Электропривод переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02P3/24 

- 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов.

Цель изобретения - повышение КПД электропривода.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема электропривода , на фиг.2 - диаграммы напря- желия на статорной обмотке асинхрон7 ного электродвигателя.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, вал которого соединен с валом датчика 2 частоты вращения,трехфазный тиристорный регулятор 3 напряжения, составленный из трех групп встречно-параллельно включенных тиристоров , однофазный .тиристорный мостовой выпрямитель 4, первьш 5 и второй 6 блоки формирования импульсов управления, первый.усилитель 7, преобразователь 8 напряжение - частота .вращения, трехфазный кольцевой счетчик 9, задатчик 10 частоты вращения, регулятор 11 частоты вращения, шесть логических элементов И 12- 17, шесть усилителей 18-23 мощности, ключ 2Д упр,авления,коммутацуон- ный аппарат с четырьмя размыкающими контактами 25-28, тремя замы- какнцими контактами 29-31 и обмот-- кой 32, компаратор 33, второй усилитель 34, третий блок 35 формирования импульсов управления. Концы .фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя 1 объединены, начала фаз указанной обмотки через раз мыкающие контакты 25-27 коммутационного аппарата подключены к одним .точкам соединения анодов и катодов трехфазного тиристорного регулятора 3 напряжения, другие точки соединения анодов и катодов тиристоров кото рого снабжены зажимами для подключения (непосредственно или через ре- версинный контактор) к фазам питающей сети.

Между одними точками соединения анодов, и катодов тиристоров трехфазного тиристорного регулятора 3 напря жения включены первьш 29 и второй 30 замыкающие контакты коммутационного аппарата. Одна диагональ однофазного тиристорного мостового выпрямителя 4 подключена параллельно одной фазе статорной обмотки асинхронного двигателя 1, а другая - к точке соединения анода и катода тиристоров од

59456,2

ной фазы трехфазного тиристорного мостов-ого выпрямителя 4 и к земле. Выход задатчика 10 частоты вращения подключен к одному входу регулятора

5 11 частоты вращения, другой вход которого подключен к выходу датчика 2 частоты вращения. Выход регулятора частоты .вращения подключен через четвертый- размыкающий контакт 28 по

10 входу первого блока 5 формирования импульсов управления и через соединенные .последовательно ключ 29 управления, первый усилитель 7, преобразователь напряжение - частота вра15 щения - к входу трехфазного кольцевого счетчика 9 и через соединенные последовательно компаратор 33 и второй усилитель 34 - к обмотке коммутационного аппарата 32. Выход компа20 ратора 33 через третий замыкающий контакт .31 коммутационногд аппарата подключен к входу третьего блока 35 , формирования импульсов управления, выходы которого подключены к входам

25 шести усилителей 18-23 мощности.- Выход трехфазного кольцевого счетчика 9 подключен к одним входам шести логических элементов И 12-17, к другим входам которых подключены выходы

30 первого блока 5 формирования импульсов управления. Выходы логических элементов И 12-17 подключены к входам соответствующих усилителей 18-23 мощности, выходы которых подключены .

эс к .управляющим электродам тиристоров трехфазного тиристорного регулятора 3 напряжения. Выходы второго блока 6 формирования импульсов управления подключены к управляющим

Q эле;ктродам тиристоров однофазного тиристорного мостового выпрямителя. На фиг.2 представлены диаграмма 36 напряжения питающей сети, точки 37-39 коммутации тиристоров регуд лятора напряжения, диаграмма 40 напряжения на выходе тиристорного регулятора напряжения, диаграмма 41 напряжения в одной фазе статорной обмотки асинхронного электродвигателя, подключенной к тиристорному выпрями50

55

телю.

Электропривод работает следующим образом.

Встречно-параллельно включенные тиристоры регулятора напряжения обеспечивают плавный разгон электродви- гртеля 1 и поддерживают заданнзто частоту вращения. Ча входе регулятора

11 частоты вращения сравниваются сигналы заданной частоты вратения, получаемые с задатчнка 10 частоты вращения, и сигналы фактической частоты вращения от датчика 2 частоты вращения.

