Электропривод переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P7/42 

00

Oi

СП

00 si Изобретение относится к электротехнике, а точнее к автсалатизированным электроприводам, и может быт использовано в регулируалых асинхронных электроприводах с фазовым управлением, находящих применение в различных отраслях промы1-1ленности Известен электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный двигатель, фазовые обмотки статора которого подключаются к сети сетевым контактором через встречно-параллельно соединенные ТИ ристориа. Регулирование частоты вращения при этом осуществляется изменением момента открывания тиристоров С 13. Недостатками этого устройства яв ляются большая сложность системы фазового управления и высокие поте.ри мощности в роторной цепи в нижней части диапазона регулирования частоты вращения двигателя, что приводит к снижению его энергетических характеристик, существенно ограничивает возможность применения двигателей с короткоэамкнутым ротором и диапазон регулирования их частоты вращения.. Наиболее близким к изобретению является электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асикхронный двигатель с вьшеденной нуле вой точкой обмотки статора, встречно па : аллельно соединеиные тиристоры предназначенные для подключения фаз статорной обмотки асинхронного двигателя к фазной сети и нулевому проводу через контакторы, цистилу управления тиристорами12J-. Недостаток известного устройства ограниченнь1й диапазон регулирования частоты врагпения. Цель изобретения - расширение диапазона регули|ювания частоты вравден-ия. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод перемен ноге тока, содержащий трехфазный ас хронньпй двигатель с выведенной нулевой точкой обмотки статора, встре но-параллельно соединенные тиристоры, предназначенные для подключения фаз статорной обмотки асинхронного двигателя к фазам сети через контак торы, систему управления тиристорами, введен однофазный непосредственный преобразователь частоты и до полнительные контакторы для подключ ния встречно-параллельно соединенны тиристоров к нулевому проводу сети и выхода непосредственного преобразователя частоты к нулевой точке об мотки статора,а система управления тиристорами выполнена в виде трансформатора тока с двумя вторичными обмотками и двух диодов на каждую фазу, при этом первичные обмотки трансформаторов тока включены в соответствующие фазы статорной обмотки асинхронного двигателя, а каящая вторичная обмотка трансформатора тока включена через один из диодов между управляющим электродом одного из тиристоров и точкой соединения встречно-включенных тиристоров доугой фазы. На фиг.1 изображена электрическая принципиальная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 - вр&«1енные диаграммы токов и напряжений на элементах указанной схемы. Устройство содержитасинхронный двигатель 1 (фиг.1), три группы включенных последфэвательно с каждой фазой обмотки статора встречнопараллельЕЮ соединенных тиристоров, тиристорньж групп 2,3 и 4, управляюн ме электроды которых соединены диоды 5 с двойными вторичными обмотками с выводами трансформаторов тока 6,7 и 8, первичные обмотки с выводами которых BKJH04eHH в каждую фазу обмотки статора электропривод подключается к сети сетевым 9 или дополнительньил 10 контактором, причем дополнительный контактор 10 к нулевому проводу сети подключает все три тиристорные группы 2,3 и 4, а нулёв: чо точку обмотки статора двигателя 1 - к выходу однофазного непосредственного преобразователя частоты 11с Трансформаторы тока 6,7 и 8 включены так, что первичные их обмоткв включены в соответствующие фазы статорной с мотки асинхронного двигателя, а каждая вторичная обмотка трансформатора тока одцюй фазы включена через один из диодов 5 между управляющим электродом одного из тиристоров и точкой соединения встречно-включенных тиристоров другой фазы. Устройство работает следующим образом. При работе на основной механичес КОЙ характеристике двигателя 1 сетевой KOHTafKTOp 9 включен, ,а дополнительный 10 отключен, и на управляющие электроды тиристорных групп 2,3 и 4 подается отпирающее напряжение от постороннего источника. Двигатель 1 работает с основной синхронной частотой вращения, определяемой частотой сети и числом пар полюсов. Для работы двигателя 1 с пониженной синхронной частотой вращения, соответствующей 1/3 частоты однофазного преобразователя 11, сетевой контактор 9 .отключают, а дополнительный контактор 10 включают, и после импульсной подачи отпирающего напряжения на управляющие электроды одной из тиристорных групп. например группы 2, электропривод работает в соответствии с временной диаграммой токов и напряжений на элементах схемы {фиг.2), где Оцрч напряжение однофазного непосредстве ного преобразователя частоты; ig / кг/ аз/ 1кэ / «4 и 1к4 У равляющих электродов тиристоров, вх дящих в тиристорные группы 2,3,4 и подключенных к первичным обмоткам (ее выводам Л--Л,) трансформаторов тока 6,7 и 8 анодами и катодами; i, , з и i. - токи фаз статора двигателя I, соединенных соответственно с группами тиристоров 2,3 и 4 (пунктирные линии - основные гас 1оники токов). При этом в начальный момент времени 0 в тиристорной группе 2 открывается тиристор, присоединенный катодом к первичной обмотке (выводы Л -Л2) трансформатора тока 6 (ка тодный тиристор 2), через которые, включая фазу А обмотки статора двигателя 1, проходит положительная по луволна тока i.j , обусловленная по ложительной полуволной напряжения преобразователя U.Проходя по перви ной обмотке трансформатора тока б от в вода Л обмотки к ее выводу Л, указан ный ток наводит во вторичных обмотках ток, направленный во внешней цепи от И обмотки к Hj. Наличие диодов во вторичных цепях.трансформаторов тока 6,7 и 8 приводит к тому, что вторичный ток данного направления протекает только по одной из вторич ных обмоток, присоединенной к управ ляющему электроду анодного тиристора тиристорной группы 4. Однако, несмотря на протекание отпирающего тока Ia по управляющему электроду анодного тиристора тиристорной группы 4, последний до момента времени б, пока нап ряжение яреобразсдаа теля остается положите ль ньам, открыться не может, и.поэтому до этого момента ток проводит только катодный тиристор тиристорной группы 2. Индуктивность статорных обмоток двигателя 1 затягивает выключение катодного тиристора тиристорной группы 2 в область отрицательных напрягчений преобразователя обеспечивая существование отпираю щего. тока управляющего электрода анодного тиристора тиристорной груп 4 в начальной части отрицательной полуволны напряжения преобразовател (интервал времени 5-в). Поэтому с начала открывания анодного тиристор тиристорной группы 4 в момент времени б, когда напряжение преобразо вателя переходя через О, становится отрицательным, до момента времени fa, когда ток ij катодного тиристора 2 уменыт1ится до нуля и последний закроется, работают оба указанных тиристора, и ток протекает по двум фазам А и С обмотки статора двигателя 1, в момент времени .. Ь заканчивается переход тока из фазы А (J.j) в фазус (i) статорной обMOTK i и тем завершается формирование положительной полуволны тока в фазе А статорной обмотки двигателя 1, С этого момента ток протекает только по фазе С статора через анодный тиристор тиристорной группы 4 и первичную обмотку трансформатора тока 8. Проходя от вывода Л2 к выводу Л первичной обмотки трансформатора тока 8, ток i наводит во вторичных обмотках ток, направленный во BHei-шей цепи от вывода И .. к выводу и., вторичной обмотки. Диоды 5 позволяют протекать указанному току только по однойиз вторичных обмоток, присоединенной к управляющему электроду катодного тиристора 3, Аналогичным образом в момент времени i включается катодный тиристор 3, и в интервале времени 2 - i ток протекает по двум фазам В и е статорной. обмотки через катодный тиристор тиристорной группы 3 ( 1j) и анодный тиристортиристорной группы 4 (тц ) в момент времени д анодный тиристор 4 закрывается и на этом заканчивается формирование отрицательной полуволны тока фазы С статорной обмотки двигателя 1 через тиристорную группу 4. Аналогично в интервале времени г- 8 формируется положительная полуволна тока в фазе В статорной обмотки и в интервале х-з - отрицательная полуволна в фазе А. На этом заканчивается формирование первого периода тока в фазе А статорной обмотки, частота основной гарионики которого составляет 1/3 частоты напряжения преобразователя 11, Подобньм образом формируются первые и последующие периоды статорных токов в фазах В (tj) и С (14) двигателя 1 сдвинутые один относительно другого на 120 эл.-град. При этом по фазам статора двигателя 1 протекает симметричный трехфазный ток, частота основной гармоники которого составляет 1/3 частоты напряжения преобразователя 11. Это снижает синхронную частоту вргццения двигателя 1 до величины, соответствующей 1/3 частоты напряжения преобразователя 11, что уменьшает мощность скольжения при той же нагрузке, обусловливая меньшие потери мощности в роторной цепи. Таким образом, устройство, отличаясь простотой, невысокой стоимостью и нсщежностью, позволяет осуществить глубокое регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с существенно меньшими потерями мощности в роторной цепи,, что повыиает

