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

Ipui.i .

31

1эобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных электродвигателей в широком диапазоне.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик за счет улучшения гармонического состава питающего напряжения,

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

Электропривод переменного тока (фиг, 1) содержит асинхронный трех- фазньп электродвигатель (не показан), тиристорньй коммутатор 1, включенный в цепь обмотки статора электродвигате

пределителя 3 импульсов. S-вход и Rвход третьего RS-триггера 10 соединены соответственно с выходами первого и второго логических элементов ЗИ-НЕ 19, 20, прямой выход третьего SS-триггера 10 соединен с входом первого усилителя-формирователя 21, с первым входом второго логического элемента ЗИ-НЕ 20 и через третий формирователь импульсов с R-входом первого RS-триггера 8, выход которого соединен с первым входом первого логического элемента 19 ЗИ-НЕ, Инверсный выход третьего RS-триггера 10 соединен с входом второго усилителя- формирователя 22, с вторым входом . первого логического элемента ЗИ-НЕ 19 и через четвертьй формирователь им

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных двигателей в широком диапазоне. Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик за счет улучшения гармонического состава питающего напряжения. Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель с тиристорным коммутатором, блок 2 синхронизации, распределитель 3 импульсов, трехфазный генератор 4 управляемой частоты. Распределитель 3 импульсов выполнен из трех каналов 5, 6, 7, каждый из которых состоит из RS-триггеров 8, 9, 10, формирователей импульсов, выполненных на конденсаторах 11, 13, 15, 17 и резисторах 12, 14, 16, 18, двух логических элементов ЗИ-НЕ 19, 20 и двух усилителей-формирователей 21, 22. Цель изобретения достигается за счет формирования напряжения питания электродвигателя из целого числа полуволн синусоидального напряжения сети, причем частота первой гармоники сформированного напряжения определяется частотой выходного сигнала трехфазного генератора 4 управляемой частоты. 2 ил.

ля, блок 2 синхронизации, входы кото- 20 пульсов с R-входом второго RS-тригрого соединены с клеммами для подключения к питающей сети, распределитель 3 импульсов, вькоды которого соединены с управляющими входами Тйристорногера 9, выход которого подключен к второму входу второго логического элемента ЗИ-НЕ 20, входы первого и второго логических элементов

го коммутатора 1, трехфазньй генератор з ЗИ-НЕ 19,,20 образуют соответственно

30

35

40

4 управляемой частоты с тремя прямыми и тремя инверсными выходами. Распределитель 3 импульсов вьтолнен из трех каналов 5, 6 и 7, каждьй из которых состоит из трех RS-триггеров 8 - 10, четьфех формирователей импульсов, выполненных соответственно на конденсаторе 11 и резисторе 12, конденсаторе 13 и резисторе 14, конденсаторе 15 и резисторе 16, конденсаторе 17 и резисторе 18, двух логических элементах ЗИ-НЕ 19, 20 и двух усилителей-форми- рователе 21 и 22, выходы которых образуют выходы распределителя 3 импуль - сов, Первьш и второй входдз каждого канала 5, 6 и 7 распределителя 3 импульсов соединены с соответствующими выходами блока 2 синхронизации. Первый, второй и третий прямые выходы трехфазного генератора 4 соединены соответственно с третьими входами каждого канала 5, 6 и 7 распределителя 3 импульсов, а первый, второй и третий инверсные выходы трехфазного генератора 4 соединены соответственно с четвертыми входами каждого кана ла 5, 6 и 7 распределителя 3 импульсов, В каждом канале 5, 6 и 7 распределителя 3 импульсов S-входы первого и второго RS-триггеров 8 9 соедине- ны с выходами соответственно первого 55 и второго формирователей импульсов, ..входы которых образуют соответственно третий и четвертый входы канала рас45

,50

первый и второй входы канала распределителя 3 импульсов.

На первом, втором и третьем прямых

выходах управляемого генератора 4 формируется трехфазная система сигналов, а на его первом, втором и третьем инверсных выходах соответственно - трехфазная система инверсных Сигналов. На выходах блока 2 синхронизации формируются короткие положительные импульсы в моменты перехода через нуль напряжения питающей сети.