В режиме замедления при наличии рассогласования определенного знака и величины на выходе регулятора 11 частоты вращения включается компаратор 33 и через второй усилитель 34 запитывается управляющая обмотка 32 коммутационного аппарата, и последний срабатывает. При этом выводы встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3 напряжения, к которым подключались через размыкающие контакты 25-27 коммутационного аппарата начала фазных обмоток статора электродвигателя 1 отключаются от фазных обмоток статора электродвигателя 1 и собираются в общую точку через замыкающие контакты 29- 30 коммутационного аппарата, и одна из фазных статорных обмоток электродвигателя 1 включается в диагональ моста, образованного тиристорами выпрямителя. Одновременно снимается управлякщее напряжение с входа первого блока 5 формирования импульсов поскольку срабатывает размыкаюпщй контакт 28 коммутационного аппарата и вступает в работу третий блок 35 формирования импульсов после срабатывания замыкающего контакта 31 коммутационного аппарата. Блок 35 начинает формировать импульсы на управляющие электроды встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3 через усилители 18-23 мощности.

При наличии на выходе регулятора 11 частоты вращения рассогласования определенного знака (например, положительного) вступает в работу и второй блок 6 формирования импульсов, формирующий управляющее напряжение на тиристоры выпрямителя 4, включенные в плечи моста. При этом на управляющих электродах встречно-параллельно включенных тиристоро регулятора 3 за каждаш полупериод питающего напряжения формируется дв управляющих импульса. Один - в начале соответствующего полупериод а, а дру

гой - через угол J ,равньй п - (тг+р

где р определяется углом восстановления запиракндих свойств тиристора

и углом перекрытия, определяющим промежуток времени, за который ток через тиристор становится равным нулю. Через угол У в двух любых соседних 5 фазах, напр1тмер фазы В и А (диаграмма 36, фиг.2), окажется в работе в полупериоды питающего напряжения одинаковой полярности (отрицательные или положительные) одновременно по

0 одному тиристору причем в этом случае напряжение, прикладываемое к катоду (в положительный полупериод) или к аноду (в отрицательный) тиристора, открывщегося с началом соот5 ветствующего полупериода напряжения, например, для фазы ,В в точке 37 в результате открывания вновь вступающего в работу через угол jf для своего полупериода тиристора, например, в

0 точке 38, окажется запирающим по знаку и по абсолютной величине, тиристор, открывающийся в начале полупериода напряжения, например, для фазы В в точке 7, закрывается.Затем

5 в конце своего рабочего полупериода, например, для фазы А в точке 39 за- крьшается и тиристор, вступивщий в работу в фазе А в точке 38 (б первом приближении без учета индуктивности

0 нагрузки). Аналогичная работа в соответствии с порядком чередования фаз А,В,С встречно-параллельных тиристоров регулятора 3 имеет место и в следующие полупериоды питающего напряжения. Следовательно напряжение, подаваемое на выпрямитель 4 относительно нулевого провода при указанной работе встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3,

Q имеет вид 40 (фиг.2). Это напряжение имеет частоту 150 Гц и пониженную амплитуду,- примерно равную 150 В. После выпрямления на фазной обмотке статора электродвигателя 1, включенJ ной в одну диагональ выпрямителя 4, напряжение имеет вид 41 (фиг.2) при текущем значении угла управления тиристорами выпрямителя 4, задаваемого вторым блоком 6 формирования импульсов в зависимости от рассогласования на выходе регулятора 11 частоты вращения. Это напряжение имеет частоты 300 Гц и обеспечивает эффективный режим управляемого динамического торможения.

0

5

В случае несрабатывания компаратора (фиг.1) при замедлении рассог- ласование по скорости с выхода регу

лятора 11 частоты вращения поступает на первый блок 5 формирования импульсов, задавая определенный угол управления встречно-параллельно вклю ченньми тиристорами регулятора 3 и соответственно определенную величину двигательной составляющей момента электродвигателя 1 при торможении. При включении ключа 24 управления рассогласования по скорости с выхода регулятора 11 частоты вращения через усилитель 7 подается на вход преобразователя 8 напряжение - частота,Последовательность импульсов частотой,

.определяемой выходным напряжением усилителя 7, с выхода преобразователя 8 напряжение - частота поступает на вход трехфазного кольцевого счетчика 9 с фиксированньм коэффициентом счета. На входы каждого из логических элементов И поступает две последовательности импульсов: модулирующая трехфазного кольцевого счетчика 9 и последовательность управляющих импульсов, формируемая соответствующим каналом блока 5 формирования импульсов. В результате на выходе логических элементов И 12-17 имеют место модулированные по частоте последовательности управляющих импульсов, которые через усилители 18-23 мощности поступают на управляющие электроды встречно-параллельно включенных тиристоров регулятора 3. Частота модуляции определяет синхронную частоту вращения электродвигателя 1. На входе регулятора 11 частоты вращения сравниваются сигнал задания по скорости, обеспечивающий получение пониженной скорости, например, в диапа

. зоне 1:6 и получаемьш с задатчика 10 частоты вращения, и сигнал обратной связи по частоте вращения от датчика 2 частоты вращения электродвигателя 1, чем обеспечивается необходимая интенсивность торможения и формирование заданной тахограммы.

