Устройство для регулирования скорости асинхронного тягового двигателя Советский патент 1987 года по МПК H02P7/42 

1133072Д

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом или промышленном электроприводе.(

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости и повышение надежности устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирова- ю ния. скорости асинхронного тягового двигателя; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы напряжений Uc и тока iy на коммутирующем конденсаторе автономного инвертора тока при включении толь- 15 саторов инвертора 8 в источник 5 (ин

ко реакторов и совместно с реакторами диодов с резисторами и конденсатором соответственно.

Устройство для регулирования скорости асинхронного тягового двигателя 1 содержит импульсный преобразо- эатель 2 постоянного тока, входные выводы 3 и 4 которого снабжены зажимами для подключения к источнику 5 постоянного напряжения, выходные выводы импульсного преобразователя 2 постоянного тока через дроссели 6 и 7, соединенные последовательно с выпрямителем 9, подключены к входам инвертора 8 тока, выходные выводы которого подключены к фазным выводам статорной обмотки асинхронного тяго- вог о двигателя 1, два диода 10 и 11, два резистора 12 и 13, конденсатор 14 и реактор, выполненный в виде дву магнитосвязанных обмоток 15 и 16, на чала которых соединены с соответствующими входными вьшодами 3 и 4 импульсного преобразователя 2 постоянного тока, выход выпрямителя 9 шунти рован конденсатором 14, катодный выход выпрямителя 9 соединен с анодом первого диода 10, катод которого соединен с концом магнитосвязанной обмотки 16 реактора, анодный вьшод вы- прямителя 9 соединен с катодом второго диода 11, анод которого соединен с концом магнитосвязанной обмотки 15 реактора, первый и второй диоды 10 и 11 шунтированы первым и вторым резис торами 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

При переключении тиристоров инвертора 8 тока процесс коммутации протекает в две ступени, которые характеризуются линейным (интервал А, фиг. 2 и 3) и колебательным (интервал В, фиг. 2 и 3) процессами пере

заряда коммутирующих конденсаторов, входящих в схему инвертора 8 тока. При наличии выпрямителя 9 в качестве ограничителя коммутационных напряжений на интервале В (фиг. 2 и 3) колебательного перезаряда коммутирующих конденсаторов после достижения линейного уровня напряжения источника 5 открываются соответствующие вентили из анодной и катодной групп выпрямителя 9. При этом ток отключаемой фазы асинхронного двигателя 1 начинает ответвляться из коммутирующих конден

тервал С, фиг. 2). После того, как ток в коммутирующих конденсаторах интервала 8 тока становится равным нулю, весь ток отключаемой фазы асинхронного двигателя 1 начинает протекать через выпрямитель 9 в источник 5. Интервал С на фиг. 2 на этом заканчивается, а величина дозаряда коммутирующих конденсаторов инвертора 8 тока определяется в соответствии с формулой:

2Le

ди.о V

(ЕЛ-ЕЛ )(cos tJeto-1),

(1)

де

L - индуктивность рассеяния обмоток реактора; эквивалентная индуктивность фаз нагрузки; ЭДС источника питания; мгновенная линейная ЭДС нагрузки в начале коммутации;

- Е/ С.

с.

CK.fa

t эквивалентная емкость коммутирующих конденсаторов инвертора;

емкость коммутирующих конденсаторов инвертора; ток в отключаемой фазе нагрузки в начале процесса доза- ряда;

продолжительность процесса дозаряда.

