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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл электроприводов мощных механизмов с вентиляторной нагрузкой в промышленности и коммунальном хозяйстве. Известен асинхронный вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя Мстовой выпрямитель, к выходу которого через сглаживающий дроссель подключен упра ляемый инвертор, вход которого зашунтирован блоком искусственной коммута:ции Ю . Однако асинхронный вентильный кас кад характеризуется недостаточно хорошей формой инвертируемого напряжения, что приводит к снижению энергетических показателей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является асинхронный вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя мостов выпрямитель, катодная группа вентиле которого подключена к нулевому выводу соединенных в звезду трех обмоток щестиобмоточного дросселя, управляемый инвертор, выполненный в виде тре однофазных инверторов, выходы каждого из которьпх подключены соответстве но к выводам трех вторичных обмоток согласующего трансформатора, анодные группы вентилей каждого однофазного инвертора снабжены выводами для подключения к соответствующим выводам шестиобмоточного дросселя, а катодны группы трех однофазных инверторов соединены между собой катодами тирис торов и подключены к анодной группе вентилей мостового выпрямителя, восемь тиристоров управляемого коммута тора, который тремя выводами подключ соответственно к анодам вентилей однофазных инверторов 123. Однако данный асинхронный вентиль ный каскад недостаточно надежен в работе из-за наличия коммутирующего конденсатора в управляемом коммутаторе. Цель изобретения - повышение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что в асинхронный вентильный каскад, содержащи в цепи ротора асинхронного двигателя мостовой выпрямитель, катодная группа вентилей которого подключенп к нулевому выводу соединенных в трех обмоток шестиобмоточного дросселя, управляемый инвертор, выполненный в виде трех однофазных инверторов, выходы каждого из которых подключены соответственно к выводам трех вторичньгк обмоток согласую- щего трансформатора, анодные группы вентилей каждого однофазного инвертора снабжены выводами для подключения к соответствующим выводам шестиобмоточного дросселя, а катодные группы трех однофазных инверторов соединены между собой катодами тиристоров и подключены к анодному вьшоду вентилей мостового выпрямителя, восемь тиристоров управляемого коммутатора, который тремя выводами подключен соответственно к анодам вентилей однофазных инверторов, -введен девятый тиристор управляемого коммутатора, при этом девять тиристоров управляемого коммутатора соединены в три группы по три тиристора, аноды которых объединены соответственно в общие точки и образуют четвертый, пятый и шестой выводы управляемого коммутатора, а катоды тиристоров управляемого коммутатора подключены соответственно к трем выводам управляемого коммутатора, четвертый, пятый и шестой выводы которого подключены к одним выводам соответственно четвертой, пятой и шестой обмоток шестиобмоточного дросселя, другие выводы которых соединены в звезду, нулевой вывод которой соединен с катодной группой вентилей мостового выпрямителя. На фиг. 1 изображена схема асинхронного вентильного каскада; на фиг. 2 - диаграммы напряжения во вторичных обмотках согласующего трансформатора инвертора, напряжения и тока в фазе Q согласующего трансформатора инвертора и последовательности работы тиристоров. Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1, в цепь фазного ротора которого включен мостовой выпрямитель 2. Катодный вывод мостового выпрямителя 2 соединен с шестью обмотками 3-8 сглаживающего дросселя. Обмотки 3,4, и 5 соединены непосредственно.с тиристорными мостами однофазных инверторов, образующих трехфазный инвертор 9, состоящий из тиристоров 10-13, 14-17 и 18-21 соответственно. Тиристоры 22-24, 25-27 и 28-30 Соединены соответственно анодам в три группы. Вторичные обмотки 31-33 согласующего трансформатора подключены соответственно к выходам трех однофазных ин верторов, катоды тиристоров 11,13,15 17,19 и 21 соединены между собой накоротко и подключены к анодному выводу мостового выпрямителя 2, Тиристоры 22-30 образуют управляемый коммутатор 34, три вывода которого образованы соответственно соединенными между собой катодами тиристоров 22,25,28 и 23,26,29, а также 24,27, 30, четвертый, пятый и шестой выводы управляемого коммутатора 34 образова ны выводами нулевых точек соединенных в звезду тиристоров 22,23,24 и 25,26,27, а 28,29,30 которые соответственно подключены к другим выводам обмоток 6-8 шестиобмоточного дросселя. Асинхронный вентильный каскад фун ционирует следующим образом. Ток ротора асинхронного двигателя 1 выпрямляется мостовым выпрямителем 2. Выпрямленный ток распределителя между обмотками 3-8 сглаживающего дросселя и далее поступает в управля емый инвертор 9, Ток инвертируется в питающую сеть тремя однофазными инверторами через обмотки 31-33. При этом ток обмотки 3 сглаживающего дросселя протекает по обмотке 31 согласующего трансформатора, ток обмотки 4 - по обмотке 32, ток обмотки 5- по обмотке 33, а остальные обмот ки (6-8) сглаживающего дросселя подключается поочередно ко всем трем однофазным инверторам посредством тиристоров 22-30, при этом обмотки 6и 7 подключаются в течение 120 эл. град к каждому однофазному инвертору а обмотка 8 - в течение 60 эл.град. Коммутация тока всех тиристоров естественная. Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере одной фазы трехфазного инвертора (фиг.2, фаза Х). В первый момент проводят тиристо ры 10 и 11 однофазного инвертора. По обмотке 31 согласующего трансформ тора инвертора протекает ток, сглаживаемый в обмотке 3, В момент времени t подается сигнал управления на тиристор 22, соединяющий обмотку 6 с первым однофазным инвертором. Ток обмотки 6 переходит из обмотки 33 согласующего трансформатора, по которой он протекал через открытый до этого тиристор 24, в обмотку 31 в результате того, что противо-ЭДС обмотки 33 q момент времени t (фаза с) больше, чем противо-ЭДС обмотки 31 (фаза сх), т.е. происходит естественная коммутация тиристоров. В момент времени t подается сигнал управления на тиристор 28, и происходит естественная коммутация тока катушки 8 в фазу a трехфазного инвертора 9, а проводивший до этого тиристор 29 запирается под действием разности противо-ЭДС обмоток 32 (фаза 5 ) и 31 (фаза о,) согласующего трансформатора инвертора. В момент времени t. подается сигнал управления на дополнительный тиристор 30. Под действием разности противо-ЭДС ток обмотки 8 переходит в обмотку 33 согласующего трансформатора. В момент времени ti, подается сигнал управления на тиристор 23, и ток обмотки 6 коммутируется в обмотку 32. В момент времени tg подается управляющий сигнал на тиристоры 12 и 13 первого однофазного инвертора, ток в обмотке 31 согласующего трансформатора меняет знак, тиристоры 10 и 11 выключаются под действием противо-ЭДС в обмотке 31 . В следующий полупе.риод работа однофазного инвертора происходит аналогично с той разницей, что в момент времени tg через обмотку 31 начинает протекать ток обмотки 7, подключаемой тиристором 25. Работа остальных фаз управляемого инвертора 9 аналогична работе указанной фазы с учетом сдвига во времени на 120 эл.град. Регулирование противо-ЭДС управляемого инвертора 9 и частоты вращения асинхронного двигателя 1 осуществляется изменением угла управления тиристорами . Как показано на фиг. 2, ток в фазах согласующего трансформатора инвертора имеет ступенчатую форму, близкую к синусоиде. Изобретение позволяет повысить надежность работы асинхронного вентильного каскада за счет устранения коммутирующего конденсатора. При этом высокие энергетические показатели и уменьшение искажений, вносимьк управляемым инвертором в п 1тающую сеть обеспечивается тем, что ток, рекуперируемый инвертором асинхронно-венпГ мпп / «°ДУ иРОван Л.Т7 имеет ступенчатую форму, что позволяет существенно увеличить долю гармоники в инвертируемом.. токе.

АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД, содержащий в цепи ротора асинх. ровного двигателя мостовой выпрямитель катодная группа вентилей которого подключена к нулевому .выводу соединенных в звезду трех обмоток шестиобмоточного дросселя, управляемый инвертор, выполненный в виде трех однофазных инверторов, выходы каждого из которых подключены соответственно к выводам трех вторичных обмоток согласующего трансформатора, анодные группы вентилей каждого однофазного инвертора снабжены выводами для подклочения к соответствующим выводам шестиобмоточного дросселя, а катодные группы трех однофазных инверторов соедшены между собой катодами тиристоров и подключены к аноднсВ4у выводу вентилей мостового выпрямителя, восемь тиристоров yпpaвляв «oгo коммутатора, который тремя выводами подключен соответственно и анодам вентилей однофазных инверторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен девятый тиристор управляемого коммутатора, при этом девять тиристоторов управляемого к(ящугатора соединены в три группы по три тиристора, аноды которых объединены соответственно в общие точки и образьтат чет(О вертый, пятый и шестой выводы упс равляемого коммутатора, а катоды тиристоров управляемого коммутатора подключены соответственно к трем вывояаы управляющего коммутатора, четвертый, пятый и шестой выводы которого подключены к одним выводам соответственно четвертой, пятой и шестой обмоток шестиобмоточного дроссе00 СП ля, другие выводы которых соединены в звезду, нулевой вывод которой соединен с катодной группой вентилей UD Ф мостового выпрямителя.

«v

(Ptit.z