Электропривод переменного тока

Электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И (: А Н И Е 1п1828353

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соав Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.06.79 (21) 2786865/24-07

Г

/ (51) М Клз

Н 02Р 5/40 с присоединснием заявки №

1 осударственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.338.025 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81

Чувайа,, - кий

У фтам фтмай» ; .,; Ревонюцид., (72) Авторы изобретения

Ю. М. Гершаник, М. Г. Бродский, В. А. Симонов, А.

Л. Н. Шубаева, И. Я. Файнштейн, А. В. Шинян и В. В. Чупрасов

Центральное проектно-конструкторское бюро по

Всесоюзного промышленного объединения «Союзл и Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской энергетический институт (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам, и может быть использовано для установок, где требуется регулирование скорости и момента в динамических режимах подъемно-транспортных 5 машин, преимущественно лифтов.

Кроме того, известен электропривод переменного тока (1), который содержит электродвигатель с двумя независимыми обмотками на статоре с разным числом полюсов, 10 обмотка с большим числом полюсов которого одними выводами через первую группу коммутирующих элементов системы управления подключена к реверсирующим коммутационным элементам, соединенным с 15 питающей сетью, задатчик управляющего напряжения и датчик скорости, подключенные к входам системы управления, вторую группу коммутирующих элементов, включенную между реверсирующими коммути- 20 рующими элементами и обмоткой с меньшим числом полюсов, и управляемый коммутатор, выполненный в виде тиристорного регулятора напряжения и однофазного полууправляемого выпрямителя, и соединен- 25 ный своим входом с выходом системы управления, а выходом по постоянному току через третью группу коммутирующих элементов соединен с выводами обмотки с большим числом полюсов. 30

Тиристорный регулятор напряжения предназначен для формирования переходных процессов при пуске и обеспечения заданного значения установившейся скорости.

Однофазный выпрямитель позволяет управлять величиной выпрямленного тока в обмотке электродвигателя с большим числом полюсов, а следовательно, и величиной динамического момента при замедлении.

Система автоматического регулирования электропривода замкнута по скорости и имеет два канала управления с общим задатчиком движения.

Управляющий сигнал от задатчика движения подается по двум каналам на системы фазового управления тиристорным регулятором напряжения и однофазным выпрямителем в противофазе. В начале пуска тиристорный регулятор напряжения и однофазный выпрямитель подключены к сети и при сигнале задания, равном нулю, на выходе однофазного выпрямителя имеется напряжение, а обмотка электродвигателя с большим числом полюсов, работая в режиме динамического торможения, создает тормозной момент. Тем самым происходит

«вывешивание» кабины при размыкании электромагнитного тормоза. При увеличении сигнала управления, угол регулирования тиристорного регулятора напряжения

828353 уменьшается, а однофазного выпрямителя увеличивается, При этом увеличивается величина движущего момента развиваемого обмоткой с меньшим числом полюсов и уменьшается величина тормозного момента, создаваемого обмоткой с большим числом полюсов. Электропривод разгоняется до установившейся скорости. Аналогично происходит регулирование динамического момента и скорости при замедлении.

Недостатком такого электропривода является выполнение управляемого коммутатора в виде двух силовых элементов — тиристорного регулятора напряжения и однофазного выпрямителя, имеющих две системы управления, работу которых необходимо согласовывать, что значительно усложняет системы регулирования, а следовательно, и сам электропривод.

Целью изобретения является упрощение электропривода.

Указанная цель достигается тем, что управляемый коммутатор выполнен в виде трехфазного выпрямительного моста и ключа, который шунтирует выход трехфазного выпрямительного моста, вход которого соединен с вторыми выводами обмотки с мен ru ivr числом полюсов.

На фиг. 1 и 2 приведены варианты принципиальных схем электропривода переменного тока.

Электропривод может быть выполнен в двух вариантах. Управляемый коммутатор может быть выполнен в виде неу.правляемого выпрямительного моста, выход постоянного тока которого шунтирован управляемым ключом, позволяющим выполнять широтно-импульсное регулирование (ШИР) (первый вариант) . Управляемый коммутатор может быть выполнен в виде управляемого выпрямительного моста, выход которого шунтирован «неуправляемым» ключом, предназначенным для изменения силовой схемы управляемого коммутатора (второй вариант). Кроме отмеченного, с целью улучшения регулировочных характеристик электропривода, в него введен соединенный параллельно указанному ключу резистор.

