Способ регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02P7/36 

Изобретение относится к элек-тро- технике и может быть использовано в электроприводах с автономными инверторами и трехфазными асинхронными электродвигателями.

Цель изобретения - повышение КПД.

На фиг.1 представлена схема электропривода, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - диаграммы управления работой электропривода.

Электропривод , реализующий способ регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, содержит источник постоянного тока 1, от которого получает питание инвертор 2, между входными выводами 3,4 и выходными выводами 5,6,

7 которого включены полностью управляемые полупроводниковые ключи 8-13. К выходным выводам 5,6,7 инвертора присоединены одни одноименные зажимы статорной обмотки 14 асинхронного двигателя 15, между тем как другие ее одноименные зажимы 16,17,18 образуют разомкнутую нулевую точку соединения звездой этой обмотки. К одноименным зажимам 16,17,18 присоединено индуктивное сопротивление 19 (трехфазный дроссель), зашунтирован- ное полностью управляемым трехфазным полупроводниковым ключом 20.

Работу устройства рассмотрим на примере широтно-импульсного регулирования инвертором 2. Позициями 21,22,

316

23 показаны диаграммы управляющих импульсов полупроводниковыми ; ключами 8-13. Диаграммы 24,25,26 иллюстрируют форму напряжения каждой фазы электродвигателя.

Способ регулирования осуществляется следующим образом.

Рассмотрим последовательно чередующиеся интервалы на одном периоде частоты. Первый интервал работы характеризуется включенным состоянием полностью управляемых однофазных ключей, что соответствует подключению к положительному зажиму источника энер- гии 1 зажима 7 фазы А обмотки 14 статора двигателя -л к отрицательному зажиму этого источника - зажимов 5,6 двух других фаз В,С обмотки статора, между тем как нулевчя точка соединен- ной звездой статорной обмотки оказывается при этом замкнутой с помощью трехфазного ключа 20, Во втором интервале времени во включенном состоянии находятся только ключи 8,10,12, а остальные ключи в том числе и трехфазный ключ 20 отключены В эту меж- коммутационную паузу статорная обмот

энергии.

включена с дрос- 3510512. В прока отключена от источника статорная обмотка 14 селем 19 через ключи должении третьего интервала включены однофазные ключи 8512,33 и трехфазный ключ 20. В этот интервал времени имеет место присоединение фаз А,В статорной обмотки к положительному полюсу источника 15 а фазы С - к его отрицательному выводу5 причем другие одноименные выводы 16, 17, 18 этой обмотки объединены трехфазным ключом 20, чему соответствует закороченное состояние дросселя 19. Из фиг.2 следует, что при этом напряжение на фазе С обмотки статора превышает в два раза напряжение на фазах А,В этой обмотки. В четвертый интервал времени повторяется ситуация второго интервала времени, характеризуемая замкнутым состоянием однофазных ключей 8,10,12 и разомкнутым состоянием одноименных выводов 16,17,18 вследствие отключенного состояния трехфазного ключа 20. Поэтому электромагнитные процессы в двигателе в

0 5

0

5

0

5

0

соответствует закорачиванию дросселя объединением одноименных выводов 16, 17,18 статорной обмотки в общую нулевую точку соединения звездой, фазы А,С которой присоединяются к отрицательному выводу 4 источника 1, а фаза В - к положительному его выводу 3. К фазам А,С обмотки приложена половина напряжения фазы В. В шестой интервал включены те же ключи, что и во второй и четвертый интервалы времени и потому будут аналогичными вызываемые этим электромагнитные процессы в элементах устройства. В седьмой интервал времени во включенном состоянии находятся однофазные ключи 10,11, 12 и трехфазный ключ 20, что соответствует образованию замкнутой нулевой точки соединения звездой гтаторной обмотки, фаза А которой присоединена к отрицательному полюсу источника тока 1, а фазы В,С - к его положительному полюсу, из диаграммы 24,25, 26 следует, что при этом к фазе А приложено напряжение удвоенной величины по сравнению с фазами В,С. В рассматриваемьй седьмой интервал почти аналогичен первому интервалу времени и отличается лишь изменением на сто восемьдесят градусов полярности напряжений на фазах статорной обмотки, С изменением полярности напряжения и сдвига на 180 эл. град, будут иметь место процессы на последующих интервалах (от 8 до 12).

Неравномерность вращения асинхронного двигателя осоенно в области малых частот обусловлена несинусоидаль- постью выходного напряжения инвертора, питающего асинхронный двигатель; циклически повторяемыми режимами магнитного торможения в интервалы закороченного состояния статорной обмотки.

Таким образом предлагаемое изобретение позволяет уменьшить ток в статорной обмотке, т.е. уменьшить пропорционально тормозной момент в интервалах объединения одноименных зажимов 5,6,7 этой обмотки. Это достигается введением последовательно.со статорной обмоткой индуктивного сопротивления в виде трехфазного дросселя 19, что скачкообразно увеличивает сум

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронными маши- нами и автономными инверторами. Цель изобретения - повышение КПД электропривода. Поставленная цель достигается тем, что предложен способ увеличения индуктивного сопротивления статорной обмотки 14 электродвигателя на время закороченного состояния фаз этой обмотки в инверторе 2. Последовательно с обмоткой включается дроссель 19, который закорачивается трехфазным полупроводниковым ключом 20 при непосредственном питании от источника 1 через инвертор 2. Введение дополнительного индуктивного сопротивления в статорную обмотку в указанные моменты времени позволяет снизить тормозные моменты электродвигателя и тем самым повысит КПД электропривода. 2 ил. § (Л

этот интервал времени будут аналогич-марную индуктивность при размыкании

ны тем, которые имели место во второйключа 20. Это позволит сделать прак интервал времени. В пятый интервалтически незаметным момент магнитного

времени включены однофазные ключиторможения двигателя в интервалы ну11,12,13 и трехфазный ключ 20, чтолевого значения напряжения, подведенного от источника, т.е. в интервалы объединения зажимов 5,6,7 управляемого двигателя.

Одновременно оказывается возможным существенно ограничить колебания частоты вращения двигателя. При уменьшении тормозного момента уменьшаются потери и повышается КПД электропривода в целом. Формула изобретения

Способ регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного элек

I I I

В/12/Ю/

4f - Л -1$

m

LU

го

тродвигателя, при котором осуществляют чередование интервалов подключенного состояния фаз статорной обмотки к автономному источнику постоянного тока и закороченного состояния всех фаз этой обмотки, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, одновременно с закорачиванием всех фаз статорной обмотки увеличивают индуктивное сопротивление каждой фазы обмотки.

I I I

г I

Г 18

hj

фив.1

IU

ШШ.Ш

.

жпжиш,

jgГПГ

И.увчи.р. j...ЛГ|« |1| ||ТП11 ШK| fч,

шши

J njҐirFl

I /J

: 3

I

1

Sf

к

т

фиг.1

глгшл

I

ШШ

I

Ј