Таким образом, при замедлении привода момент на валу электродвигателя 1 представляет собой сочетание двигательного момента, определяемого работой электродвигателя 1 при питании его регулируемым и модулируемым с требуемой частотой напряжения, и тормозного мрмента, обусловленного питанием одной из фазных обмоток статора электродвигателя 1 через выпрямитель 4 по схеме динамического торможения.

В результате обеспечивается управляемое торможение электродвигателя 1 до пониженной частоты вращения и, далее, до полной остановки.

Таким образом, .благодаря введению коммутационного а,ппарата и третьего блока формирования импульсов управления с соответствующими элементами (компаратором, вторым усилителем), обеспечивается улучшение режима работы электропривода и повышение КПД.

Формула изобретения

5

5

0

0

5

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, вал которого соединен с валом датчика частоты вращения, трех- фазньй тиристорный регулятор напря- 0 жения, составленный из трех групп встречно-параллельно включенных тиристоров, однофазный тиристорный мостовой выпрямитель, первый и второй блоки формирования импульсов управления, первый усилитель, преобразователь напряжение - частота вращения, трехфазньй кольцевой счетчик, задатчик частоты вращения, регулятор частоты вращения, шесть логических элементов И, шесть усилителей мощности, ключ управления, причем концы фаз статорных обмоток асинхронного электродвигателя объединены, одни точки соединения анодов и катодов тиристоров трехфазного тиристорного регулятора напряжения снабжены зажимами для подключения (непосредственно или через реверсивньй контактор) к фазам-питающей сети, выход задатчика частоты вращения подключен к одному входу регулятора частоты вращения, другой вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения, выход регулятора частоты вращения подключен к входу второго блока формирования импульсов управления, выходы которого подключены к управляющим электродам однофазного тиристорного мостового выпрямителя,вход первого блока формирования импульсов управления через соединенные последовательно ключ управления,первый усилитель и преобразователь напряжение-частота вращения соединен с входом трехфазного кольцевого счетчика, выход которого подключен к .одним входам шести логических элементов И,другие входы которых подключен|)1 к соответствующим выходам первого бло5

0

5

7

ка формирования импульсов управле- ния выходы шести логических элементов И подключены к входам . шести усилителей мощности, выходы которых подключены к управляющим электродам тиристоров трехфазного регулятора напряжения, отличающийся тем,-что, с целью увеличения КПД, в него введены коммутационный аппарат с четырьмя размыкающими, тремя замыкакяцими контактами и обмоткой, компаратор, второй усилитель и третий блок формирования импульсов управления, начала фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя через первые, три размыкающих контакта коммутационного аппарата подключены к другим точкам соединения анодов и катодов тиристоров трехфазного тиристорного регулятора напряжения, между указанными точками включены первый и второй замыкаю3- 50 4,3808

59456 .8 .

щие контакты коммутационного аппарата, одна диагональ однофазного тиристорного мостового выпрямителя подключена параллельно к фазной стас торной обмотке асинхронного электродвигателя, другая - к другой точке соединения анода и катода тиристоров трехфазного тиристорного регулятора напряжения и к земле, выход

10 регулятора частоты вращения через соединенные последовательно компаратор и второй усилитель подключен к обмотке коммутационного аппарата и через четвертый размыкающий контакт

15 последнего - к входу первого блока формирования импуль сов управления, выход компаратора через третий замыкающий контакт ко ммутационного аппарата подключен к входу третьего

20 блока формирования импульсов управления, выходы которого подключены к входам шести усилителей мощности.

ABC

36

w

;

KKNNNKNNKKNNNNNKNK

Фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах грузоподъемных механизмов и пассажирских лифтов. Целью изобретения является повышение КПД эл. привода. Регулирование скорости в двигательном и тормозном режимах работы эл. привода осуществляется с помощью тиристорного коммутатора. В тормозном режиме указанный коммутатор подает на обмотки двигателя напряжение повышенной частоты, к-рое на одну из фаз статорной обмотки двигателя поступает через регулируемый выпрямитель. Благодаря такой схеме управления обеспечивается торможение привода с изменением соотношения двигательного и тормозного момента вплоть до остановки привода. Это приводит к снижению пульсаций тока в обмотке и к повышению КПД. 2 ил. I (Л 1ч9 СЛ СП Од