Электропривод переменного тока работает, следующим образом,

С выходов трехфазного генератора 4 трехфазная система сигналов с частотой, регулируемой в диапазоне от О до 50 Гц, подается через первый и второй формирователи иь-гпульсов на S-входы первого и второго RS-триггеров 8, 9, устанавливая их в единичное состояние. При этом сигналы 1 с выходов RS-триггеров 8, 9 поступают на первьй вход первого логического эле- мента Зй-НЕ 19 и на второй вход второго логического элемента ЗИ-НЕ 20, На третьи входы логических элементов ЗИ-НЕ 19, 20 подаются синхроимпульсы с выходов блока 2 синхронизации, соответствующие началу положительного или отрицательного полупериодам сетевого напряжения частотой 50 Гц, При этом, если на прямом выходе третьего RS-триггера 10 имеется сигнал О, а

гера 9, выход которого подключен к второму входу второго логического элемента ЗИ-НЕ 20, входы первого и второго логических элементов

30

35

40

-55

45

50

первый и второй входы канала распределителя 3 импульсов.

На первом, втором и третьем прямых

выходах управляемого генератора 4 формируется трехфазная система сигналов, а на его первом, втором и третьем инверсных выходах соответственно - трехфазная система инверсных Сигналов. На выходах блока 2 синхронизации формируются короткие положительные импульсы в моменты перехода через нуль напряжения питающей сети.

Электропривод переменного тока работает, следующим образом,

С выходов трехфазного генератора 4 трехфазная система сигналов с частотой, регулируемой в диапазоне от О до 50 Гц, подается через первый и второй формирователи иь-гпульсов на S-входы первого и второго RS-триггеров 8, 9, устанавливая их в единичное состояние. При этом сигналы 1 с выходов RS-триггеров 8, 9 поступают на первьй вход первого логического эле- мента Зй-НЕ 19 и на второй вход второго логического элемента ЗИ-НЕ 20, На третьи входы логических элементов ЗИ-НЕ 19, 20 подаются синхроимпульсы с выходов блока 2 синхронизации, соответствующие началу положительного или отрицательного полупериодам сетевого напряжения частотой 50 Гц, При этом, если на прямом выходе третьего RS-триггера 10 имеется сигнал О, а

на инверсном выходе - сигнал 1 (т.е. если ранее на электродвигатель был подан отрицательный полупериод сетевого напряжения) и на выходе первого RS-триггера 8 присутствует сигнал 1, то с появлением синхроимпуль са, соответствующего началу положительного полупериода напряжения сети на третьем входе первого логического элемента ЗН-НЕ 19, на его выходе сформируется сигнал О, который поступит на S-вход третьего RS-триггера 10 и изменит состояние на его выходах

питающей сети, распределитель импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам тиристорного коммутатора, отличающийся

на противоположное. При этом на выхо- 15 нены с клeммa ш для подключения к де первого усилителя-формирователя 21 сформируется сигнал требуемой длительности, который поступит на управляющий вход тиристорного коммутатора 1 (на управляющий электрод соответст- 20 тем, что, с целью улучшения энергети- вующего тиристора), что приведет к подаче на обмотку данной фазы статора. электродвигателя полуволны синусоидальной формы положительного полупериода сетевого напряжения. Процессы 25 подачи на данную фазу электродвигателя отрицательной полуволны сетевого напряжения, а также формирования напряжения на других фазах обмотки

ческих характеристик за счет улучшения гармонического состава питающего напряжения, в него введен трехфазный генератор управляемой частоты с тремя прямыми и тремя инверсными выходами, а распределитель импульсов вьтол- нен трехканальным, каждый канал которого составлен из трех RS-триггеров, четырех формирователей импульсов,

электродвигателя происходят аналогич- ЗО двух логических элементов ЗИ-НЕ и

но.

