!etio до (ус:I()x(bi(x(.

Формул.i изобретения

1. 1рсхфазный:!сии х;)онпый 7,!;iir2T(ль, управ.! HEмый рсвсрсивным магнитно-полуПРОБОДНИКОБЬ!.,1 (СИЛИТСЛСМ МО?ЦПОСПI, 0,! (() жа !ци и ДБ2 Гlо, ((IlpOB07H! (кОВЬlх к,!10 2, c0oTBcTcTr!< нно двум направлениям пращсПИ51, О.!ОК (Пj)2!) i(115) I 0 i>, !IРОБОД!)!)НОВЬ!;:И

>»

K. I!O i(2 (! I! l! i! C<1 Ы Р (. ?1, С Ь! Ц(<1 K) i 1(0 X (51 Т Р 3 Н С форматopd, перви шыс обмотки KoTopblx вкл;очспы пос!CgOB3re7BHO ь две управляемыс фазы силовой цс !и двигателя по рсBePC»BI7Oii i»OCTOBOii

20 тельно сосдиненныс вторич tbfc обмотки ка,;<дой пары трансформаторов обоих наIiP3BЛ<>НИй ВРБЩСНПЯ i!OQK7IO(IC?Ibl К ПОЛУи Р 0 Б 0 Д Н И и 0 В 1>(М К Л IО Ч,l М, 0 T:Л И Ч 3 Io Щ I i i lc 5I 1 см, (то, с цс. Iью ИОВышсния надсжпоС i I! j)300THI, Iolio. IHli ГОЛI>НО ВБСДСИЫ ДВ2 Насыщающихся грансформа Ор(и"рвичныс об)!Огки которых со(ди.:".с (ы послсдоватсльii0 i! II07K. I10÷ñ 11 K ДВ (.(1 Bxo)(нbl!(I 3 3)ни (<12 >1 силовой цепи, соответствующим управляс30 мым фазам двигателя, 2 Втори и:ыс обмотK1i !(;IжДОГО ИЗ УПОМ5!НУГ1>!Х ТРаисфОРМ<(ТОрОВ ВНЛ K) ICHbi ПОСЛ(Дова 1 СЛ Ь?10 В IIC!Ib BTOри!Hblx обмоток ка)идой пары трансформаr<)POB CII,7OBOi»(CHII ДВИГБТСЛ51 0()oftX il335 правлений Бран(спи)(.

2. !,Бигатсл! по и. 1, о т,l и ч а:0 щ и йС 51 1C .(I, ITO, С !,СЛЬЮ Г(МЧПI(. Íl!51 СИММСГpii«i.ости характсрис;ики:Б.,од !)(!ход, к вход((ым зажимам силовой цепи управляс40 x! I! > ф -!3 (10/K,I;0(ic! I j) 3BH011,7. Иий рези с Гор(! !>иl;((7!!7 (., I Ь ..1;! Р)! ж(„11)! С )СДП51Я (!

i(0) OP0! 0 СО(»!!!! loll (i (. ТО Кой СО(,(И). . H iI H !

IIX Обм070к ;.(. !5(п(i ()IX ДО(io. li, П1 (Л, >! (!)! Х П 2 С!>1 iц3 )(,»;!! ХС 5! . j),!11((?):)"!(1<1! (! !)ОB.

-(5)

Источники 1!Пформации, I PIi1IЯTь1c Бо Б(lи:((

1. Корол:.!1 10. l!. 1 Ilj)IICT;)pI I, М.. «3 iu;. (... 1(((8,; 48, р (г. )7

50 2. 1 1 (i)oj) м >(! ь!)! iicTOK

11. (1! !!111 X 2.1, 1((().", с. 12.

660182

Сост;)н:пель С. Шутова

1 едактор Ю. Челюканов

Кг)ррект));)ы: И. Позняковскак II А. Галахов

Лек;)з 693,)8 Из,т М 277 Тнр()ж 8()8) По Ill(ID))De

11ПО Гог улар; тн. IIIIDI ID, )п(та (.(;(1Р IIO,I л.l)l II IDI)f)iт IIIIII н огкрытнй

11 1()85;1„с,) .I, 1,;г Р.),н) ... IIDI-, .(,1д