Асинхронно-вентильный каскад

Асинхронно-вентильный каскад

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ („)896736

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.09.75 (21) 2175291/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (51) М.К .

Н 02 P 7/78

Гасударственный камитет (53) УДК 621.313..ЗЗ (088.8) о делам изобретений и атхрытий (72) Авторы изобретения

В. M. Пономарев и Г. Б. Онищенко (71) Заявитель (54) АСИНХРОННО-ВЕНТИЛЬНЫЛ КАСКАД

Изобретение относится к электротехнике. и может быть использовано для привода механизмов в химической, горнорудной и других отраслях промышленности.

Известен асинхронно-вентильный каскад, в цепь выпрямленного тока ротора которого последовательно включены два статических преобразователя, выполненных по трехфазной нулевой схеме, при этом один из преобразователей постоянно работает в инверторном режиме с фиксированным минимальным углом опережения зажигания, а другой работает с переменным углом опережения зажигания и в зависимости от скорости привода может находиться в режиме работы либо инвертора, либо выпрямителя (1).

Указанный асинхронно-вентильный каскад характеризуется относительно небольшим потреблением реактивной мощности, однако имеет существенный недостаток, заключающийся в значительном искажении напряжения сети питания токами высших гармоник.

Наиболее близким к предлагаемому является асинхронно-вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, выпрямитель в цепи ротора, последовательно включенные с выпрямителем два управляемых статических преобразователя и две системы импульсно-фазового управления вентилями преобразователей, одна из которых выполнена с постоянным углом опережения зажигания вентилей, а другая — с переменным углом опережения зажигания (2) .

Известный каскад характеризуется относительно малым содержанием высших гармоник в сети питания, однако не обеспечивает уменьшения установленной мощности электрооборудования и повышения КПД привода.

Цель изобретения — уменьшение установленной мощности электрооборудования при одновременном повышении КПД привода.

Поставленная цель достигается тем, что в асинхронно-вентильном каскаде, содержащем асинхронный двигатель с фазным ротором, выпрямитель в цепи ротора, последовательно включенные с выпрямителем два

20 управляемых статических преобразователя и две системы импульсно-фазового управления вентилями преобразователей, одна из которых выполнена с постоянным углом

896736 опережения зажигания вентилей, а другая— с переменным углом опережения зажигания, управляющие электроды вентилей анодного блока первого управляемого преобразователя и катодного блока второго управляемого преобразователя подключены к выходам системы импульсно-фазового управления с постоянным углом опережения зажигания, а управляющие электроды вентилей катодного блока первого управляемого преобразователя и анодного блока второго управляемого преобразователя подключены к выходам системы импульсно-фазового управления с переменным углом опережения зажигания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема асинхронно-вентильного каскада; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов инверторов и сети при работе привода в нижнем диапазоне регулирования скорости, на фиг. 3 — то же, в верхнем диапазоне регулирования скорости.

В предлагаемом асинхронно-вентильном каскаде к ротору асинхронного двигателя 1 подключен неуправляемый выпрямитель 2, соединенный последовательно с управляемыми статическими преобразователями 3 и 4, состоящими из вентильных блоков 5 — 8, управляющие электроды которых подключены к выходам систем 9 и 10, импульснофазового управления, при этом к выходам системы 9 импульсно-фазового управления подключены управляющие электроды анодного вентильного блока 5 преобразователя 3 и катодного вентильного блока 8 преобразователя 4, а к выходам системы 10 импульсно-фазового управления подключены управляющие электроды катодного вентильного блока 6 преобразователя 3 и анодного вентильного блока 7 преобразователя 4.

Системы 9 и 10 импульсно-фазового управления управляются системой 11 регулирования скорости, связанной с задающим устройством 12 и с датчиком 13 действительной скорости.

Преобразователи 3 и 4 соединены с питающей сетью через согласующие трансформаторы 14 и 15. Вместо двух трансформаторов 14 и 15, в каскаде может быть применен один трехобмоточный трансформатор с двумя синфазными обмотками равной мощности.

Последовательно с преобразователями

3 и 4 включен дроссель 16, служащий для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.

Системы 9 и 10 импульсно-фазового управления совместно с системой 11 регулирования настроены таким образом, что при изменении сигнала управления задающего устройства l2 от минимального до максимального значения углы опережения зажигания Р, вентильных блоков 5 и 8 остаются неизменными и равными ф, = J3 „;„=

= const, а углы опережения зажигания

Р вентильных блоков 6 и 7 соответственно, изменяются в пределах ф„;,„g ф (п., где /Зщ, — минимальный угол опережения зажигания, обеспечивающий защиту преобразователей от опрокидывания при работе их в режиме инвертора с максимальной противо-ЭДС.

