Электропривод переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P7/42 H02M5/27 

Х

ГО

а

00 СХ)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам с непосредственным преобразователем частоты, и может быть использовано в электроприводах переменного тока для установок большой мощности, например, в качестве электропривода прокатного стана или в безредукторных электроприводах мощных шаровьлх мельниц.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, непосредственный преобразователь частоты, собранный по трехфазной лучевой схеме, и уравнительные реакторы 13.

Недостатком этого электропривода является -наличие уравнительных реак- торОв, служащих для улучшения формы выходного напряжения,установленная мощность и сечение магнитопровода каждого из которых рассчитаны на полный номинальный ток на выходе преобразовательного моста, что в значительной мере увеличивает массо габаритные показатели электропривода.

Известен также электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродригатель, статорные обмотки которого выполнены из двух групп полуобмоток, соединенных в звезду, и преобразователь частоты с непосредственной связью, выполненный по трехфазной нулевой схеме СЗ .

Недостатками известного электропривода являются плохое использование источника питания и значительные амплитудные пульсации тока на выходе непосредственного преобразователя частоты. Эти недостатки прису и всем преобразователям частоты, выполненным по трехфазной нулевой схеме.

Для устранения этих недостатков на выходе преобразователя частоты необходимо установить сглаживающие еакторы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод переменного тока, соержащий преобразователь частоты с непосредственной связью, состоящий з трех фазных тиристорных мостовых схем и асинхронный электродвигатель, азные обмотки которого выполнены в виде двух групп полуобмоток, соеиненных одна началами, а другая концами в звезду, при этом свободные концы фазных полуобмоток подключены к выходам соответствующих мостовых схем 33.

Поскольку в данном электроприводе азные обмотки соединены в две звезы, то в токе Нагрузки электропривоа отсутствуют 3-я и кратные ей неетные гармонические составляющир о отношению к основной гармонике

выходной частоты непосредственного преобразователя частоты. Однако в данном электроприводе присутствуют 3-я и кратные ей нечетные гармонические составляющие по отношению 5 к основной гармонике частоты напряжения, питающего непосредственный преобразователь частоты (частота 50 Гц). Эти гармонические составляющие тока, особенно 3-я гармоника,

0 имеющая небольшую амплитуду, создают в нагрузке бесполезные потери электроэнергииj что в значительной мере снижает энергетические показатели электропривода.

5 Цель изобретения - улучшение энергетических показателей электроприйодов.

Для достижения поставленной цели в электроприводе переменного тока,

Q содержащем электродвигатель,фазные обмотки которого выполнены в виде двух групп полуобмоток, соединенных одна началами, другая концами в звезду,, и преобразователь частоты

5 с непосредственной связью, составленный из трех трехфазных мостовых схем, дополнительно установлены дроссели на каждую фазу, выполненные в виде двух полуобмоток на общем магнитопроводе, при этом полуобмотки каждого дросселя включены встречно относительно друг друга меисду свободным выводом соответствующей полуобмотки каждой фазной обмотки электродвигателя и выходом

5 соответствующей мостовой схемы.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема электропривода.

Электропривод переменного тока

0 содержит непосредственный тиристорный преобразователь частоты 1, состоящий из трех фазных тиристорных мостовых схем 2-4, три дросселя, калсдый из которых выполнен в виде

5 двух полуобмоток 5-6, 7-8, 9-10, расположенных на общем магнитопро- воде, и асинхронного электродвигателя 11, фазные полуобмотки которого 12-13, 14-15, 16-17 соединены в

П две звезды, одна началами одних

полуобмоток 12, 14, 16, другая кон- . цами других полуобмоток 13, 15, 17. Вторые начала и концы полуобмоток 12 13, 14-15, 16-17 каждой фазной обмот- ки подключены через полуобмотки 5-6, 7-8, 9-10 каждого дросселя к выходам соответствующих мостовых схем 2-4. Полуобмотки 5-6, 7-8, 9-10 каждого дросселя включены одноименными выводами (началами или концами) соот

0 ветственно к выходам мостовых схем 2-4 и к полуобмоткам 12-13, 14-15, 16-17 каждой фазной обмотки электродвигателя 11.

