Электромашинный преобразователь частоты Советский патент 1991 года по МПК H02P11/04 H02P9/44 

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения - улучшение массо- габаритных показателей и повышение энергетических показателей.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема электромашинного преобразователя частоты.

Электромашинный преобразователь частоты содержит приводной двигатель 1 переменного тока, синхронный генератор 2, установленные на общем валу. Приводной двигатель выполнен в виде асинхронной машины с фазным ротором. Первые выводы обмотки 3 статора асинхронной машины снабжены зажимами для подключения к сети, а выводы обмотки ротора - зажимами для подключения к клеммам щеточного узла 4.

Обмотка ротора снабжена средними от- водами. Выводы якорной обмотки 5 генератора подключены к нагрузке 6, а обмотка 7 возбуждения, шунтированная переменным резистором 8, - к выводам постоянного тока управляемого усилителя 9 мощности, вы- полненного в виде трехфазного управляемого мостового выпрямителя.

Выводы постоянного тока указанного усилителя 9 мощности образованы выводами постоянного тока трехфазного мостово- го выпрямителя, а управляющий вход усилителя мощности -управляющими элек- тррдами тиристоров выпрямителя.

Электромашинный преобразователь частоты снабжен блоком пуска с трехфаз- ной группой замыкающих контактов 10 и трехфазной группой размыкающих контактов 11, реле 12 времени с замыкающим контактом 13, механически связанным с замыкающими контактами 10 блока пуска и подключенным к входу реле 12 времени.

В преобразователь введены распределитель 14 импульсов с управляющим и сило- вым входами, последовательно соединенные первый разделительный блок 15, высокочастотный трансформатор 16, выпрямитель 17, выход которого подключен к управляющему входу распределителя 14 импульсов, силовой вход которого и выводы переменного тока трехфазного мостового выпрямителя 9 подключены к средним отводам обмотки 18 ротора приводного двигателя 1. Выход распределителя 14 импульсов подключен к управляющему входу усилителя 9 мощности.

К нагрузке 6 подключен первый вход автоматического корректора 19 напряжения, который снабжен вторым входом, соединенным с выходом реле 12 времени, Выход корректора 19 напряжения подклю

чен к управляющему входу системы 20 им- пульсно-фазового управления, силовой вход которой соединен с первыми выводами замыкающих контактов 10 блока пуска.

Электромашинный преобразователь снабжен последовательно соединенными высокочастотным автогенератором 21,вход которого соединен с выходом системы 20 импульсно-фазового управления, и вторым разделительным блоком 22 с выводами для подключения к первым выводам замыкающих контактов 20 блока пуска.

Между вторыми выводами обмотки 3 статора и выводами 18 обмотки ротора включен реактор 23 для ограничения токов в режиме пуска электромашинного преобразователя частоты.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты 10 и 11 блока пуска обеспечивают при подаче сете- вого напряжения на начала обмоток 3 статора двигателя их соединение по схеме звезда с пофазным подключением к их концам последовательных токоограничи- тельных реакторов 23 и с одновременным замыканием клемм узла 4 токоподвода обмоток 18 фазного ротора двигателя. Поэтому начальный этап пуска преобразователя производится как запуск его приводного асинхронного двигателя с его короткозамк- нутым ротором в режиме холостого хода, так кактиристорный выпрямитель 9 питания обмотки 7 возбуждения синхронного генератора закрыт благодаря воздействию выходного сигнала реле 12 времени на второй (блокирующий) вход автоматического корректора 19 напряжения.

На втором этапе пуска, после приближения частоты вращения ротора приводного двигателя 1 к номинальной величине (3000 об/мин), происходит срабатывание контактов 11 устройства, при котором обмотки 18 фазного ротора двигателя 1 включаются пофазно и последовательно в цепи обмоток 3 статора двигателя 1, чем обеспечивается его перевод в режим двойного питания и дальнейший разгон с приближением к двойной синхронной скорости вращения (6000 об/мин).

На заключительном этапе пуска срабатывают контакты 10 блока пуска, чем обеспечивается вывод токоограничивающих реакторов 23 из цепей последовательно и пофазно включенных обмотки 3 статора и обмоток 18 фазного ротора с достижением им двойной синхронной частоты вращения и началом отсчета выдержки времени реле 12, запускаемым по входу замыкающимся контактом контактора 13,

По окончании выдержки времени реле 12 снимается запирающий сигнал с блокирующего входа 24 корректора 19, выходной сигнал которого, воздействуя через систему 20 импульсно-фазового управления и высокочастотный канал передачи ее управляющего сигнала на вход 25 распределителя импульсов, приводит к форсированному отпиранию вращающегося тиристорного выпрямителя 9. подаче тока в цепь обмотки 7 возбуждения синхронного генератора и его возбуждению, ограничиваемому по достижению номинального уровня напряжения (обычно 230 В) на клеммах нагрузки 6 действием автоматического корректора 19, связанного своим управляющим входом 26 с этими клеммами цепью жесткой отрицательной обратной связи.