Фазовые секции независимой обмотки 1 с большим числом полюсов и независимой обмотки 2 с малым числом полюсов двухскоростного двигателя подключены своими концами соответственно через одну 3 и другую 4 группы коммутирующих элементов и группу реверсирующих коммутирующих элементов 5 к питающей сети 6. Свободные концы независимой обмотки 2 соединены с клеммами сетевого входа неуправляемого выпрямителя 7. Выход постоянного тока выпрямителя 7 шунтирован управляемым ключом 8 и резистором 9. Кроме того, к выходу постоянного тока выпрямителя 7 подключены через группу коммутирующих элементов 10 концы двух фазовых секций обмотки 1. Управляющий вход ключа 8 сое0

1О

15 0

2з

ЗО

4 динен с выходом системы 11 управления.

На входы системы управ. пения подключены задатчик 12 управляющего напряжения и датчик 13 скорости, который механически связан с валом короткозамкнутого ротора !

4 двухскоростного асинхронного двигателя. йа фиг. 2 показана принципиальная схема (второй вариант), согласно которому выпрямитель 15 выполнен управляемым, а ключ 1б неуправляемым. При этом управляющий вход выпрямителя 15 соединен с выходом системы управления.

Электропривод переменного тока (фиг. 1) работает следующим образом.

Б начале пуска замыкаются коммутирующие элементы 4, 5 и 10. При этом обмотка

2 с малым числом полюсов подключается к сети, а обмотка 1 с большим числом полюсов — к выходу выпрямительного моста

7. При нулевом сигнале управления, т. е. в исходном положении ключ 8 разомкнут. В результате по секциям обмотки 2 протекает переменный ток, а в обмотке 1 — постоянный ток. Максимальные величины токов определяются параметрами образованных электрических цепей и значением напряжения питающей сети.

В случае необходимости для ограничения величин токов в обмотках в цепь выпрямленного тока может быть включен регулируемый резистор. В двигателе появляется вращающееся и неподвижное поля, созданные соответственно обмотками 2 и 1.

При этом обмотка 2 создает движущую составляющую момента, а обмотка 1 тормозящую составляющую момента. Обычно движущая составляющая момента значительно меньше тормозящей составляющей момента, что связано с особенностями выполнения и электрическими параметрами обмоток конкретных серийных двигателей.

Ротор двигателя остается Heïîäâèèíûì или начинает вращаться под действием нагрузочного момента с малой скоростью, определяемой в основном характеристикой динамического торможения.

При появлении управляющего сигнала на выходе системы 11 ключ 8 с заданной неизменной частотой замыкает и размыкает выход выпрямителя 7, осуществляя широтно-импульсное регулирование. В зависимости от скважности ШИР увеличивается движущая составляющая момента и уменьшается тормозящая составляющая момента.

При скважности, равной единице, т. е. при закороченном выпрямителе 7 двигатель развивает только движущий момент в соответствии со своей естественной механической характеристикой.

Для обеспечения длительной работы электропривода с пониженной скоростью вращения предусмотрено непосредственное включение в сеть через элементы 3 и 5 обмотки 1 с большим числом полюсов. Прел828353

5 варительно должны быть разомкнутым элементы 4 и 10. В рассматриваемом случае величина пониженной скорости целиком определяется жесткостью естественной механической характеристики элсктропрпвода 11 значением статического момента, создаваемого нагрузкой. 1(роме olliioа Illo!1 )аооть1 электропривода прп замедлении с номинальной скорости до полной остановки, возможно в данном варианте силовой схемы регулируемое двухэтапное торможение сначала до пониженной скорости, а затем с последующей электрической фиксацией в точной остановке. При этом электропривод работает следующим образом. Перед началом торможения должны быть разомкнуты элементы 10. При появлении коман.ibI на замедление замыкаются элементы 3 и к сети дополнительно подключается обмотка 1.

Двигатель при этом развивает нерегулируемую тормозящую составляющую момента и регулируемую движущую составляющую момента, т. е. имеет место наложение генераторного и двигательного режимов работы. Вследствие регулирования движущей составляющей момента достигается плавное регулирование тормозящего момента развиваемого двигателем. Регулирование движущей составляющей момента при этом обеспечивается путем ШИР резистора 9 на выходе выпрямителя 7. Минимальное значение движущей составляющей момента определяется величиной сопротивления резистора 9 при скважност,i, равной нулю, т. е. разомкнутом ключе 8.

