Устройство для управления тиристорным циклоконвертором Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электропреобразовательной технике, и может быть использовано, например, в электроприводе грузоподъемных механизмов, Известен циклоконвертов, содержащий формирователь-синхронизатор, подключенный к источнику питания, делитель частоты, вход которого соединен с выходом формирователд-синхронизато- ра, а выход соединен через блок фазового управления с управляющими электродами тиристоров преобразователе lj Известное устройство обеспечивает изменение частоты питающего напряжения, однако характеризуется низкими энергетическими показателями из-за то го, что при уменьшении частоты прог изводят изменение чередования фаэ источника питания и возникают дополнительные потери в нагрузке от основной гармоники источника пита:ния, а также сложность системы управления. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является . устройство для управления тиристорньм циклоконвертором, содержащее нагруженньй на резистор и стабилитрон j выпрямитель, подключенный к фазам циклоконвертора, элемент задержки СОСТОЯ1ЦИЙ н последовательно включенных резисторов и конденсатора, включенньй параллельно стабилитрону указанного выпрямителя, общая точка последова:тельно включенныхрезисторов и конденсатора элемента задержки подключена ко входу порогового элемента распределитель импульсов, вьпсоды которого подключены к управляюпщм элек родам тиристоров циклоконвертора, до полнительный резистор, одним выводом подключенный к отрицательному полюсу указанного вьтрямителя 23. Известное устройство обеспечивает регулирование напряжения на выходе циклоконвертора фазовым способом, однако характеризуетсянйзЛим диапазоном регулирования из-за того, что максимальньй угол управления может иметь величину не более 120 эл.град. и соответственно напряжение на активной нагрузке может быть снижено не более, чем в 4 раза. При использовании в качестве нагрузки асинхронного электродвигателя скорость в разомкнутой системе может быть снижена в пределах критического скольжения. Используя замкнутую систему регулирования скорости вращения двигателя, последний на низких скоростях работает со значительными потерями электроэнергии, что приводит к нагреву его обмоток и вьпсоду из строя. Регулирование скорости возможно только в первом и четвертом квадратах механической характеристики, т.е. генераторньй режим работы двигателя возможен только при работе на естественной механической характеристике. Целью изобретения является повышение энергетических показателей путем уменьшения потерь электроэнергии при работе электродвигателя на низких скоростях и расширение диапазона регулирования. Указанная цель достигается тем, что устройство, для управления тиристорным циклоконвертором снабжено тиристором и тремя ключами, шунтируюпщми последовательно включенные резисторы элемента задержки, причем анод тиристора подключен к полояентельному полюсу указанного выпрямителя, катод, объединенный со вторым выводом дополнительного резистора, подключен ко входу распределителя имцульсов, управляющий электрод подключен к выходу порогового элемента, а сопротивление fl последовательно включенных резисторов элемента задержки- находится в пределах n-T+ l/ T . enVi-i т - период источника питания; . С - емкость конденсатора; - коэффиодент передачи порогового элемента, На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства/ ТирйсТорный циклоконвертор содержит управляемые вентили 1, подключенные к обмотке статора электродвигателя 2, выпрямитель 3, вход которого подключен к фазам обмотки статора электродвигателя 2, элемент 4 задержки, который содержит последовательно соединенные резисторы 5, конденсатор 6, которые подключены к вькоду выпрямителя 3, пороговьй элемент 7 в виде одяопереходного транзистора (опт), эмиттер которого подключен к точке соединения конденсатора 6 п резистора 5, а база соединена с управляющим электродом тиристора 8, анод которого соединен с выходом выпрямителя 3, катод соединен с резистором 9 и с распределителем It) импульсов, который содержит последовательно соединенные резисторы 11 и диоды 12, подключенные к управляющий электродам вентилей 1, резисторы 5 шунтированы ключами 13, На фиг. 2 показаны диаграмма 14 трехфазного напряжения источника питания, диаграмма 15 напряжения конденсатора 6, диаграмма 16 управлякнцих 13мпуль,сЬв и диаграмма 17 на.пряжения на обмотке электродвигателя 2, для фазы С. Устройство работает следующим образом. - После подачи напряжения от источн ка питания и обмоткам статора электр двигателя 2 от выпрямителя 3 начинае заряжаться .конденсатор 6 через резис тор 5, который не замкнут ключом 13 Время заряда конденсатора 6 зависит от параметров элемента 4 задержки и определяется Е - UB.. где R - сопротивление резистора 5 . элемента 4 задержки; С - емкость конденсатора 6; Б напряжение на выходе выпрямителя 3; вкА напряжение включения порогового элемента 7, Так как для модуляции напряжения пониженной частоты необходимо заряда больше, чем , но менее, чем 1 - ,/ Т(1 ) где Т - период напряжекия источника питания, то после прёобразрвания равенства (1) получим, что для соблюдения заданной задержки необходимо ввести резистор 5 сопроти лением равным (1) тОЧ) cenVv И-ii C€nVl-7 После достижения заряда конденсатора 6, при котором включается пороговый элемент 7, происходит разряд конденсатора через управляющий электрод тиристора 8 и резистор 9 (диаграмма 15). Тиристор 8 включается и подает управляющий импульс через распределитель 10 импульсов на управляющие электроды вентилей 1 (диаграмма 16). Вентили.1, имеющие в данный момент времени максимальное анодное напряжение, открываются, и ток проходит через обмотку электродвигателя 2. После изменения знака анодного напряжения на вентилях 1 последние .закрываются и начинается новый процесс заряда конденсатора элемента 4 задержки. После разряда конденсатора управляющий импульс подается на следукщую пару тиристоров, после чего формируется на нагрузке напряжение пон1шенной частоты (диаграмма 17,) . Таким образом, производя задержку на включение тиристоров циклрконверторов на заданное время, осуществляется модуляция напряжения ,на нагрузке, которое имеет частоту 1/4, 1/7, 1/13 от частоты источника пи тания, при этом электродвигатель пропорционально частоте уменьшает скорость вращения, причем работает на пониженной скорости устойчиво во всех четырех квадратах механической характеристики с минимальньми потерями электроэнергии. Благодаря высоког у диапазону регулирования достигается повышение производительности механизма, работающего с предложенным циклоконвер тором, так как при этом повышается скорость его передвижения и точность остановки. При работе на низких скоростях достигается экономия электрической энергии за счет уменьшения напряжения питания нагрузки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ЦИКЛОКОНВЕРТОРОМ, содержащее нагруженный на резистор и стабилитрон выпрямитель, предназначенный для подключения к питающей сети, элемент задержки, состоящий из последовательно включенных резисторов и конденсатора, включенный параллельно стабилитрону указанного вьшрямите- ля, общаЛ точка последовательно включенных резисторов и конденсатора злемента задержки подключена ко входу noporoiBoro элемента, распределитель импульсову выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров циклоконвертора, дополнительный резистор, одним вьшодом подключенный к отрицательному полюсу указанного вьшрямителя, отличающе еся тем, что, с целью повышения энергетических .показателей и расширения диапазона регулированияj оно снабжено тиристором и тремя ключами, шунтирующими последовательно включенные тиристоры элемента задержки, причем анод тиристора подключен к пололсительному полюсу указанного выпрямителя, катод,объединенный со вторым выводом дополнительного резистора, подключен ко входу распределителя импульсов, управлянмций электрод подключен к выхо(Л ду порогового элемента, а сопротивление, последовательно включенных резисторов элемента задержки находится в пределах пУзт n. c-ehVv j c.enVi- i :где Т - период источника питания; ;О С - емкость конденсатора; 2 - коэффициент передачи порого9) вого элемента п 1, 2, 3