Электропривод переменного тока Советский патент 1990 года по МПК H02P7/42 

J1610590

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращештя асинхронных трехфазных электродвигателей в широком диапазоне.

Целью изобретения является повы- memie надежности.

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

Электропривод переменного тока (фиг. 1) содержит асинхронный трехфазный электродвигатель (не показан), 15 тиристорный коммутатор, составленный из блоков 1-3, включенных в цепи обмоток статора электродвигателя, блок 4. синхронизации, распределитель импульсов, составленный из трех ка- jQ налов 5-7, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих блоков 1-3 тиристорного коммутатора, трехфазный генератор 8 управяемой частоты. Каждый из каналов25 5-7 распределителя импульсов состо- . т из четырех RS-триггеров 9-12, четырех формирователей импульсов, выполненных соответственно на конденсаторе 13 и резисторе 14, на конден- Q саторе 15 и резисторе 16, на конденсаторе 17 и резисторе 18, на конденсаторе 19 и резисторе 20, из двух огических элементов, 2И-НЕ 21, 22 и вух усилителей-формирователей 23, 24 выходы которых образуют выходы каналов распределителя импульсов, а также из двух транзисторных ключей 25, 26. Первые входы логических элементов 2И-НЕ 21, 22 образуют первые входы каждого канала распределителя импульсов, входы третьего и четвертого формирователей импульсов - их вто35

40

ля ро с и со ди да 22 SиRтрве кл ро да 24 ва и

тр ри со вх им ри зи с

ра

да ем си

пя си да ся в же

нер етс час тр имп рог вая это вто 2Iiрыхдов при тий уст то

рые входы, а входы транзисторных ключей 25, 26 - дополнительные входы, Блоки 1-3 тиристорного коммутатора содержат группы из двух встречно- параллельно включенных тиристоров 27 и трансформаторы 28 тока, первичные обмотки которых соединены последовательно с группами тиристоров 27

Первые входы каждого из каналов 5-7 распределителя импульсов соединены с соответствующими выходами блока 4 синхронизации Выходы трехфазного генератора 8 соединены с соот- ветствующими вторыми входами каждого из каналов 5-7 распределителя импульсов

ю

5 Q 5 Q

5

В каждом канале 5-7 распределителя импульсов S-входы первого и второго RS-триггеров 9, 10 соединены с выходами соответственно третьего и четвертого формирователей импульсов Выходы RS-триггеров 9, 10 соединены соответственно с вторыми входами логических элементов 2И-НЕ 21, 22, выходы которых присоединены к Sвходам соответствующих третьего и -четвёртого RS-триггеров 11, 12, Rвходы TpeTbervT и четвертого RS- триггеров 11, 12 соединены соответственно с одними выводами транзисторных ключей 26, 25, а выходы этих триггеров подключены соответственно к входам усилителей-формирователей 23, 24 и через пеовый и втопой формирователи импульсов - к R-входам первого и второго RS-триггеров 9, 10

Первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока блоков 1-3 ти- ристорных коммутаторов соединены с соответствующими дополнительными входами каналов 5-7 распределителя импульсов, а вторые выводы этих вторичных обмоток и другие выводы транзисторных ключей 25, 26 соединены с общей шиной.

Электропривод переменного тока работает следующим образом

На первом, втором и третьем выходах трехфазного генератора 8 управляемой частоты формируется трехфазная система сигналов, а на его четвертом.

пятом и шестом выходах - трехфазная система инверсных сигналов На выходах блока 4 синхронизации формируются короткие положительные импульсы в моменты перехода через нуль напряжения питающей сети

Выходные сигналы трехфазного генератора 8, частота которых регулируется в диапазоне от нуля до значения частоты питающей сети, подаются череэ третий и четвертый формирователи импульсов на 8-входы первого и второго RS-триггеров 9, 10, устанавливая их в единичные состояния При этом единичные сигналы подаются на вторые входы логических элементов 2IiHE 21, 22, на первые входы котоых подаются синхроимпульсы с выхоов блока 4 синхронизации Так как ри включении напряжения питания третий и четвертый RS-триггеры 11, 12 станавливаются в нулевое состояние, то с появлением на их З-входах нуле51

вых сигналов с выходов логических элементов 2И-НЕ 21, 22, которые возникают при одновременном появлении на входах этих элементов единичных сигналов, RS-триггеры 11, 12 переходят в единичные состояния При этом единичные сигналы, поступая на входы усилителей-формирователей 23, 24, вызывают появление на их электрически разделенных выходах импульсов, амплитуда и длительность которых достаточна для включения тиристоров 27 блоков 1-3 тиристорного коммутатора в том или другом полупериоде питающей сети Одновременно эти единичные сигналы вызывают появление на выходах первог и второго формирователей импульсов сигналов, возвращающих первый и второй RS-триггеры 9, 10 в исходное состояние.