Таким образом, каждый из полупериодов выходного сигнала трехфазного генератора 4 вызывает формирование на обмотках статора электродвигателя

35

двух усилителей-формирователей, выходы которых образуют выходы распределителя импульсов, первый и второй входы каждого канала распределителя импульсов соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, пёр- вьй, второй и третий прямые выходы трехфазного генератора соединены соответственно с третьими входами каждого

полуволн положительного или отрицательного полупериодов сетевого напряжения. С увеличением частоты выходного сигнала трехфазного генератора 4 число сформированных на обмотках ста- Q канала распределителя импульсов, пар- тора .электродвигателе полуволн сете- вьй, второй и третий инверс}1ые выходы

,трехфазного генератора соединены со- jответственно с четвертыми входами

вого напряжения растет, что приводит к увеличению средней частоты напряжения питания электродвигателя и увеличению статора его вращения.

На фиг. 2 показаны диаграммы напряжения сети (Ug), сигналы на одном из выходов трехфазного управляемого генератора 4 (Ujp) и напряжения на

45

каждого канала распределителя импульсов, в каждом канале распределителя

импульсов S-входы первого и второго RS-триггеров соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов, входы которых одной из фаз статорной обмотки элект- JQ образуют соответственно третий и чет- родвигателя (U.), поясняющие процессвертьй входы канала распределителя

импульсов, S-вход и R-вход третьего RS-триггера соединены соответственно

с выходами первого и второго логичесформирования напряжения питания электродвигателя.

Согласно изобретению за счет формирования напряжения питания электро- ких элементов ЗИ-НЕ, прямой выход двигателя из целого числа полуволнтретьего RS-триггера соединен с вхосинусоидального напряжения сети улучшается гармонический состав питающедом первого усилителя-формирователя, с первым входом второго логического элемента ЗИ-НЕ и через третий формиго электродвигателя напряжения по

23726

сравнению с устройством-прототипом, где осуществлен фазовый способ управления, что позволяет улучшить энергетические характеристики электропривода и повысить его надежность.

Формула изобретения,

Электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронньй электродвигатель с тиристорным коммутатором в цепи обмотки статора, блок синхронизации, входы которого соедипитающей сети, распределитель импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам тиристорного коммутатора, отличающийся

нены с клeммa ш для подключения к тем, что, с целью улучшения энергети-

нены с клeммa ш для подключения к тем, что, с целью улучшения энергети-

ческих характеристик за счет улучшения гармонического состава питающего напряжения, в него введен трехфазный генератор управляемой частоты с тремя прямыми и тремя инверсными выходами, а распределитель импульсов вьтол- нен трехканальным, каждый канал которого составлен из трех RS-триггеров, четырех формирователей импульсов,

двух усилителей-формирователей, выходы которых образуют выходы распределителя импульсов, первый и второй входы каждого канала распределителя импульсов соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, пёр- вьй, второй и третий прямые выходы трехфазного генератора соединены соответственно с третьими входами каждого

канала распределителя импульсов, пар- вьй, второй и третий инверс}1ые выходы

45

каждого канала распределителя импульсов, в каждом канале распределителя

с выходами первого и второго логичес ких элементов ЗИ-НЕ, прямой выход третьего RS-триггера соединен с входом первого усилителя-формирователя, с первым входом второго логического элемента ЗИ-НЕ и через третий формирователь импульсов с R-входом первого RS-триггера, выход которого соединен с первьм входом первого логического элемента ЗИ-НЕ, инверсный выход третьего RS-триггера соединен с входом второго усилителя-формирователя, с вторым входом первого логического

элемента ЗИ-НЕ и через четвертый фор- делителя импульсов.

Л

U

USi

и

jQ.

IT

Ч/ Л л/ U Л;

и

JTUZl JTUJTl.

v/V v/V -t

JT ri inLjrT jn irTJnjrn J LJnL rT J ffffi

« -тАААА-тААА/НААР- t

фиг. 2

мирователь импульсов с R-входом второго RS-триггвра, вьжод которого подключен к второму входу второго логического элемента ЗИ-НЕ, третьи входы первого и второго логич еских элементов ЗИ-НЕ образуют соответственно .первый и второй входы канала распрел

и

7

И

и

Лл.

jQ ri ZLjrL