Асинхронный вентильный каскад Советский патент 1986 года по МПК H02P7/62 

1

датчик 14 управляющего сигнала, блок 12 управления частотой коммутации, Б устр-во введены управляемый генератор (УГ) 11 рабочих частот, блок 13 коррекции управляющего сигнала. Выпрямленный ток ротора АД 1 замыкается через УП 7, И 4 включается и пропускает ток ротора. Одновременно интегратор

коррекции задает величину вольт-секун дной площади одного импульса. Конкрет ную частоту в зависимости от величины управляющего сигнала определяет блок 12. Модуляция ВЫСОКО частотой по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса про- тиво-ЭДС инвертора позволяет улучшить форму тока ротора АД 1 и гармоничес10 вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу от противо-ЭДС И 4по вре-Ткий состав выходного тока И 4, умень- мени, УГ 11 задает частоту следованияшить потери, габариты дросселя, мощ- импульсов противо-ЭДС И 4, а блок 13ность трансформатора 6. 3 ил.

f

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов мощных промьшленных механизмов с относительно спокойным характером нагрузки, например вентиляторов и насосов.

Целью изобретения является улучшение использования .установленной мощности силовых элементозз электропривода,

На фиг,1 изображена функциональная схема асинхронного вентильного каска- на фиг,2 - диаграмма задающих частот f , f , f, (в зависимости от величины противо-ЭДС Eg); на фиг,3 диаграмма формирования противо-ЭДС инвертора с разными вольт-секундными площадями в соответствующие интервалы времени t.

Асинхронный вентильный каскад содержит асинхррнный двигатель 1, фазный ротор которого соединен с входом мостового выпрямителя 2, выход которого через дроссель 3 связан с силовым входом управляемого инвертора 4, управляющий вход которого соединен с выходом блока 5 формирования импульсов инвертора, а выход - с сетевым трансформатором 6, Силовой вход инвертора 4 зашунтирован управляемым переключателе 7, один управляюпщй вход которого соединен с выходом первого формирователя 8 импульсов, а другой - с выходом второго формирователя 9 импульсов. Силовой вход инвертора 4 зашунтированчтакже интегратором 10, управляющий вход которого связан с выходом второго формировате- ля 9, Вход первого формирователя 8 и вход блока 5 связаны с выходом управ-

коррекции задает величину вольт-секундной площади одного импульса. Конкретную частоту в зависимости от величины управляющего сигнала определяет блок 12. Модуляция ВЫСОКО частотой по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса про- тиво-ЭДС инвертора позволяет улучшить форму тока ротора АД 1 и гармонический состав выходного тока И 4, умень- шить потери, габариты дросселя, мощ- ность трансформатора 6. 3 ил.

0

s

0

5

0

5

ляемого генератора 11 рабочих частот, вход которого соединен с первым входом блока 12 управления частотой коммутации, второй выход которого соединен с первым входом блока 13 коррекции управляющего сигнала, второй вход которого так же, как и вход блока 12, связан с выходом задатчика 14 управляющего сигнала. Один вход нуль- органа 15 соединен с выходом интегратора 10, другой - с выходом блока 13, а выход - с входом второго формирователя 9. ,

Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.

Ток ротора асинхронного двигателя 1 выпрямляется выпрямителем 2 и сглаживается дросселем 3, В роторную цепь вводится противо-ЭДС, создаваемая инвертором 4 и его согласующим сетевым трансформатором 6,, которая модулируется согласованной работой блока 5 формирования импульсов инвертора 4, а также первого 8 и второго 9 формирователей импульсов по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС (фиг,2), В первый момент времени выпрямленный ток ротора асинхронного двигателя 1 замыкается через управляемый переключатель 7 (время t , фиг.З), В момент времени t управляемый генератор 11 рабочих частот подает сигнал на вход блока 5 формирования импульсов инвертора 4 и первый формирователь 8 импульсов. Управляемый перекл очатель 7 вьжлючается, а инвертор 4 включается, и через него начинает протекать вьшрямленный и сглаженный ток ротора. Одновременно

jинтегратор 10 начинает вырабатывать Сигнал, пропорциональный интегралу от 1противо-ЭДС инвертора 4 по: времени. Этот сигнал подается на нуль-орган 15, где сравнивается с сигналом от блока 13 коррекции управляющего сигнала. Когда сигнал от интегратора 10 достигает величины сигнала от блока 13, тогда нуль-орган 15 срабатывает и запускает второй формирователь 9 импульсов, который включа Т управляемый переключатель 7 и осуществляет сброс интегратора 10 (время t , фиг.З). Под действием противо-ЭДС ток из.инвертора 4 коммутируется в управ- ляемый переключатель 7. Далее процессы повторяются в описанном порядке. Управляемый генератор 11 рабочих частот задает частоту следования импульсов противо-ЭДС инвертора 4, а блок . коррекции управляющего сигнала задает величину вольт-секундной площади одного импульса.

