Способ регулирования частоты вращения двигателя двойного питания Советский патент 1991 года по МПК H02P7/63 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводами подъемно-транспортных механизмов.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты вращения при упрощении аппаратурной реализации,

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа регулирования частоты вращения двигателя двойного питания.

Устройство для регулирования частоты вращения двигателя двойного питания содержит преобразователь частоты, выполненный в виде трехфазного мостового инвертора на ключах (тиристорах) 1-6 катодной и анодной групп, выводы постоянного тока которого соединены с выходом трехфазного управляемого мостового выпрямителя 7, силовой вход которого через согласующий трансформатор 8 подключен к сети, а управляющий вход к задатчику 9 напряжения. Выводы переменного тока инвертора подключены к фазным выводам обмотки ротора двигателя 10 двойного питания. Блок управления инвертором выполнен на оптопарах 11-16. Выходы блока управления образованы катодными выводами динисторов 17-22 оптопар, а входы анодными выводами диодов 23-28 указанных оптопар. Каждый выходной вывод блока управления (катодный вывод одного из динисторов 17-22) подключен к управляющему входу соответствующего из тиристоров 1-6 инвертора, а каждый входной вывод - с соответствующим выходным выводом блока сравнения, выполненного на ди нисторах 29-34, образованным соответственно катодным выводом одного из динисторов 29-34. Анодные выводы динисторов 29-34 образуют соответствующие входы блока сравнения, подключенные к выходным выводам измерителя 35 напряжения. Измеритель напряжения выполнен на диодах 36-41, катодные выводы которых являются выходными выводами измерителя напряжения, а анодные - соответствующими входными выводами измерителя 35 напряжения.

Катодные выводы диодов 23-25 объединены и подключены к одному выводу резистора 42, другой вывод которого соединен с анодными выводами диодов 26-28 блока управления, образуя дополнительный трехфазный выпрямитель, Одноименный с соответствующим тиристором соответствующего плеча инвертора диод измерителя 35 напряжения анодным выводом, образующим один из входов измерителя напряжения, подключен к выводу последующей фазной обмотки по отношению к той фазной

обмотке, к которой подключен тиристор. Так, если первый тиристор 1 катодной группы первого плеча инвертора выводом переменного тока подключен к первой фазе двигателя 10 двойного питания, то первый

диод 36 измерителя напряжения подключен анодом ко второй фазе двигателя 10. v Аналогично включены диоды 37-41 измерителя 35 напряжения по отношению к одноименным им тиристорам 2-6 инвертора.

Способ регулирования частоты вращения в устройстве осуществляется следующим образом.

На обмотку 43 статора двигателя 10 подают напряжение постоянной амплитуды и

частоты, а в обмотку 44 ротора через преобразователь частоты (инвертор) - регулируемое трехфазное напряжение. Величину напряжения на выходе выпрямителя 7 устанавливают задатчиком 9. При протекании

тока по обмоткам 43 статора двигателя 10 в обмотке 44 ротора наводится ЭДС. Линейные напряжения в фазах обмотки 44 ротора связаны с фазными напряжениями соотношениями:

UAB UA - Ов; Увс Ув-Сс; ОСА Ос - Од.

UBA UA-UB; UBC-UB-UC; UcA Uc-UA;

UBA UB-UA; UCB Uc - UB: UAC UA-UC.

В блоке сравнения с помощью динисто- ров 29-34 задают величину напряжения. Из- меритилем 35 напряжения измеряют указанные линейные напряжения между фазами обмотки 44 ротора двигателя, срав- нивают с заданными значениями и осуществляют коммутацию тиристоров (ключей) инвертора в следующем порядке.

На управляющие электроды каждого из тиристоров 4-6 анодной группы подают на- пряжение управления в моменты времени, когда линейное напряжение, равное разности фазных напряжений последующей и предыдущей фаз по отношению к фазе коммутируемого тиристора анодной группы, превысит заданную величину,

На управляющие электроды каждого из тиристоров 1-3 катодной группы инвертора подают напряжение управления в моменты, когда линейное напряжение, равное разно- сти фазных напряжения предыдущей и последующей фаз по отнош ению к фазе коммутирующего тиристора катодной группы, превысит заданную величину. С помощью блока управления по указанному принципу поочередно коммутируют тиристоры 1-6 инвертора в таком порядке, чтобы обеспечивалось протекание тока по фазам обмотки 44 ротора навстречу ЭДС ротора. Инвертор работает в режиме инвертора то- ка. Двигатель будет вращаться в направлении, противоположном направлению вращения электромагнитного поля, создаваемого обмоткой статора. По мере разгона ротора увеличивается ЭДС в его обмотке, уменьшается ток и уменьшается момент двигателя. В установившемся режиме ротор вращается с частотой, при которой соблюдается равенство:

UB Е + 1Нэ + 2 Д U т, где UB напряжение на выходе выпрямителя 7;

Е - противоЭДС инвертора;

I - входной ток инвертора;

R э эквивалентное сопротивление двигателя, приведенное к входу инвертора;

AUT - прямое падение напряжения на открытом тиристоре инвертора.

Для регулирования частоты вращени м двигателя 10. имевшего в установившемся

режиме значение частоты вращения (о с помощью задатчика 9 изменяют напряжение UG на выходе выпрямителя. В результате нарушается выполнение указанного условия, изменяется ток I ротора двигателя, происходит изменение частоты вращения и ЭДС ротора двигателя до тех пор, пока ЭДС не достигнет нового значения, при котором выполняется соотношение. Двигатель будет работать в установившемся режиме с новым значением аъ частоты вращения.

В результате того, что отсутствует сложный процесс регулирования частоты вращения и напряжения на выходе инвертора, упрощается реализация устройства для регулирования частоты вращения.

Формула изобретения

Способ регулирования частоты вращения двигателя двойного питания, при котором в обмотку статора подают напряжение постоянной амплитуды и частоты, а в обмотку ротора через преобразователь частоты подают регулируемое трехфазное напряжение, коммутируя ключи анодной и катодной групп преобразователя частоты,устанавливают заданную частоту вращения, изменяя параметры подводимого к обмотке ротора напряжения, регулируют частоту вращения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения при упрощении аппаратурной реализации, измеряют линейные напряжения между фазами обмотки ротора, сравнивают с заданным значением линейного напряжения, коммутацию ключей анодной группы осуществляют в момент превышения линейным напряжением между последующей и предыдущей фазами по отношению к фазе коммутируемого ключа анодной группы заданного значения, а коммутацию ключей катодной группы - в момент превышения линейным напряжением между предыдущей и последующей фазами по отношению к фазе коммутируемого ключа каторной группы заданного значения, при этом указанное регулирование частоты вращения осуществляют изменением величины подводимого к обмотке ротора напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в подъемно- транспортных механизмах. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты вращения при упрощении аппаратурной реализации. С этой целью коммутацию ключей 4-6 анодной группы преобразователя частоты осуществляют в момент превышения