Электропривод переменного тока Советский патент 1989 года по МПК H02P7/42 

t

(21)4284841/24-07

(22)15.07.87

(46) 23.10.89. Бюл. № 39 (7J) Донецкий политехнический институт

(72) А.А, Шавелкин, В.Б. Патапов и Ю.А. Бильдеенко

(53)621.316.727(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1128362, кл. Н 02 Р 7/42.

Авторское свидетельство СССР № 1035767, кл. Н 02 Р 7/12, 1982.

(54)ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления асинхронными электродвигателями общепромышленного назначения. Целью изобретения является повьппение энергетических показателей. Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, две пары встречно-параллельно соединенных тиристоров

и с

2, 3 и 4, 5, формирователь 26 синхронизирующих импульсов, генератор 29 модулирующих напряжений, логические элементы 2И 18...21 и усилители 10... 13. За счет введения в его состав третьей и четвертой пары встречно- параллельно соединенных тиристоров 6, 7 и 8, 9, фазосдвигающих блоков 27, 28, логических элементов 2И-2И- 2ИЛИ 22, 23 и 2ИПИ-2ИЛИ-2И 24, 25, усилителей 14...17 и выполнения генератора 29 в виде последовательно соединенных целочисленного делителя 30 частоты и шестиканального распределителя 31 импульсов обеспечивается при работе на пониженной частоте отсутствие режима двухфазного включения двигателя независимо от угла включения тиристоров 2...9. При этом обеспечивается достижение цели в широком диапазоне регулирования напряжения питания двигателя и частоты его 6рап(ения, 2 ил.

i

{Л

ел

-si

о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл частотного управления асинхронными электродвигателями общепромышленного на-значения.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей.

На фиг. 1 приведена структурная схема электропривода переменного то- ка; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный трехфазный электродвигатель 1, четыре пары встречно- параллельно соединенных тиристоров 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, восемь усилителей 10-17, четыре логических элемента 2 И 18-2J, два логических элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и 23, два логических элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 24 и 25, формирователь 26 синхронизирующих и lпyльcoв, первый 27 и второй 28 фазосдвигающие блоки, генератор 29 модулирующих напряжений, составленный из последовательно соединенных целочисленного делителя 30 частоты, шестиканальиого распределителя 31 импульсов. Первый вьшод nepBOii пары встречно-параллель нс соединенных тиристоров 2 и 3 предназначен для подкл}0че1шя к первому зажи.му питающей сети, первый вьшод второй пары встречно-парал- лельно соединенных транзисторов 4 и

5предназначен для подключения к второму зажиму питающей сети, второй вывод первой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 2 и 3 и первый вывод третьей пары встречно- параллельно соединеннь тиристоров

6и 7 объединены и соединены с первым вьшодом статорной обмотки электродвигателя 1, второй вьшод которой соединен с объединенными вторым вы- водом второй пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 4 и 5 и первым выводом четвертой пары встречно-параллельно соединенных тиристоро

8 и 9. Вторые вьшоды третьей пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 6 и 7 и четвертой пары is с тречно-параллельно соединенных тиристоров 8 и 9 объединены и соединены с третьим выводом статорной об- мотки электродвигателя 1, предназначенным для соединения с третьим зажимом питающей сети. Входы формирователя 26 синхронизирующих импульсов предназначень для соединения с зажимами питающей сети, а выход формирователя 26 синхронизирующих импульсов соединен с первым входом генератора 29 модулирующего напряжения, образованным первым входом целочисленного делителя 30 частоты, второй вход которого образует второй вход генератора 29 модулирующего напряжения и предназначен для подачи сигнала задания частоты. Первые входы первого 27 и второго 28 фазосдвигающих блоков предназначены для подключения соответственно к первому и второму зажимам питающей сети, вторые входы первого 27 и второго 28 фазосдвигающих блоков объединены и предназначены для подачи сигнала задания напряжения. Первый выход шестиканаль- ного распределителя 31 импульсов соединен с первыми входами первых логических элементов 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и 2 ИЛИ-2 ИПИ-2 И 24, второй выход шестиканального распределителя 31 импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента 2 ИЛИ- 2 ИПИ-2 И 24 и с первым входом первого логического элемента 2 И 18; третий выход щестиканального распределителя 31 импульсов соединен с пер вьши входами второго логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 23 и второго ло- Ч1ческого элемента 2 И 19; четвертый выход шестиканального распределителя 31 импульсов соединен с вторьм входо второго логического элемента 2 И- 2 И-2 ИЛИ 23 и с первым входом второго логического элемента Z ИЛИ-2 ИЛИ- 2 И 25; пятый выход шестиканального распределителя 31 11мпульсов соединен с первым входом третьего логического элемента 2 И 20 и с вторым входом второго логического элемента 2 ИЛИ- 2 11ПИ-2 И 25; щестой выход шестиканального распределителя 31 импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 п с первым входом четвертого логического элемента 2 И 21, Первый выход первого фазосдвигающего блока 27 соединен с третьим входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и с вторым входом четвертого логического элемента 2 И 21, второй выход фазосдвигающего блока 27 сое,;инен с третьим входом второго