Управляющий генератор 11 рабочих частот задает три различные частоты f , f , f следования импульсов противо-ЭДС. Конкретная частота определяется блоком 12 управления частоты коммутации в зависимости от требующегося среднего значения противо-ЭДС инвертора 4 (фиг.2): более высокая частота улучшает использование согласующего сетевого трансформатора 6 инвертора 4, дросселя 3 и асинхронного двигателя 1. Существует минимальная величина паузы между импульсами противо-ЭДС, которая ограничивается временем восстановления запираю111их свойств тиристоров инвертора 4, Сгтиествует также минимальная продолжительность импульса противо-ЭДС, которая определяется характером переходных процессов.

Управляющий сигнал от задатчт-ка 14 управ ляющего сигнала определяет в выбранном масштабе требующееся среднее значение противо-ЭДС инвертора 4 в пределах Е - Е. (фиг.2). Если это

1 Ъ

значение находится в пределах , или Eg- lig , то частота следования импульсов противо-ЭДС равнаf , для

Е.- ЕЗ

3

и Е.--Е,; - f,, для Е,- Е Конкретную частоту в зависимости от величины управляющего сигнала оп- .ределяет блок 12 управления частотой ;коммутации.

Поскольку среднее значение противо- ЭДС инвертора 4 определяется частотой

следования импульсов и вольт-секундной плогаадью одного и тульса противо- ЭДС, то .необходимо регулирование вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС в зависимости от требующегося среднего значения противо- ЭДС с учетом частоты следования импульсов. Величину вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС определяет блок 13 коррекции управляющего сигнала, выходное напряжение которого сравнивается нуль-органом 15 с сигналом от интегратора 10. Выходной сигнал блока 13 представляет собой сумму напряжения управления от задатчика 14 управляющего сигнала и некоторого граничного напряжения, которое вырабатывается в блоке 12 в зависимости от того, в какой зоне (фиг.2) находится требующееся значение противо-ЭДС инвертора 4.

Модуляция высокой частотой по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС инвертора позволяет улучшить форму тока ротора асинхронного двигателя и гармонический состав выходного тока инвертора, уменьшить потери в асинхронном двигателе, габариты дросселя в цепи выпрямленного тока, уста- нoвлeннз o мощность согласующего сетевого трансфорг атора инвертора. Этим достигается уменьшение массогабарит- ных показателей электроприво.да с преобразователем асинхронного вентильного каскада.

Форм у л а

изобретения

Асинхронный вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя мостовой вьшрямитель, с вы- хо.дом которого через дроссель связан силовой вход управляемого инвертора, зашунтированный интегратором и управляемым переключателем, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а второй вход- с входом интегратора и подключен к вы- . второго формирователя импульсов, выход интегратора соединен с одним входом нуль-органа, а управляющий вход управляемого инвертора - с выходом блока формирования импуль- сов инвертора, задатчик управляющего сигнала и блок управления частотой коммутации, отличающийся тем, что, с целью улз/чшения использования установленной мощности, в него введены управляемый генератор рабочих частот и блок коррекции управляющего сигнала, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами задатчика управляющего сигнала и блока управления частотой коммутации, вход которого соединен с выходом задатчика управляющего сигнала, а

выход - с входом управляемого генератора рабочих частот, выход которого соединен с выходами первого формирователя импульсов и блока формирования импульсов инвертора, выход блока коррекции управляющего сигнала соединен с другим входом нуль-органа, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов мощных механизмов. Цель изобретения - улучшение использования установленной мощности силовых элементов электропривода. Устр-во содержит асинхронный двигатель (АД) 1, вьтрямитель 2, дроссель 3, инвертор (И) 4, формирователи 8 и 9 импульсов, блок 5 формирования, интегратор Ю, управляемый переключатель (УП) 7, за/Vr f s (Л AJ IsD СД N) Фие.1

Sz

Редактор И.Николайчук

Составитель И.Волошиновский

Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Заказ 4629/55Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Iи 1

IIИ I I. II i

i tj tjt Фиг.З