энергетические характеристики привода в нижней части диапазона регулирования скорости и расширяет область применения трехфазных асинjCpOHHbix двигателей с короткозамкнуTfcw ротором в устройствах, регулирующих .частоту вращения двигателя посредством изменения подводимого к статорным обмоткам двигателя напряжения .

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКЛ/ содержащий трехфазный асинхронный двигатель с выведенной нулевой точкой обмотки статора, встречно-параллельно соединенные тиристоры, предназначенные для подключения фаз статорной обмотки асинхронного двигателя к Фазам сети через контакторы, систему управления тиристорами, отличающийся тем. что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, в него введен однофазный .непосредственный преобразователь частоты и дополнительные кoнтakтopы для подключения встречно-параллельно соединенных тиристоров к нулевому проводу сети и выхода непосредственного преобразователя частоты к нулевой точке обмотки статора, а систь; 1а управления тиристорами выполнена в виде трансформатора тока с двумя вторичными обмотками и двух диодов на каждую фазу, при этом первичные обмотки трансформаторов тока включены в соответствующие фазы статорной обмотки асинхронного двига- теля, а каждая вторичная обмотка ся с трансформатора тока одной фазы включена через один из диодов между управляющим электродом одного из тиристоров .и точкой соединения встречно-включенных тиристоров другой фазы.

ж