ло1пческоги элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 2 и с вторыт входом второго логи- ческого элемента 2 И 19, первый выход второго фазосдвигающего блока 28 соединен с четвертым входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22, с вторым входом первого логического элемента 2 И 18 и с третьим и четвертым входами первого логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 24; второй выход второго фазосдвигающего блока 28 соединен с вторым входом третьего логического элемента 2 И 20 с четвертым входом второго логичес- кого элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 23 и с третьим и четвертым входами второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 25. Выходы первого и второго логических элементов 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и 23 соответственно через пятый 14 и шестой 15 усилители соединены с управ- пяющими цепями соответственно тирис- оров 2 и 3 первой пары. Выходы вого и второго логических элементов 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И 24 и 25 соответственно через седьмой 16 и восьмой 17 усилители соединены с управляющими цепями соответственно тиристоров 5 и 4 второй пары. Выходы третьего и перво- го логических элементов 2 И 20 и 18 соответственно через третий 12 и первый усилители соединены с управляющими цепями соответственно тиристоров 6 и 7 третьей пары. Выходы четвертого и второго логических элементов 2 И 21 и 19 соответственно через четвертый 13 и второй 11 усилители соединены с управляющими цепями соответственно тиристоров 8 и 9 четвертой пары.

Фазосдвигающие блоки 27 и 28 выра- батьшают по две последовательности импульсов, сдвинутых на полпериода частоты сети и реализуют принцип вер- тикального управления. Изменение фазы выходных импульсов осуществляется посредством сигнала задания напряжени и, подаваемого на их вторые входы.

Формирователь 26 синхронизирующих импульсов обеспечивает формирование последовательностей импульсов, синхронизированных с моментами перехода через нуль фазных напряжений сети, а последующим их суммированием для получения сигнала с частотой 6Г, где f - частота напряжения сети. Для того, чтобы частота напряжения питания электродвигателя 1 Сьша в це

0

0 5 л Q

,

п

5

5

лое число раз меньше входной, выходной сигнал формирователя 26 сиихрс - низирующих импульсов подается на вход шестиканального распределители 31 импульсов через целочисленный делитель 30 частоты, коэффициент дeJie- ния частоты которого устанав:и1вается сигналом Ur задания частоты в соответствии с требуемым значением частоты вращения электродвигателя 1. Шес- тикальный распределитель 31 импульсов представляет собой счетчик на шесть с дешифратором на шесть выходов, на которых формируются последовательности импульсов, соответствующих входным с частотой f, f ,/ -J

Электропривод переменнох о тока работает следующим образом.

На вторые входы фазосдвигающих блоков 27 и 28 подают сигнал задания напряжения, а на второй вход целочисленного делителя 30 частоты - сигнал Ur задания частоты, причем каждому значению Ur соответствует фиксированный коэффиц;;ент снижения входной частоты f, и cooTBeTCtseHHo фиксированное значение частоты f -, питания электродвигателя 1.

При этом работа электропривода на фиксированной частоте осуществляется следующим образом (фиг. 2). В соответствии со значением частоты ), поступающим на вход шестиканального распределителя 31 импульсов, последний формирует на соответствующих выходах импульсы ,-d (фиг. 2,а), частота которых равна заданному значению ,/). Сигналы d 1-d J поступают на соответствующие входы логических элементов 18-25, куда также поступают последовательности импульсов с выходов фазосдвигающих блоков 27 и 28, синхронизированных по фазным напряжениям сети U и U „, фаза которых (/ определяется значением сигнала задания U напряжения. Управляющие импульсы Tj-Tg на тиристорах 2-9 формируются на выходных импульсах фазосдвигающих блоков 27 и 28 при наличии на соответствующих входах логических элементов 18-25 сигнала (фиг. 2,6). Так при , на первом входе логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ 22 и первом входе логического элемента 2 ИЛИ-2 ШИ-2 И 24 на управляющие входы THJIIICT.OPOB 2 и 5 поступают импульсы управления, синхронизированные по фазному напряжению сети U, (фиг. 2,в). При отпирании тиристоров 2 и 5 ток одновременно протекает в трех фазах электродвигателя 1, Аналогичным образом обеспечивается включение тиристоров на других интервалах d-. При этом в фазах обмотки статора электродвигателя 1 формируется трехфазная система напряжений и„, и U час- тоты f.