Асинхронно-вентильный каскад работает следующим образом.

Для запуска каскада на минимальную скорость с помощью соответствующих коммутационных аппаратов подключается к сети двигатель 1 и трансформаторы 14 и 15, а с помощью задающего устройства 12 в систему 11 регулирования скорости подается сигнал управления, соответствующий минимальной скорости привода, при этом на выходе систем 9 и 10 импульсно-фазового управления образуются импульсы управления, обеспечивающие работу вентильных блоков 5 — 8 преобразователей 3 и 4 с минимальным углом опережения зажигания ф, = 3q = /3„„;„и в контур выпрямленного тока каскада вводится максимальная величина противо-ЭДС преобразователей

Зи4.

Увеличение скорости от минимального

25 значения до определенного заданного уровня производится соответствующим изменением сигнала управления задающего устройства 12, при этом, учитывая условия предварительной настройки систем 9 и 10 импульсно-фазового управления и системы 11 регулирования, углы опережения зажигания вентильных блоков 6 и 7 изменяются в сторону увеличения, а углы опережения зажигания вентильных блоков 5 и 8 остаются неизменными и равными P,„. Суммарная противо-ЭДС преобразователей 3 и 4 уменьшается, в результате чего скорость двигателя 1, соответственно, увеличивается.

Последующее увеличение скорости вплоть до максимального значения осуществляется при соответствующем изменении сигнала

40 управления задающего устройства 12, который воздействует на систему 11 регулирования и системы 9 и 10 импульсно-фазового управления таким образом, что углы опережения зажигания вентильных блоков 6 и 7

45 увеличиваются, практически, до 180 эл. град, а углы опережения зажигания вентильных блоков 5 и 8 по-прежнему остаются неизменными и равными

Суммарная противо-ЭДС преобразователей 3 и 4 в этом случае уменьшается до о нуля, а скорость двигателя 1 увеличивается до максимального значения.

Подключение управляющих электродов вентилей анодного блока первого и катодного блока второго статических преобразователей к системе импульсно-фазового уп равления, работающей с постоянным углом опережения зажигания ф > = P а управляющих электродов вентилей катодного блока первого и анодного блока второго

896736

Формула изобретения статических преобразователей к системе импульсно-фазового управления, работающей с переменным углом опережения зажигания ф, изменяющимся в пределах ф„,;„( (Ц 7i., приводит к тому, что в некоторых режимах работы управляемых статических преобразователей, соответствующих верхнему диапазону регулирования скорости привода, выпрямленный ток ротора не протекает по обмоткам трансформаторов 14 и 15, а минует их, замыкаясь по вентилям статических преобразователей (в интервалах времени

1„ — t, фиг. 3). Это обстоятельство приводит к уменьшению эквивалентного тока согласующих трансформаторов 14 и 15, снижению электрических потерь и, соответственно, увеличению КПД привода, а в случае вентиляторного характера нагрузки позволяет уменьшить установленную мощность трансформаторов 14 и 15.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить технико-экономические показатели привода, что и определяет его перспективность.

Асинхронно-вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным

1О !

2О

25 ротором, выпрямитель в цепи ротора, последовательно включенные с выпрямителем два управляемых статических преобразователя и две системы импульсно-фазового управления вентилем преобразователей, одна из которых выполнена с постоянным углом опережения зажигания вентилей, а другая — с переменным углом опережения зажигания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности электрооборудования при одновременном повышении КПД привода, управляющие электроды вентилей анодного блока первого управляемого преобразователя и катодного блока второго управляемого преобразователя подключены к выходам системы импульснофазового управления с постоянным углом опережения зажигания, а управляющие электроды вентилей катодного блока первого управляемого преобразователя и анодного блока второго управляемого преобразователя подключены к выходам системы импульсно-фазового управления с переменным углом опережения зажигания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Онищенко Г. Б. Асинхронно-вентильный каскад. М., «Энергия», 1967, с. 88.

2. Онищенко Г. Б., Юньков М. Г. Электропривод турбомеханизмов. М., «Энергия», 1972, с. 174.

896736

Редактор В. Петраш

Заказ Г722//43

Составитель А. Головченко

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж та Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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