Статический преобразователь с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02P7/36 

Изобретение относится к электро технике, а именно к синхронным электроприводам и -может найти применение в синхронных электроприводах с гистерезисными электродвигателями, работающими в перевозбужденном режиме Известно устройство для импульс ного перевозбуждения гистерезисног электродвигателя, в котором дополнительный импульсный источник подключен к электродвигателю через управляемый по фазе ключ, а источн переменного тока подсоединен к электродвигателю через второй ключ Недостатком указанного устройст ва является несимметрия питающего двигателя напряжения -вследствие наличия ключа между источником переменного тока и двигателем. Осо бенно заметен этот недостаток при питании двигателей с относительно низким номинальным напряжением и проявляется в колебаниях скорости двигателя, а в ряде случаев и застревании на промежуточной скорости при пуске.. Наиболее близким к предлагаемом является статический преобразователь с устройством импульсного пер возбуждения для питания гистерезис ного электродвигателя содержит мостовой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шун тирующий последовательно- соединенные конденсатор и управляемый ключ мост обратных диодов инвертора, од ним выходом подключенный к общей точке конденсатора и управляемого ключа. В преобразователе функцию допол тельного источника для перевозбуждения двигателя выполняет конденса тор, заряд которого осуществляется током моста обратных диодов инверт ра. Так как указанный ток -обратно пропорционален коэффициенту мощнос двигателя, который, в свою очередь прямо пропорционален степени перевозбуждения двигателя, то величина возбуждения на конденсаторе, а сл довательно,, и амплитуда перевозбуждающих импульсов, оказывается обратно пропорциональной степени перевозбуждения двигателя Использ вание тока моста обратных диодов инвертора для заряда конденсаторов выполняющего функцию дополнительног источника для перевозбуждения двига теля, позволяет существенно уменьшить энергопотребление не только статического преобразователя, но электропривода в целом, увеличить стабильность скорости вращения синхронного электропривода t2. Недостаток известного преобразов теля заключается в том, что величина напряжения на конденсаторе определяемая не только параметрами двигателя, но и величиной тока фаз и скоростью его переключения ключами инвертора. Она может существенно превышать предельно допустимые напряжения на ключах инверктора статического преобразователя, а напряжение питания двигателя в момент разряда конденсатора может превышать пробивное напряжение некоторых типов микродвигателей, что ведет к выходу из строя преобразователя или двигателя, и, следовательно, электропривода в целом. Цель изобретения - повыше-ие надежностиПоставленная цель достигается тем, что статический преобразователь с .устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя, содержаший мостовой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шунтируемый последовательно соединенными конденсатором и управляв-, мым ключом, мост обратных диодов инвертора, одним выходом подключенный к цепи питания инвертора, дополнительно содержит диод, второй управляемый ключ и компаратор, при этом диод включен между другим вьЬсодом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсато;t a и управляемого ключа,второй управляемый ключ подсоединен между другим выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора и разделительного диода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его выход пp coeдинeн к цепи управления второго управляемого Ключа. На чертеже приведена схема статического преобразователя с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя. Гистерезисный электродвигатель 1 подсоединен к выходным шинам статического преобразователя 2. Статичес:к.ий преобразователь содержит мостовой инвертор 3, который соединен с цепями питания через разделительный диод 4, шунтирующий последовательно соединенные конденсатор 5 и управляемый ключ бл Мост 7 обратных диодов одним выходом соединен с общей точкой конденсатора 5 и управляемого ключа 6 через диод 8. Включенный параллельно конденсатору 5 компаратор 9 своим выходом присоединен к цепи управления второго управляемого клю-, ча 10/ подключенного между другим- . выходом моста 7 обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора 5 и разделительного диода 4.