По окончании первого этапа торможения двигатель раоотает с пониженной скоростью вращения. При этом ключ 8 разомкнут. В зоне точной остановки по сигналу из системы управления размыкаются элементы 3 и замыкаются элементы 10. Вновь вступает в работу ключ 8, осуществляя

ШИР на выходе выпрямителя 7, и двигатель тормозится до полной остановки.

Применение рассмотренного управляемого коммутирующего устройства существенно упрощает электропривод, позволяя осуществлять непрерывное регулирование динамического момента и скорости вращения при чередовании двигательного и тормозного режимов работы двигателя.

Электропривод, выполненный по второму варианту (фиг. 2), имеет ряд особенностей и работает следующим образом.

Перед пуском замыкаются коммутирующие элементы 4, 5 и 10. При наличии управляющих импульсов открываются тиристоры моста 7 и по секциям обмоток 1 и 2 протекают токи. Двигатель развивает тормозной момент, определяемый в основном характеристикой динамического торможения. Здесь справедливы все рассуждения, приведенные при описании аналогичного этапа работы первого варианта электропривода.

Э

10 !

Зо

6

При появлении команды на пуск замыкается неуправляемый ключ 16. Этим самым закорачивается выход тпрпсторпого коммутатора 7, который становится обыч;1ым тпрпсторным регулятором напряжения (ТРН1. Здесь след,ет указать, что поскольку п ТРН и к ширине у управляющих импульсов пре ъявл11:отеч особые требования, то псоб. .одпмо выполнить условие — у)60 .

В зависимости от угла регулирования а

TPH изменяется напряжение на обмотке 2, а с;1сдовательцо, и величина движущего момента, развиваемого двигателем. Пониженнь1е скорости вращения электропривода могут быть получены при снижении величины управляю1цего сигнала, задаваемого задатчпком 12. В начале торможения по команде из системы 11 размыкается ключ

16 и в секциях обмотки 1 начинает протекать постоянный ток, величина которого регулируется выпрямителем 15. Двигатель развивает тормозной момент, обуславливас и ы n o o T o sl I l I-I hl i I T o k o M B о б м о т 1се 1 . В I< o Hце торможения скорость двигателя равна нулю.

В рассматриваемом варианте силовой схемы возможно, как и в первом варианте, двухэтапное торможение. Отличием является то, что регулирование движущей составляющей момента на первом этапе замедления осуществляется посредством регулируемого выпрямителя 15. В рассматриваемой схеме также обеспечивается плавное регулирование тормозящего момента, развиваемого двигателем до пониженной скорости вращения.

После чего двигатель работает на пониженной скорости. При этом тиристоры выпрямительного моста 15 заперты, а ключ

16 разомкнут. B зоне точной остановки по сигналу из системы управления размыкаются элементы 3 и замыкаются элементы 10.

Вступает в работу САР точной остановки и двигатель тормозится до полной остановки.

На данном этапе регулирование тока в обмотках 2 и 1, а следовательно, и момента двигателя выполняется с помощью выпрямителя 15 вплоть до замыкания механического тормоза.

Таким образом, в рассмотренных вариантах электропривода переменного тока обеспе швается плавное регулирование динамического момента и скорости вращения при пуске п торможении при существенном упрощении силовой схемы. Применение одного управляемого коммутатора вместо двух упрощает систему регулирования.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с двумя обмотками на статоре с разными числамп полюсов, обмотка с большим числом полюсов которого одними выводами через пер828353

| б

Составитель Е. Перемыслова

Техред И, Пеичко

Корректор В. Нам

Редактор Г. Петрова

Заказ 1013/11 Изд. № 363 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 вую группу коммутиръ1ощих элементов соединена с реверсирующим коммутирующим элементом, соединенным с питающей сетью, задатчнк управляемого напряжения и датчик скорости, подключенный к входам системы управления, вторую группу коммутирующих элементов, включенную между реверсирующими коммутирующими элементами и обмоткой с меньшим числом полюсов, и управляемый коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом системы управления, а выход соединен через третью группу коммутирующих элементов с выводами обмотки с большим числом полюсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, управляемый коммутатор выполнен в виде трехфазного выпрямитель5 ного моста и ключа, который шунтирует выход трехфазного выпрямительного моста, вход которого соединен с вторыми выводами обмотки с меньшим числом полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3976918, кл. 318-203, 1975.