Способ регулирования скорости асинхронного двигателя в структуре асинхронно-вентильного каскада Советский патент 1984 года по МПК H02P7/46 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах турбомеханизмов большой средней мощности. Известен способ регулирования ск рости асинхронного двигателя в стру туре асинхронно-вентильного каскада при котором изменяют величину проти во-ЭДС инвертора, регулируя скважность импульсов противо-ЭДС,поддерживают постоянной частоту включения тиристоров инвертора lj , Недостаток данного способа - неудовлетворительная форма тока инвер тора и ротора асинхронного двигателя и, как следствие, недостаточно высокие энергетические показатели. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб регулирования скорости асинхрон ного двигателя в структуре асинхрон но-вентильного каскада, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель, дроссель и инвертор, шунтированный управляемым ключом, при котором изменяют величи ну противо-ЭДС инвертора, для чего управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной часто те на выходе инвертора, при этом си метрично изменяют угол управления инвертором относительно экстремума фазного напряжения источ:ника переменного тока 2j , Однако из-за неудовлетворительного гармонического.состава тока инвертора и ротора снижаются энергетические показатели привода в целом. Цель изобретения - повышение эне гетических показателей асинхронного вентильного каскада. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования скорости асинхронного двигате ля в структуре асинхронно-вентильного каскада, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель, дроссель и инвертор, шунтированный управляемым ключом, по которому управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной частоте на выходе инвертора изменяя величину противо-ЭДС инвертора, увеличиваю в целое число раз частоту замыкания управляемого ключа, а время егр замыкания регулируют из условия постоянства вольт-секундной площади импульса противоЭДС на каждом периоде коммутации. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы противо-ЭДС инвертора и работы формирователей импульсов; на фиг. 3 - диаграмма изменения диапазона регулирования противо-ЭДС инвертора от частоты его включения. Устройство, реализующее способ регулирования скорости асинхронного двигателя в структуре асинхронновентильного каскада, содержит асинхронньй двигатель 1 (фиг. 1), в цепи фазного ротора которого находятся последовательно соединенные выпрямитель 2, дроссель 3 и инвертор 4, шунтированньш управляемым ключем 5. Параллельно инвертору 4 подключен интегратор 6. Кроме того, в схеме имеются формирователь 7 импульсов инвертора, выход которого связан с инвертором 4, и формирователь 8 импульсов управляемого ключа, выходы которого подсоединены к управляемому ключу 5 и интегратору 6-. В схеме также имеется задатчик 9 управляющего сигнала, выход которого подключен к задатчйку 10 площади импульса и генератору 11 рабочих частот, причем вьпсоды последнего подсоединены к формирователю 7 импульсов инвертора, формирователю 8 импульсов управляемого ключа и задатчйку 10 площади импульса. Установленньй на выходе интегратора 6 и задат- чика 10 площади импульса нуль-орган 12 подключен к входу формирователя , 8 импульсов управляемого ключа. Способ регулирования скорости заключается в следующем. Предположим, в первый момент форирователь 7 импульсов инвертора подает сигнал на включение инвертора (фиг. 2 время t), создавая режим работы двигателя 1 с рекуперацией энергии скольжения. Одновременно интегратор 6 начинает вырабатывать сигнал, пропорциональный интегралу от противо-ЭДС инвертора 4 по времени, который подается на нульорган 12. Когда сигнал от интегратора станет равным сигналу от задатчика 10 площади импульса, нуль-орган 12 срабатьшает, подает сигнал на формирователь 8 импульсов управляемого ключа, который вк.пшчает управлаемый ключ 5 и осуществляет сброс интегратора 6 (время t,,). Выпрямлен ный ток ротора асинхронного двигателя 1 замыкается через управляемый ключ 5. В момент времени tj формирователь 7 импульсов инвертора снова подает сигнал на включение инвертора 4, одновременно формирователь 8 импульсов управляемого ключа подает сигнал на отключение управляемого ключа 5. Далее процессы повторяются в описанной последовательности. Частоту включения инвертора 4 формирователем 7 импульсов инвертора и отключения управляемого ключа 5 формирователем 8 импульсов управляемого ключа задает генератор 11 рабочих частот. Он может вырабатывать сигналы с частотой ,, f, f, 4С увеличением частоты включения инвертора 4 уменьшается диапазон регулирования противо-ЭДС инвертора (фиг. 3). Это объясняется тем, что с увеличением частоты минимальное значение противо-ЭДС возрастает, так как чаще следуют минимальные по вольт-секундной площади импульсы про тиво-ЭДС (минимальная вольт-секундная площадь импульса для всех частот одинакова), а максимальное уменьшается, поскольку чаще следуют паузы между импульсами. Согласованно работой генератора 11 рабочих частот и задатчика 10 площади импульса обеспечивается получение любой необ124ходимой противо-ЭДС при. максимальной из частот, на которых требуемое значение противо-ЭДС может быть получено (фиг. 3). Необходимое значение шротиво-ЭДС определяется задатчиком 9 управляющего сигнала. В зависимое-, ти от сигнала на его.выходе, генератор 11 рабочих частот задает частоту включения инвертора 4. В зависимости от требуемого значения противоЭДС инвертора 4 и частоты его вклю- , чения задатчик 10 площади импульса задает величину вольт-секундной площади одного импульса противоЭДС. . Таким образом, согласно данному способу модуляция повьщ1ет1ой частотой противо-ЭДС ин вертора асинхронно-вентильного каскада улучшает гармонический состав тока ротора асинхронного двигателя. Это уменьшает потери в асинхронном двигателе, улучшает его использование, дает возможность уменьшить массо-габаритные показатели сглаживающего дросселя в цепи выпрямленного тока и согласующего трансформатора инвертора. При повьшенной частоте коммутации инвертора появляется возможность максимально ограничить амплитуду пульсаций скорости вращения и момента электропривода и довести ее до обычного уровня неравномерности, определяемого эксцентриситетом ротоа и зубцовыми пульсациями.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СТРУКТУРЕ АСИНХРОННО-ВЕНТИЛЬНОГО КАСКАДА, содержащего в цепи ротора последовательно соединенные выпрямитель, дроссель и инвертор, шунтированный управляемым ключом, по которому управляемый ключ замыкают на заданное время с частотой, кратной частоте на выходе инвертора, изменяя величину противо-ЭДС инвертора, отличающийся тем, ЧТО, с целью повьшения энергетических показателей асинхронно-вентильного каскада, увеличивают в целое число раз частоту замыкания управляемого ключа, а время его замыкания §/ регулируют из условия постоянства вольт-секундной площади импульса (Л противо-ЭДС на каждом периоде комму.тации. со о ю

S,

ti tftj

Фи&2