Асинхронный вентильный каскад Советский патент 1984 года по МПК H02P7/62 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах промьпиленных установок, например, с вентиляторной характеристикой нагрузки.

Известен асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, трехфазньй мостовой роторный выпрямитель, зависимый трехфазный мостовой инвертор, согласующий трансформатор и тиристор ный коммутатор в цепи постоянного тока, управляемый по напряжению Cl 7.

Недостатком этого электропривода является низкий коэффициент мощности при регулировании скорости вращения механизма с вентиляторным моментом нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, одни выводы обмоток статора которого имеют клеммы для подключения к источнику питания; выводы обмоток ротора подключены к входу управляемо го выгрямительно-инверторного блока, выход которого подключен к вторичной обмотке согласующего трансформатора, одни выводы первичной обмотки которого имеют клеммы для подключения к источнику питания C2J.

Известный каскад характеризуется недостаточно высокими энергетическими показателями.

Цель изобретения - улучшение энер гетических показателей.

Указанная цель достигается тем, что в асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, одни выводы обмоток статора которого имеют клеммы для подключения к источнику питания, выводы обмотки ротора подключены к вхо ду управляемого выпрямительно-инвёрторного блока, выход которого подключен к вторичной обмотке согласующего трансформатора, одни выводы первичной обмотки которого имеют клеммы для подключения к источнику питания, введены два управляемых коммутатора, -каждый из которых содержит мостовой выпрямитель, к выходу Которого подключены зашунтированные конденсатором последовательно соединенные тиристор и коммутирующий дроссель с общим сердечником, при этом трезфазный вывод одного управ007042

ляемого коммутатора подключен к другим выводам обмоток статора, а трехфазный вывод другого управляемого коммутатора подключен к другим выво5 дам первичной обмотки согласующего трансформатора.

На чертеже представлена схема асинхронного вентильного каскада. Асинхронный вентильный каскад

10 содержит асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотка статора 1 которого с одной стороны подключена к источнику питания, а с другой - к трехфазному мостовому выпрямите15 лю 2, выход которого нагружен на

тиристор 3, первичную обмотку А коммутирующего дросселя с общим сердечником 5 и коммутирующий конденсатор 6. Роторная обмотка 7 асинхронно20 го двигателя подключена к трехфазному Мостовому выпрямителю 8, выход которого через сглаживающий дроссель 9 подключен на вход зависимого трехфазного мостового инвертора 10. Выход

25 инвертора 10 подключен к вторичной обмотке 11 согласующего трансформатора 12. Первичная обмотка 13 трансформатора 12 с одной стороны подсоединена к тpexфaзнo ry мостовому вы30 прямителю 14, выход которого нагружен на тиристор 15, вторичную обмотку 16 коммутирующего дросселя с общим сердечником 5 и коммутирующий конденсатор 17, ас другой стороны

,- подключена к источнику питания.

Блок 18 управления формирует управляющие импульсы тиристоров 3 и 15. Блок 19 управления формирует управляющие импульсы инвертора 10, мостовой

дд выпрямитель 2, тиристор 3, обмотка 4 коммутирующего дросселя с общим сердечником 5 и конденсатор 6 образуют один управляемый коммутатор 20, а мостовой выпрямитель 14, 45 тиристор 15, обмотка 16 коммутирующего дросселя с общим сердечником 5 и конденсатор 17 образуют другой управляемый коммутатор 21.

Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.

50

При поступлении с блока 18 управления сигналов на управляющие электроды тиристоров 3 и 15 имеет место поочередное циклическое отпирание тиристоров 3 и 15 на выходе выпрями55телей 2 и 14 и их поочередное циклическое запирание обратными напряжениями, наводимыми в обмотках 4 и 16 коммутирующего дросселя 5, при перезарядке коммутирующих конденсаторов 6 и 17. Регулирование угловой скорости каскада и величины напряжения статора 1 асинхронного двигателя осуществляется изменением отно сительной длительности замкнутого состояния тиристоров 3 и 15 при постоянстве периода или частоты их коммутации. При этом напряжение пер вичной обмотки 13 согласующего тран форматора 12 определяется выражение и U у, а напряжение статора 1 асинхронного двигателя - вьфажением (I-T), где J - номинальное напряжение источника питания; -J - скважность работы тиристора 15. При вентиляторном моменте нагрузки, например, целесообразен линейный за кон изменения напряжения асинхронного двигателя, поэтому может быть принято (S - скольжение асинхронного двигателя), а указанные выражения примут вид и1, и и,и„(1-8). Обеспечение этого закона регулир вания напряжения статора асинхронного двигателя осуществляется путем изменения относительной длительности замкнутого состояния тиристора 15 (т.е. широтно-импульсным мето дом) , гарантирует работу асинхрон44ного двигателя с высоким коэффициентом мощности, например, при вентиляторном моменте нагрузки. Ширина импульсов управления тиристоров инверторной группы составляет 120 эл.град. и для облегчения передачи, подобньпс широких импульсов, применяется высокочастотное заполнение. В предложенном устройстве управление инвертором 10 в рабочих режимах осуществляется на минимальном фиксированном угле управления (, const) , который обеспечивает минимальное потребление реактивной энергии. Функция регулирования напряжения, подводимого к статору асинхронного двигателя, и противо-ЭДС инвертора возлагается на блок 18 управления тиристоров 3 и 15 управляемых ко№1утаторов. Система 18 управления построена по принципу широтно-импульсной модуляции. В зависимости от величины постоянной составляющей момента, диапазона регулирования, параметров электро.нривода и т.д. закон з-(S) может отличаться от указанного. Применение предложенного асинхронно-вентильного каскада благодаря широтно-импульсному управлению позволяет обеспечить высокую экономичность работы электропривода.

АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, одни выводы обмоток статора которого.имеют клеммы для подключения к источнику пита,ния, выводы обмотки ротора подключены к входу управляемого вьтрямителъно-инверторкого блока, выход которого подключен к.вторичной обмотке согласуницего трансформатора, одни выводы первичной обмотки которого имеют клеммы для подключения к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него введены два управляемых коммутатора, каждый из которых содержит мостовой вьтрямитель, к выходу которого подключеньг зашунтированные конденсатором последовательно соединенные тиристор и коммутирукиций дроссель с общим сердечником, при этом трехфазный вывод одного управляемого коммутатора подключен к другим выводам обмоток ста-тора, а трехфазный вывод другого управляемого коммутатора подключен к другим вьшодам первичной обмотки согласукяцего трансформатора.