Электропривод работает следукщим

5 образом.

При подаче фазных синусоидальных уравнивающих напряжений, сдвинутых на угол 2 Л/З, на соответствующие тиристорные мостовые схемы 2-4 На ,выходе преобразователя к каждой :полуобмотке 12-17 фазы асинхронного электродвигателя 11 прикладывается половина фазного напряжения. При этом в полуобмотках 12-13, 14-15, 16-17 каждой фазной обмотки электродвигателя ток протекает в одном направлении, а в полуобмотках 5-6, 7-8, 9-10 каящого дросселя ток проте кает во встречном направлении. Tak как в полуобмотках 5-6, 7-8, 9-10 каждого,дросселя, расположенных на одном магнитопроводе, ток протекает во встречном направлении, то насыщение дросселя от первой гармонической составляющей тока не происходит и полуобмотки 5-6, 7-8, 9-10 каждого дросселя являются индуктивным сопротивлением для 3, 9, 15 ... Зп(гле п 2 - 1, . 1,23...) гарг онических составляющих выходного фазного тока непосредственного преобразователя частоты.

Изменяя по определенному закону управляющее напряжение, подаваемое на соответствующие тиристорные мосто вые схемы 2-4, на выходе непосредственного преобразователя частоты 1 можно получить напряжение, изменяющееся по любому законуi Форма кривой выходного напряжения при этом улучшается с помощью полуобмоток 5-6, 7-8, 9-10 дросселей, установленных на выходе непосредственного преобразователя частоты 1, индуктивность которых рассчитана из условия подавления амплитуды третьей гармонической составляющей в три раза.

Выполнение фазных обмоток электродвигателя в виде двух групп полуобмоток, соединенных одна началами, другая концами в звезду, позволяет исключить в токе нагрузки (обмотках электродвигателя) нечетные гармонические составляюгцие по отношению к

осноБПой гap юникe выходной частоты непосредственного преобразоватслг. частоты. Введение дросселей и включение их в разрыв соединения полуобмоток каждой фазной обмотки злектродвигателя с выходом соответствующего моста позволяет исключить в токе Hqiгрузки (обмотках электродвигателя) третью и кратные ей нечетные гармэни ческие составляющие по отношению к

0 основной гармонике частоты напряжения, питающего непосредственный преобразователь частоты (частота 50 Гц) Расположение полуобмоток каждого дросселя на одном магнитопроводе и

5 включение их встречно относительно друг друга позволяет исключить намагничивание дросселя основной гармонической составляющей тока нагруз ки. Насыщение магнитопровода дрос-

0 селя в этом случае не происходит, а следовательно, индуктивность дросселя не уменьшается.

В результате, установленные на выходе каждой мостовой схем дроссе5 ли, индуктивность которых рассчитывается из условия подавления амплитуды третьей гармонической составляющей в три раза, являются индуктивным сопротивлением только- для 3, 9, 15

0 (..Зп(где - I,t 1,2...} гармонических составляющих по отношению к основной гармонике частоты напряжения, питагадего непосредственный преобразователь частоты. Форма кривой выходного напряжения преобра5зователя при этом улучшается.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе снижены потери электрической энергии в нагрузке (обмотке асинхронного двигателя), обуслов0 ленные прохождением третьей и кратных ей нечетных гармонических соста вляющих тока по отношению к основной гармонике частоты питающего напряжения. Это обеспечивает максимальное

5 использование габаритной мощности электродвигателя и улучиюнИе энергетических Показателей электропривода.

V

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель, фазные обмотки которого наполнены в виде двух групп полуобмоток ,соедннен.ных одна началами,другая концами в звезду,и преобразователь частоты с непосредственной связью, составленный из трех трехфазных мостовых схем, отлич ающийся тем, что, с целью улучшения электрических показателей электропривода, дополнительно установлены дроссели на каждую фазу, выполненные в виде двух полуобмоток на общем магнитопроводе, при этом полуобмогки каждого дросселя включены встречно относительно друг друга между свободным выводом соот- g ветствуихцей полуобмотке каждой фазной обмотки электродвигателя и выходом соответствующей мостовой схемы.