Управление ключом 6 осуществляется формирователем И перевозбуждающих импульсов, работа которого синхронизирована со схемой 12 управления инвертором. Схема 12 управления инвертором содержит, например, последовательно соединенные задающий генератор, фаворасщепитель, усилители мощности, присоединенные к соответствующим ключаминвертора.. Формирователь 11 перевозбуждающих имйульсов содержит, например, последовательно соединенные делитель частотьг, формирователь переднего и заднего фройта перевозбуждающего импульса и усилитель мошности, присоединен-: ные к управляющему ключу 6, причем делитель частоты подключен к выходу фазорасщепителя схемы. 12 управления, инвертором, присоединенному через- соответствующий усилитель мощности к одному из ключей инвертора

Статический преобразователь работает следующим образом.

При потере двигателем перевоз буждения или выпадении его из синхронизма ток моста 7 обратных диодов инвертора резко возрастает и, протекая через диод 8, заряжает -конденсатор 5. В момент времени, определяемый логикой работы формирова-теля 11 перевозбуждающих импульсов, конденсатор 5 через управляемый ключ 6 разряжается, перевозбуждая двигатель. Разделительный диод 4 предотвращает короткое замыкание конденсатора 5 при замыкании управляемого ключа 6, Требуемая для эффективного перевозбуждения длительность перевозбуждающего импульса по времени составляет не более 1/6 периода частоты питания. Момент включения импульса определяется формирователем 11 перево.збуждающих импульсов и должен совпадать по времени с моментом, когда: ток в фазе достигает максимального значения. Частота подачи импульсов устанавливается в 3-10 раз больше частоты собственных качаний гистерезисного двигателя из условия их эффективного демпфирования. Так как рри разряде конденсатор 5 оказывается- включенным последовательно с источником питания-инвертора, требуемая для эффективного перевозбуждения двигателя величина напряжения на конденсаторе 5 не превьшает 1,5 величины напряжения питания инвертора 3 Поэтому в ка-честве эталонного на ком0паратор 9 подают уровень напряжения, пропорциональный указанной величине. При превышений напряжением на конденсаторе 5 установленного уровня, компаратор 9 выдает в цепь

5 управления вторым управляемым «лючом 10 сигнал на его замыкание, и ток моста 7 обратных диодов инвертора минует конденсатор 5 При этом диод 8 предотвращает разряд конденсатора 5 через замкнутый ключ 10.

0 При уменьшении напряжения на конденсаторе 5 ниже установленного уровня компаратор 9 выдает сигнал на размыкание второго управляемого ключа 10, создавая тем самым благоприят5ные условия для подзаряда конденсатора 5,

При достижении максимальной глубины перевозбуждения коэффициент мощности стремится к единице, а ве-

0 личина коммутируемого ключами инвертора тока фаз стремится к минимуму. Поэтому конденсатор 5 не заряжается и перевозбуждающие импульсы на двигатель не подаются.

5

Таким Образом, напряжение на конденсаторе 5 не превьплает установленного уровня независимо от режима работы двигателя. Величины коммутируемого ключами инвертора тока фаз и

0 скоростей коммутации. Это предотвращает возникновение напряжений на элементах статического преобразователя, превышающих предельно допустимые для них значения, а на клеммах микродвигателя -превышающих про5бивное напряжение, что повышает надежность как преобразователя, тэк и электропривода в целом.

СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С УСТРОЙСТВОМ ИМПУЛЬСНОГО ПЕРЕВОЗ- : БУЖДЕНИЯ ДЛЯ ЛИТАНИЯ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий мостовой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шунтируемый последовательнд соединенным конденсатором и управляемым ключом, мост обратных диодов инвертора, одним выходом подключенный к цепи питания инвертора, от ли ч а ющ и 4} ся тем, что, с целью повышения надежности, преобразователь дополнительно содержит диод, второй управляемый ключ и компаратор, при этом диод включен между друпал выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсйтора и управляемого ключа, второй управляемый ключ подсоединен между другим выходом моста об;ратных диодов инвертора и общей точ(Л ,кой конденсатора и разделительного диода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его выход присоединен к цепи управления второго управляемого ключа.