Электропривод переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в электроприводах с регулированием скорости вращения в широком диапазоне.

Цель изобретения - упрощение схем ного решения и повьшение надежности работы электропривода.

На фиг.1 представлена структурная схема электропривода переменного тока; на фиг.2 - пример выполнения конкретной схемы электропривода переменного тока.

В электроприводе переменного тока (фиг.. 1) к трехфазной сети пере- менного тока 1 подключен трехфазный индуктивно-емкостной преобразователь 2, выход которого соединен с входом неуправляемого мостового выпрямителя 3. Выход вьтрямителя 3 подсоединен к входу однофазного инвертора 4 тока, к; выходу которого последовательно подключены статор- ные обмотки 5 7 двигателя переменного тока. Параллельно статорным обмоткам 5-7 двигателя переменного тока подключены управляемые клю- чевые элементы 8 10 соответственно. Цепи управлении однофазным инвертором 4 тока и ключевых элементов 8-10 подключены к блоку 11 управления электроприводом.

На фиг.2 последовательно с обмотками 5-7 двигателя включены датчики 12 - 14 тока соответственно, которые соединены с блоком 11 управления электроприводом. Ключевые элементы 8-10 могут быть вьтолнены в виде двух тиристоров, включенных встречно- параллельно.

Например, ключевой элемент 8 вы- в виде встречно-параллельно включенных тиристоров 15 и 16. Параллельно каждой из статорных обмоток 5-7 двигателя переменного тока и соответственным датчикам 12 - 14 тока подключены цепи, состоящие из последовательно соединенных конденсаторов 17 .- 19 и резисторов 20 - 22. Например, параллельно обмотке 5 двигателя и датчику 12 тока- подключены последовательно включенные конденсатор 17 и резистор 20. На этом чертеже также параллельно выходу однофазного инвертора 4 тока подключен вход однофазного мостового выпрямителя 23, к выходу которого параллельно подключены конденсатор 2-4 и резистор 25.

Ш

5

15

20

2398262

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Индуктивно-емкостной преобразователь 2, состоящий из реакторов и батарей конденсаторов, изменяет свойства трехфазного источника напряжения, которыми обладает сеть 1 переменного тока, в свойства трехфазного источника тока на входе неуправляемого мостового выпрямителя 3. Поэтому на выходе выпрямителя 3 реализуются свойства неуправляемого источника постоянного тока и неизменный по величине ток однофазным инвертором 4 -преобразуется в перемен- :яый ток с постоянной амплитудой, частота которого в нескольь:р раз больше частоты токов, формируемых в обмотках 5 -- 7 двигателя. Для формирования токов в статорных обмотках 5-7 двигателя используются управляемые ключевые элементы 8-10 соответственно.

Для изменения величины тока в статорной обмотке 5 двигателя в условно положит«шьном направлении используются только соответствующие полорштельные полупериоды тока однофазного инвертора 4 либо их часть, отсчитываемая от начала этого полупериода за счет разомкнутого состояния ключевого элемента 8« Отрицательные полупериоды тока однофазного инвертора 4 пропускаются мимо обмотки 5 двигателя через ключевой эламент 8, который при этом замкнут. Когда для изменения тока в статорной обмотке 5 Двигателя в положительном направлении используется только часть положительного полупериода тока однофазного инвертора 4, отсчитываемая от начала этого полупериода, остальная часть положительного полупериода тока однофазного инвертора 4 ,f пропускается также мимо обмотки 5 двигателя через ключевой элемент 8, который при этом тоже замкнут. Подобным образом достигается изменение величины тока в статорной обмотке 5 двигателя в условно отридательном направлении.

25

30

з;

40

iiO

Чтобы пояснить способ формирования токов в статорных обмотках 5-7 двигателя, рассмотрим работу ключе- 55 вого элемента 8 на фиг,2, которьш здесь рлшолнен в виде двух встречно- параллельно включенных тиристоров 15 и 16. Для Простоты предположим.

что к моменту рассмотрения ток в обмотке 5 отсутствует и необходимо формирование тока в этой обмотке в направлении, параллельном проводящему направлению тиристора 15. Тогда тиристор 16 должен быть открыт, а тиристор 15 закрыт в течение всего полупериода тока однофазного инвертора 4, при котором этот ток совпадает по направлению с проводящим направлением тиристора 15, либо части этого полупериода, отсчитываемой от его начала. При этом полупериоды тока однофазного 4 проти- воположного направления беспрепятственно пропускаются мимо обмохки

6двигателя через открытый тиристор 16, через которьй также при этом

замыкается и ток в обмотке 5 двигателя, который обусловлен зайасённой в этой обмотке электромагнитной энергией.