1

таг

arctgC- -2-I| %Ji), ЬО-ЬА

где о:), 1/ГТ ;

2L L

2L+L

На интервале D (фиг. 2) заканчивается коммутация тока между фазаЧ

; 1

ми асинхронного двигателя 1. На ггсм интервале ток в отключаемой фазе спя дает практически линейно под действием напряжения Е источника 5. Скорость изменения тока при этом обратно пропорциональна эквивалентной индуктивности фаз асинхронного двигате ля Lfc и индуктивности рассеяния L встречно включенных магнитосвязан1(ых обмоток 15 и 16 реактора и определяется из следующей зависимости:

ЕЛ

(2)

Для уменьшения величины дозатора коммутирующих конденсаторов инвертора 8 тока необходимо уменьщить индуктивности рассеяния магнитосвязан- ных обмоток 15 и 16 реактора выпрямителя 9. Это достигается за счет подключения к выход-у выпрямителя 9 ограничивающего конденсатора 14 и ди одов 10 и 11, монтированных резисторами 12 и 13. При этом величина доза ряда определяется выражением (1) при подстановке в него значения

еГ 2

(3)

где CQ - емкость ограничивающег..) конденсатора.

В этом случае интервал С (фиг. 3) заканчивается после уменьшения тока, протекающего .через коммутирующие кон денсаторы инвертора 8, до нуля. Процесс спада тока в отключаемой фазе на следующем интервале D (фиг. 3) о i ределяется, кроме напряжения источника 5 и линейной ЭДС асинхронного двигателя 1 , напряжением на огра.чи- чивающем конденсаторе 14. Кривая напряжения на этом конденсаторе показана на фиг. 3 штриховой линией. Ком мутация тока между фазами асинхронного двигателя 1 заканчивается после уменьшения тока в отключаемой фазе до нуля.

На интервалах Е и F (фиг. 3) происходит уменьшение тока в диодах 10 и 11 до нуля (интервал Е) и восстановление напряжения на ограничивающем конденсаторе 14 до уровня напряжения источника 5 через резисторы 12 и 13 (интервал F). Диоды 10 и 11 пре дусмотрены для исключения электромаг нитных колебаний в контуре: источ25

30724

Ик 5 - магнитосвязаиные обмотки 15 и 16 реактора - ограничивающий конденсатор .

с Таким образом, устройство позволяет осуществить регулирование скорости двигателя как в режиме потребления энергии, так и в режиме рекуперации, а также плавньш бесконтактный

10 I переход из одного режима в другой. В устройстве существенно увеличена индуктивность уравнительного контура без значительного увеличения имдук- тивгюсти цепи сброса избыточной знер15 гии, накопленной в электромагнитных полях рассеяния электрической машины. При этом создается нормированный до- заряд коммутирующих конденсаторс в инвертора, что повышает надежность про20 цесса коммутации.

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости асинхронного тягового двигателя, содержащее импульсньс преобразователь постоянного тока, входные выводы которого снабжены зажимами для подключения к источнику постоянного напряжения., выходьчле ныволД) и -шульс- ного преобразователя пос1юянного тока через дроссели подклку-(ены к вхо длк инвертора тока, выходные выводы кг)то1)ого соединены последовательно с выпрямителем и предназначе1 ы для под35 ключеиия к фазным выводам стлторной

обмотки асинхронного тяJOBого двигателя, отличающее ся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости и повышения

надежности устройства, в него введены два диода, два резистора, ко оден- сатор и реактор, выполненный в виде двух магнитосвязанных обмоток, начала каждой из которых соединены с со 5 ответствующими входными выводами импульсного преобразователя постоянного тока, выход выпрямителя шунтирован конденсатором, катодный выход выт прямителя соединен с анодом первого

50 диода, катод которого соединен с концом одной из магнитосвязанных обмоток реактора, анодный вывод выпрямителя соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с концом дру55 гой из магнитосвязаиных обмоток реактора, первый и второй диоды шунтированы первым и вторым резисторами.

3U

Ipoft

п

gtuft

fl-Л

pu9.3

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в тяговом или промышленном эле1строприводе. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости и повышение надежности. Устройство осуществляет регулирование скорости двигателя как в режиме потребления энергии, так и в режиме рекуперации, а также плавный бесконтактный переход из одного режима в другой. 3 нл. со 00 о kl to

Составитель Ю. Фесенко Редактор Л. Пчолинская Техред И.Верес Корректор Л. Патай

Заказ 3590/55 Тираж 659Подписное

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