ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 2007 года по МПК H02P25/22 H02P27/06 

Изобретение относится к силовой промышленной электронике, а именно к частотно-регулируемым электроприводам (ЧРЭ).

Известен ЧРЭ [Толстов Ю.Г. Высоковольтные тиристорные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода // Автоматизированный электропривод, силовые полупроводниковые приборы, преобразовательная техника (Актуальные проблемы и задачи). - М.: Энергоатомиздат, 1983. - С.402-409], в котором содержится высоковольтный выпрямитель и трехфазный инвертор регулируемых выходных частоты и напряжения.

Недостатком такого ЧРЭ является сложность силовой части и невысокая надежность из-за высокого рабочего напряжения двигателя и силовой части выпрямительно-инверторного преобразователя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ЧРЭ [Энергосбережение и высоковольтные преобразователи частоты // Новости приводной техники, 2002. - №9. - С.2-3], являющийся прототипом, в котором содержится входной источник питания - трансформатор. Вторичные обмотки трансформатора разделены на три группы по шесть обмоток в каждой группе. Каждая выходная вторичная обмотка трансформатора присоединена к выпрямителю своего частотно-регулируемого инвертора. Частотно-регулируемый инвертор состоит из выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, параллельно соединенного конденсатора и однофазного инвертора. К каждой фазе высоковольтного трехфазного приводного электродвигателя подключается последовательно большое количество однофазных частотно-регулируемых инверторов.

Недостатком этого ЧРЭ является большое количество однофазных преобразователей частоты, напряжения которых последовательно складываются и их сумма в трехфазном виде прикладывается к обмоткам двигателя, что существенно усложняет конструкцию и снижает надежность работы ЧРЭ в целом.

Задачей изобретения является повышение надежности работы ЧРЭ и упрощение электропривода.

Указанная задача достигается тем, что в ЧРЭ, содержащем входной источник питания, частотно-регулируемые инверторы и приводной электродвигатель, отличающийся тем, что частотно-регулируемый электропривод снабжен емкостным фильтром, входной источник питания выполнен в виде выпрямителя, параллельно которому подключен емкостной фильтр, указанный приводной электродвигатель выполнен из N=1, 2, 3, ... трехфазных систем обмоток, каждая из которых соединена с N последовательно соединенными трехфазными частотно-регулируемыми инверторами, которые подключены к выпрямителю, а каждый частотно-регулируемый инвертор в свою очередь снабжен дополнительными, параллельно соединенными между собой стабиловольтом, резистором и конденсатором, также параллельно подключенными к питающим шинам частотно-регулируемых инверторов.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого частотно-регулируемого электропривода.

ЧРЭ содержит входной силовой выпрямитель 1 с параллельно подключенным к нему емкостным фильтром 2, N трехфазных систем фазных обмоток 3 приводного электродвигателя 4, N последовательно соединенных трехфазных частотно-регулируемых инверторов 5, 6, 7, каждый частотно-регулируемый инвертор снабжен параллельно к нему подключенными, дополнительными, также параллельно соединенными между собой конденсаторными фильтрами 8, резисторами 9 и стабиловольтами 10, а каждый частотно-регулируемый инвертор своими трехфазными выходами подключен к приводному электродвигателю 4, выполненному соответственно из N трехфазных обмоток.

Предлагаемый частотно-регулируемый электропривод работает следующим образом.

Подается напряжение на входной силовой выпрямитель 1, его напряжением заряжается емкостной фильтр 2 и конденсаторы 8 инверторов 5, 6, 7. Равномерность напряжений инверторов выполняется резисторами 9 и стабиловольтами 10. Затем синхронно подается управление на инверторы 5, 6, 7, которые одинаковыми токами запитывают соответствующие трехфазные катушечные группы 3(1-N) приводного электродвигателя 4. Во всех фазах инверторов 5, 6, 7 и двигателя 4 формируются одинаковые по величине и с соответствующим сдвигом по фазе токи и двигатель работает так же, как и при питании этих обмоток в высоковольтном варианте.

Таким образом, в предлагаемом изобретении по сравнению с прототипом при сохранении всех качественных показателей в силовой части отсутствует дорогостоящий согласующий трансформатор, уменьшается как минимум в 3 раза количество инверторов, а двигатель, выполняемый из N катушечных групп, становится низковольтным, что значительно повышает надежность работы ЧРЭ и одновременно упрощает его силовую схему.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе. Техническим результатом является повышение надежности частотно-регулируемого привода. Частотно-регулируемый электропривод содержит источник питания, частотно-регулируемые инверторы и приводной электродвигатель, емкостной фильтр. Источник питания выполнен в виде выпрямителя, параллельно которому подключен емкостной фильтр. Приводной электродвигатель выполнен из N=1, 2, 3, ... трехфазных систем обмоток, каждая из которых соединена с N последовательно соединенными трехфазными частотно-регулируемыми инверторами, которые подключены к выпрямителю. Каждый частотно-регулируемый инвертор снабжен параллельно соединенными между собой стабиловольтом, резистором и конденсатором, которые параллельно подключены к питающим шинам частотно-регулируемых инверторов. В многополюсных приводных электродвигателях количество трехфазных обмоток кратно числу полюсов или пар полюсов. 1 ил.

Частотно-регулируемый электропривод, содержащий входной источник питания, частотно-регулируемые инверторы и приводной электродвигатель, отличающийся тем, что частотно-регулируемый электропривод снабжен емкостным фильтром, входной источник питания выполнен в виде выпрямителя, параллельно которому подключен емкостной фильтр, указанный приводной электродвигатель выполнен из N=1, 2, 3, ... трехфазных систем обмоток, каждая из которых соединена с N последовательно соединенными трехфазными частотно-регулируемыми инверторами, которые подключены к выпрямителю, а каждый частотно-регулируемый инвертор в свою очередь снабжен дополнительными, параллельно соединенными между собой стабиловольтом, резистором и конденсатором, также параллельно подключенными к питающим шинам частотно-регулируемых инверторов.