Таким образом, при работе электродвигателя 1 на пониженной частоте f на участках кривой выходного напряжения d,, d,, djH dj практичес- ки отсутствуют режимы двухфазного включения, реализуемые независимо от угла о( отпирания тиристоров 2-9, что позволяет повысить энергетические показатели электропривода при широком диапазоне регулирования напряжения питания электродвигателя и частоты его пращения.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный трехфазный электродвигатель, две пары встречно-параллельно соединенных тиристоров, пер вые вьшоды которых предназначены для подключения к соответствующим двум зажимам питающей сети, а вторые выводы указанных пар встречно-параллельно соединенных тиристоров подключены соответственно к первому и второму вьшодам статорной обмотки электро- двигателя, третий вьгоод которой предназначен для соединения с третьим зажимом питающей сети, формирователь синхронизирующих импульсов, входы которого предназначены для подключения к зажимам питающей сети, а выход формирователя синхрони.зирующих импульсов соединен с первым входом генерат ра модулирующих напряжений, второй вход которого предназначен для подачи сигнала задания частоты, четыре логических элемента 211, выходы которых соединены с входами соответствующих четырех усилителей, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения энергетических показателей в него введены третья и четвертая пары встречно-параллельно соединенных тиристоров, два фазосдвигающих блока два логических элемента 2 И-2 И-2 ИЛ два логических элемента 2 ИЛИ-2 llTui- 2 И, пятый, шестой, седьмой и восьмо

усилители, а генератор модулирующих напряжений выполнен в виде последовательно соединенных целочисленного делителя частоты и шестиканального распределителя импульсов, первые входы фазосдвигающих блоков предназначены для подключения к соответдтвующим первому и второму зажимам питающей сети, вторые входы фазосдвигающих блоков объединены и предназначены для подачи сигнала задания напряжения, первый выход шестиканального распределителя импульсов соединен с первыми входами первых логических элементов 2 И-2 И- 2 ИЛИ и 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И, второй вькод шестиканального распределителя импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И и с перЁым входом первого логического элемента 2 И, третий выход шестиканального распределителя импульсов соединен с первыми входами второго логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ и второго логического элемента 2 И, четвертый выход шестикального распределителя импульсов соединен с вторым входом второго логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ и с первым входом второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ 2 И, пятый выход шестиканального распределителя импульсов соединен с первым входом третьего логического элемента 2 И и с вторым входом второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИПИ-2 И, шестой вьрсод шестиканального распределителя импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента 2 И-:2 И-2 ИЛИ и с первым входом четвертого логического элемента 2 И, i первый выход первого фазосдвигающего блока соединен с третьим входом первого логического элемента 2 И-2 И- 2 ИЛИ и с вторым входом четвертого логического элемента 2 И, второй выход первого фазосдвигающего блока соединен с третьим входом второго логического элемента 2 И-2 И72 ИЛИ и с вторым входом второго логического элемента 2 И, первый выход второго фазосдвигающего блока соединен с четвертым входом первого логического элемента 2 И-2 И-2 ИЛИ, с вторым входом первого логического элемента 2 И и с третьим и четвертым входами первого логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 И, второй выход второго фазосдвигающего блока соединен с вторым входом третьего логического элемента 2 И, с

четвертым заходом второго логическо- 14) элемента 2 И-2 ИЛИ и с третьим и четвертым входами второго логического элемента 2 ИЛИ-2 ИЛИ-2 К, выходы первого и второго логических элементов 2 И-2 И-2 ИЛИ и первого и второго логических элементов 2 ИЛИ- 2 ИЛИ-2 И соединены с входами соответственно пятого, шестого, седьмого и восьмого усилителей, первые выводы третьей и четвертой пар встречно-параллельно соединенных тиристоров подключены соответственно к первому и второму выводам статорной обмотки электродвигателя, третий вьшод которой соединен с вторыми выводами третьей и четвертой пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, выходы

пятого и шестог о усилителей соедииснь; с управляющими цепями встречпо-пчрлл- лельно соединенных тиристоров первой пары, выходы седьмого и восьмого усилителей подключены к управляющим цепям встречно-параллельно соединенных тиристоров второй пары, выходы первого и третьего усилителей подключены к управляющим цепям встречно-параллельно соединенных тиристороя третьей пары, выходы второго и четвертого усилителей соединены с управляющими цепями встречно-параллельно соединенных тиристоров четвертой пары, первый и второй входы генератора модулирующих напряжений образованы соответственно первым и вторым входами целочисленного делителя частоты.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления асинхронными электродвигателями общепромышленного назначения. Целью изобретения является повышение энергетических показателей. Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, две пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 2,3 и 4,5, формирователь 26 синхронизирующих импульсов, генератор 29 модулирующих напряжений, логические элементы 2И 18...21 и усилители 10...13. За счет введения в его состав третьей и четвертой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 6,7 и 8,9, фазосдвигающих блоков 27,28, логических элементов 2И-2И-2ИЛИ 22,23 и 2ИЛИ-2ИЛИ-2И 24,25, усилителей 14...17 и выполнения генератора 29 в виде последовательно соединенных целочисленного делителя 30 частоты и шестиканального распределителя 31 импульсов обеспечивается при работе на пониженной частоте отсутствие режима двухфазного включения двигателя независимо от угла включения тиристоров 2...9. При этом обеспечивается достижение цели в широком диапазоне регулирования напряжения питания двигателя и частоты его вращения. 2 ил.