Ток нагрузки, протекая через от- крьшшийся тиристор блоков 1-3 тиристорного коммутатора и последовательно соединенную с ним первичную обмотку трансформатора 28 тока, вы- зьгаает появление на вторичных обмотках трансформатора тока импульса напряжения, открывающего, например, в слзгчае положительной полуволны напряжения питания нагрузки транзисторный ключ 25. Нулевой сигнал, появляющийся при этом на выходе ключа 25, возвращает RS-триггер 12 в исходное нулевое состояние, разрешая формирование отрицательной полуволны напряжения питания, которое происходит аналогично описанному

10

5906

Трансформаторы 28 тока работают в режиме глубокого насыщения для обеспечения формирования на их выходах импульсов требуемой уменьшенной длительности и с достаточной крутизной фронтовg

Таким образом, каждый из полупе- ридов выходных сигналов трехфазного генератора 8 вызывает формирование на обмотках статора электродвигателя полуволн положительного или отрицательного полупериодов сетевого напряжения С увеличением частоты выходных

г сигналов трехфазного генератора 8 число поданных на обмотки статора электродвигателя полуволн напряжения сети растет, что приводит к увеличению средней частоты напряжения пи20 тания электродвигателей и увеличению скорости его вращения.

На фиг о 2 показаны диаграммы напряжения одной фазы сети U , одной

25 фазы трехфазного генератора 8 Ug , и блока 4 синхронизации, U.o RS-триггеров 9, 10 U) , иш , логических элементов 21, 22 U , Vzi , RS- триггеров 11, 12 U, , U,j, усилителей

30 Форшфователей 23, 24 U , 112.4. вы- ходных сигналов U группы тиристоров 27 блока 1 тиристорного коммутатора „

Сигналы на выходе фазы тиристорного коммутатора при заданной частоте сети и изменяющемся периоде генератора управляемой частоты могут быть описаны следующей функцией времени:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных трехфазных электродвигателей в широком диапазоне. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод переменного тока содержит тиристорный коммутатор, составленный из блоков 1-3, блок 4 синхронизации, трехканальный распределитель импульсов 5-7, трехфазный генератор 8 управляемой частоты. За счет введения в каждый блок 1-3 тиристорного коммутатора трансформаторов тока 28 и в каждый канал распределителя импульсов 5-7 двух транзисторных ключей 25,26, двух логических элементов 2И-НЕ 21,22 и четвертого RS-триггера 12 осуществляется перекрестный возврат RS-триггеров, формирующих сигналы включения тиристоров коммутатора, импульсами тока нагрузки, что позволяет уменьшить вероятность появления на нагрузке постоянной составляющей тока при выходе из строя одного из тиристоров коммутатора или цепи его управления. 2 ил.

и sinCOtt при j T, (j + 1) или j О

f(t)

О при j T,/2

COi - круговая частота питающей

с ети; Т,

i 2t/T, i О, 1, 2,...;

0,если i/j Т(/Т, i или

1,если i/j , i или

2,если i/j ,, i или

t (j + 1) Т,/2,

45

j iTs/Tf, j 0, 1, 2,.o-.; j j + a;

T - период генератора управляемой частоты;

716

амплитуда напряжения сети За счет организации перекрестного возврата RS-триггеров, подающих сигналы включения тиристоров, импульсами тока нагрузки снижена вероятность появления на нагрузке импульсов по- стоя-нного тока, которые могут повлеч за собой развитие аварии, возникшей, например, при обрыве цепи управления какого-либо тиристора или параллельной цепи питания обмотки статора двигателя.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, тиристорный коммутатор, блок синхронизации, выходы которого соединены с первыми входами трехканаль- ного распределителя импульсов, вторые входы которого соединены с вько- дйми трехфазного генератора управляемой частоты, каждый канал распределителя импульсов составлен из трех RS-триггеров, четьрех формирователей импульсов и двух усилителей- формирователей, выходы которых образуют выходы распределителя импульсов и соединены с управляющими входами тиристорного коммутатора, R-входы первого и второго RS-триггеров соответственно через первый и второй формирователи импульсов соединены с входами соответствующих первого и второго усилителей-формирователей, 8-входы первого и второго RS-триггеров соответственно через третий и четвертый формирователи импульсов образуют вторые входы распределителя импульсов, выход третьего RS- триггера соединен с входом первого усилителя-формирователя, отличающийся тем, что, с целью

0

5

5908

повьппения надежности, в него введены три трансформатора тока, каждый канал распределителя импульсов выполнен с двумя дополнительными вхо- дами и в каждый канал распределителя импульсов введены два транзисторных ключа, два логических элемента 2И-НЕ и четвертый RS-триггер, выводы статорной обмотки электродвигателя через первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока соединены с зажимами тиристорного коммутатора, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока соединены с соответствующими дополнительными входами каждого канала распрзделителя импульсов, образованными управляющими, входами транзисторных ключей, в каждом канале распределителя импульсов первые входы логических элементов 2И-НЕ образуют первые входы распределителя импульсов, вторые входы первого и второго логических элементов 2И-НЕ соединены соответственно с выходами первого и второго RS-триггеров, S-вход и

R-вход третьего RS-триггера соединены соответственно с выходом первого логического элемента 2И-НЕ и одним выводом второго транзисторного ключа, выход второго логического элемента 2И-НЕ соединен с S-входом четвертого RS-триггера, R-вход которого подклю- чен к одному выводу первого транзис-

5 торного ключа, выход четвертого RS- триггера соединен с входом второго усилителя-формирователя непосредственно и через второй формирователь импульсов с R-входом второго RS- триггера, другие вьгооды первого и второго транзисторньк ключей и вторые вьшоды вторичных обмоток трансформаторов тока соединены с общей шиной

0

5

0

0