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

« Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл мощных электроприводов с вентилятор ной характеристикой в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую экономичность работы и уменьшить влияние на сеть высокочастотных сос тавлякяцих инвертируемого напряжения Известен асинхронный вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя мостовой выпрямитель, с выходом которого через дроссель связан вход управляемого ин вертора, зашунтировавный блоком искусственной коммутации, управляющий вход которого подключен к выходу бло ка управления Cl3. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является асинхронный вентильньй каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя мостовой выпрямитель, с выходом котор.ого через дроссель связан вход управляемого инвертора, зашунтированный управляемым коммутатором и управляемым ключом, управляющие входе которых подключены к выходам соответствующих блоков формирования импульсов 23. Недостатком известных устройств является неудовлетворительная форма инвертируемого напряжения из-за нали чия высших гармонических составляющих , что приводит к снижению энергетических показателей и отрицательному влиянию на питающую сеть. Целью изобретения является улучше ние энергетических показателей путем улучшения гармонического состава инвертируемого напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в асинхронньш вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя мостовой выпрямитель, с выходом которого через дроссель связан вход управляемого инвертора, зашунтированный управляемым коммутатором и управляемым ключом, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков формирования импульсов, введены интегратор, блокинг-генератор, делитель частоты, задатчик сигнала, задатчик ограничивающего сигнала, управляемый переключатель и два нуль органа, интегратор подключён паралгеельно входу инвертора, выход блокинг-генератора соединен через дели34тель частоты с входом блока формирования импульсов коммутатора и входом задатчика ограничивакицего сигнала, выход которого соединен с одним входом первого нуль-органа и одним вы- водом управляемого переключателя, второй вьшод которого соединен с выходом задатчика сигнала и другим входом первого нуль-органа, выход которого соединен с управляющим входом управляемого переключателя, переключающий вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - с входом блока формирования импульсов управляемого ключа. На фиг. 1 представлена фунциональная схема асинхронного вентильного каскада; на фиг. 2 - диаграмма работы во времени. Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, ротор которого соединен с мостовым выпрямителем 2. В роторной цепи включен также дроссель 3, управляемый инвертор 4 с блоком 5 формирования импульсов. Параллельно инвертору 4 вйеден управляемый ключ 6 с блоком 7 формирования .импульсов и управляемый коммутатор 8, связанный с блоком 9 формирования импульсов, и интегратор 10, вход которого также подсоединен к блоку 9 формирования импульсов, вход которого также, как и входы блока 5 формирования импульсов управляемого инвертора 4 и задатчика 11 ограничивакицего сигнала подключены к выходу блокинг-генератора 12 через делитель 13 частоты. Задатчик 11 ограничивакадего сигнала и задатчик 14 сигнала связаны с первым нуль-органом 15 и через управляемый переключатель 16 - с первым входом второго нуль-органа 17, второй вход которого присоединен к выходу интегратора 10, а выход к блоку 7 формирования импульсов управляемого ключа 6. Управляемый ключ 6 и управляемый коммутатор 8 образуют управляемый переключатель 18. Асинхронный вентильный каскад функционирует следующим образом. Ток ротора асинхронного двигателя 1 вьшрямпяется мостовым выпрямитеяем 2 и сглаживается дросселем 3. Дпя регулирования тока в роторной цепи вводят противо-ЭДС, создаваемую управляемым инвертором 4. Эта противо-ЭДС модулируется частотой, кратной промьшшенной, по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади за счёт согласованной работы инвертора 4 и управляемого ключа 6. Согласованность работы обеспечивается соотношением рабочих режимов блока 5 формирования импульсов управляемого инвертора 4, блока 9 формирователя импульсов управляемого коммутатора и блока 7 формирования импульсов управляемого ключа 6, -Блокинг-генератор 12 