При этом статический установившийся режим работы электромашинного преобразователя частоты характеризуется повышенной (по сравнению с известным преобразователем) точностью поддержания величины частоты (400 Гц) выходного напряжения синхронного генератора преобразователя, приводной асинхронный двигатель которого, работая в режиме электрической машины двойного питания, синх- ронизирован по частоте с питающей трехфазной сетью и не имеет скольжения относительно частоты питающей сети, повышенным качеством протекания переходных процессов при коммутации нагрузок статорной цепи синхронного генератора, выходное напряжение которого, благодаря наличию вращающего тиристорного выпрямителя, быстро восстанавливается до заданного номинального уровня.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого электромашинного преобра- зователя частоты определяется повышением быстродействия и КПД преобразователя за счет использования вращающегося тиристорного выпрямителя-возбудителя, подключаемого по автотрансформаторной схеме клеммами трехфазного питания к отводам обмотки фазного ротора двигателя, повышением качества выходной электроэнергии за счет стабилизации частоты вращения, повышения быстродействия и отсутствия низкочастотной модуляции частоты скольжения, а также уменьшением массогабаритных показателей и упрощением управления устройством тиристорного усилителя мощности, выполняемого в виде вращающегося выпрямителя, имеющего бесконтактный высокочастотный узел модулятор - демодулятор) передачи управляющих импульсов тиристоров.

Формула изобретения Электромашинный преобразователь частоты, содержащий приводной двигатель переменного тока и синхронный генератор,

установленные на общем валу, одни выводы обмотки статора приводного двигателя снабжены зажимами для подключения к сети, а якорная обмотка синхронного генератора - зажимами для подключения к

0 нагрузке, управляемый усилитель мощности, выводы постоянного тока которого под- ключены к обмотке возбуждения синхронного генератора, шунтированной переменным резистором, автоматический

5 корректор напряжения с входом для подключения к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения энергетических показателей, управляемый усилитель

0 мощности выполнен в виде трехфазного управляемого мостового выпрямителя, приводной двигатель переменного тока - в виде асинхронной машины с фазным ротором, обмотка которого снабжена средними отво5 дами, подключенными к выводам переменного тока трехфазного управляемого мостового выпрямителя, выводы постоянного тока которого образуют выводы посто- янного тока управляемого усилителя

0 мощности, а управляющие электроды тиристоров трехфазного мостового выпрямителя - управляющий вход усилителя мощности, и введены блок пуска с трехфазной группой замыкающих контактов и трех5 фазной группой размыкающих контактов, реле времени с замыкающим контактом, механически связанным с замыкающими контактами блока пуска и включенным на входе реле времени, распределитель импульсов с

0 управляющим и силовым входами, последовательно соединенные первый разделительный блок с зажимами для подключения к обмотке ротора приводного двигателя, высокочастотный трансформатор, выпрями5 тель, выходом подключенный к управляющему входу распределителя импульсов, силовые входы которого соединены со средними отводами обмотки ротора приводного двигателя, а выход - с управля0 ющим входом усилителя мощности, последовательно соединенные второй разделительный блок, высокочастотный автогенератор и система импульсно-фазового управления с силовым и управляю5 щим входами, а автоматический корректор напряжения снабжен вторым входом, подключенным к выходу реле времени, первые выводы размыкающих контактов блока пуска объединены, а их вторые выводы пофазно соединены с выводами обмотки ротора и

716513518

первыми выводами замыкающих контак-вторые выводы замыкающих контактов блотов, соединенными с силовым входом сие-ка пуска пофазно подключены к вторым вытемы импульсно-фазового управления и сводам обмотки статора приводного

выводами второго разделительного блока.двигателя.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение энергетических показателей. С этой целью в электромашинном преобразователе частоты приводной двигатель 1 выполнен в виде асинхронной машины с разным ротором. Обмотка 18 ротора снабжена отводами,подключенными к выводам переменного тока усилителя 9 мощности, выполненного в виде трехфазного управляемого мостового вы- прямителя. Электромэшинный преобразователь снабжен блоком пуска, который обеспечивает его запуск посредством контактов 10. 11 в три ступени, в результате этого из состава электромашинного преобразователя частоты исключен возбудитель. Стабилизация напряжения на выходе генератора осуществляется автоматическим корректором 19 напряжения по схеме отрицательной обратной связи. 1 ил. сл с о сл Сд) сл