. Если же для формирования тока в обмотке 5 в направлении, параллельном проводящему направлению тиристора 15, используется только часть ; соответствующего полупериода тока

однофазного инвертора 4, отсчитываемая от начала этого полупериода, остальная часть этого полупериода тока пропускается мимо обмотки 5 двигателя в резуАьтате отпирания тиристора 15. Для ограничения перенайря- сений на обмотке 5 двигателя при ормировании тока в ней параллельно обмотке 5 .и датчику 12 тока подклюена цепь, состоящая из конденсатоа 17 и резистора 20.

Формирование токов в статорных обмотках 6 и 7 двигателя с помощью управляемых ключевых элементов 9 и 10 соответственно осуществляется аналогично. Фазовый сдвиг токов, формируемых гв статорных обмотках 5 7двигателя, достигается в результате управления ключевыми элементами

8- 10 с помощью блока 11 управления электроприводом.

Задающие сигналы и .сигналы необходимых обратных связей подаются в блок 10 управления электроприводом. С целью уменьшения потерь энергии при коммутациях в дднофазном инвер239826 .4

торе тока И ключевых элементах 8-10 блок 11 управления электроприводом может обеспечить уменьшение частоты тока инвертора 4 при умень- 5 шений частоты токов, формируемых в обмотках 5 -, 7 двигателя.

Для ограничения коммутационных напряжений параллельно выходу однофазного инвертора 4 тока может быть

10 подключен однофазный мостовой вьтря- митель 23.(фиг.2) к выходу которого параллельно подключены конденсатор 24 и резистор 25.

Технико-экономические преимущест{5 ва предлагаемого электропривода переменного тока по сравнению с известными устройствами достигаются в результате применения меньшего количества коммутирующих элементов, а

20 потому и более простой и надежной системы управления. Повьшение надежности работы электропривода обеспечивается также реализуемым способом отдельных импульсов, управляющих

25 ключевыми элементами, включенными параллельно этим обмоткам, вызывая лишь некоторое исполнение формы to- ка в обмотке двигателя.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий двигатель переменного то- ка, статорные обмотки которого связаны с выходом инвертора, вход которого через незттравляемый мостовой вьтрямитель соединен с выходом индук- тивно-емкостнохю преобразователя тока, выходы которого предназначены для соединения с сетью переменного тока, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и повьшения надежности электропривода в работе, в него введены управляемые ключевые элементы по числу фаз статорных обмоток двигателя, последние соединены последовательно, а инвертор выполнен однофазным, при этом цепь последовательно соединенных фазных обмо- ток подключена к выходу однофазного инвертора тока. непосредственно, а управляемые ключевые элементы шунтируют каждую фазную обмотку статора двигателя.

IГ1-r

r

1 .r.M

-Г

1

f

HIA S

О

Изобретение направлено на упрощение и повышение надежности электропривода переменного тока с регулируемой скоростью вращения в широком диапазоне. В электропривод, содержащий двигатель переменного тока, статорные обмотки 5-7 которого связаны с выходом инвертора 4, введены управляемые ключевые элементы 8-10 по числу фаз двигателя. Фазы (обмотки) соединены последовательно, инвертор выполнен однофазным, а клю- евые элементы шунтируют каждую фазу двигателя . Ключевые элементы формируют токи в обмотках двигателя. Для изменения величины тока в определенной обмотке в условно положительном направлении используются. только соответствующие положительные полупериоды тока однофазного инвертора 4 либо их часть, отсчитьшаемая от начала этого полупериода за счет разомкнутого состояния шунтирующего эту обмотку ключевого элемента. Отрицательные полупериоды тока инвертора 4 пропускаются мимо этой обмотки через этот же ключевой элемент, которьш при этом замкнут. Аналогично достиг ается изменение тока в обмотке в условно отрицательном направлении. 2 ил. i (Л ю со со 00 to Од

/11) С Ф

I

S Л.

S E

r CM

CSI

ri

Редактор А.Шандор

Составитель В.Тарасов

Техред О.Сопко Корректор ,Е. Сирохман

3406/55

Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г.Ужгород, ул.Проектная, 4