вырабатывает импульсы с определенной заданной частотой, которые после прохождения через делитель 13 частоты преобразуются в блоке 5 формирования импульсов в импульсы управления и подаются на соответствующие управляющи электроды тиристоров инвертора 4. Ка только управляемый инвертор включает ся в работу (участок t t на фиг. 2 на интегратор 10-, подсоединенный параллельно управляемому инвертору 4, подается напряжение, равное величине противо-ЭДС управляемого инвертора 4 На выходе интегратора 10 появляется напряжение, пропорциональное интегра лу от противо-ЭДС управляемого инвертора 4 по времени. Этот сигнал по дается на вход второго нуль-органа 1 На второй вход нуль-органа 17 через управляемый переключатель 16 подаетс напряжение от задатчика 14. При возрастании напряжения интегратора 10 до величи-ны напряжения, подаваемого задатчиком 14, второй нульорган 17 вырабатывает сигнал, поступающий на вход блока 7 формирования импульсов управляемого ключа 6, кото рый включается и производит сброс интегратора (время t на фиг. 2). Ток ротора асинхронного двигателя 1 замыкается через управляемый ключ 6, а управляемый инвертор 4 отключается Таким образом, задатчик 14 в выбранном масштабе определяет вольт-секунд ную площадь одного импульса противоЭДС инвертора 4. Ток ротора протекает через управляемый ключ 6 до тех пор, пока блокинг-генератор 12 не сформирует следующий сигнал, пропущенный делителем 13 частоты. Далее 1 344 этот сигнал поступает на вход блока формирования импульсов, который подает импульсы управления на управляемый коммутатор 8. Происходит отключение управляемого ключа 6 управляемым коммутатором 8. Когда процесс коммутации заканчивается, ток протекает в инверторе 4, поскольку на требуемые тиристоры управляемого инвертора 4 поступает сигнал от включенного в работу одновременно с блоком 9 формирования импульсов управляемого инвертора (время tj фиг. 2). Далее процессы повторяются в описанном порядке. Величину противо-ЭДС инвертора изменяют с помощью задатчика 14, Напряжение величины, определяемой задатчиком 14, исключает попадание в аварийную зону, где управляемый ключ 6 не вступаЛ в работу из-за того, что напряжение от задатчика 14 остается больше напря жения на интеграторе 10 в течение всего промежутка времени, определяемого частотой на выходе делителя 13. Задатчик 11 ограничивающего сигнала вырабатывает сигнал, пропорциональяый в выбранном масштабе максимальной площади, которую может иметь -один Чмпульс противо-ЭДС управляемого 1Нвертора 4 при частоте, задаваемой блокинг-генератором 12 и делителем 13 частоты. Управляемый переключатель 16 подключает к второму нульоргану 17 задатчик 11 ограничивакяцего сигнала, и вольт-секундная площадь импульса противо-ЭДС инвертора 4 остается неизменной и равной максимально возможной. В случае необходимости дальнейший рост противоЭДС может происходить при более низкой частоте, уменьшение которой обеспечивает делитель 13 частоты. Таким образом, в изобретении за счет модуляции по закону постоянства вольт-секундной площади противо-ЭДС управляемого инвертора обеспечивается улучшение гармонического состава инвертируемого напряжения и тока ротора асинхронного двигателя, что позволяет повысить энергетические показатели и уменьшить использование электрической машины.

АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя мостовой выпрямитель, с выходом которого через дроссель связан вход управляемого инвертора, зашунтированный управляемым кo fl4yтaтopoм и управляемым ключом, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков формирования импульсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем улучшения гармонического состава инвертируемого напряжения, в него . введены интегратор, блокинг-генератор, делитель частоты, задатчик сигнала, задатчик ограничивающего сигнала, управляемый переключатель и два нульоргана, интегратор подключен параллельно входу инвертора, выход блокинг-генератора соединен через делитель частоты с входом блока формирования импульсов инвертора, с входом блока формирования импульсов коммутатора и входом задатчика ограничивающего сигнала, выход которого соединен с одним входом первого нульоргана и одним выводом управляемого переключателя, второй вывод которого соединен с выходом задатчика сигнала и другим входом первого нуль-органа, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа. и Од 00 4;