Электропривод переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления электроприводами.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения.

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

Электропривод переменного тока содержит источник переменного напряжения 1 (трансформатор или генератор), трехфазный мостовой неуправляемый выпрямитель 2, фильтр 3, подключенный к выходу выпрямителя 2, трехфазный мостовой инвертор на тиристорах 4-9, два управляемых ключа 10. 11, соединяющих выходы фильтра 3 с анодной и катодной группами трехфазного мостового инвертора на тиристорах 4-9, электродвигатель 12, статорные обмот ки которого включены в звезду и подключены к выходам трехфазного мостового инверторов на тиристорах 4-9, а нейтраль объединена с нейтралью источника переменного напряжения 1, мост диодов обратного тока 13, подключенный входами-к фазам электродвигателя, выходами - к выходам фильтра 3, шесть элементов сравнения 14-19, два генератора линейно-изменяющегося напряжения 20, 21, выход первого генератора

Os

сь со VI со со

линейно-изменяющегося напряжения 20 подключен к первым входам первого 14, третьего 16 и пятого 18 элементов сравнения. Выход второго генератора линейно-изменяющегося напряжения 21 подключен к первым вхплям - -« -«РТОГО 17 и шестого 1 элементов сравнения, Попарно объединенные вторые входы первого 14 и второго 15, третьего 16 и четвертого 17, и пятого 18 и шестого 19 элементов сравнения подключены к задатчику трехфазных синусоидальных сигналов DA, UB, Uc.

Элекропривод содержит также генератор несущей частоты 22, прямой выход которого подключен к входу первого генератора линейно-изменяющегося напряжения 20 и запирающему входу первого управляемого ключа 10. Инверсный выход генератора 22 подключен к входу второго генератора линейно-изменяющегося напряжения 21 и запирающему входу второго управляемого ключа 11, два элемента 3 ИЛИ 23, 24. Входы первого элемента 3 ИЛИ 23 соединены с выходами элементов сравнения 14, 16, 18, а выход - с отпирающим входом управляемого ключа 10. Входы второго элемента 3 ИЛИ 24 соединены соответственно с выходами элементов сравнения 15, 17, 19, а выход - с отпирающим входом управляемого ключа 11.

Источник переменного напряжения 1, выпрямитель 2, фильтр 3 служат для питания инвертора напряжением постоянного тока, причем фильтр 3 состоит из двух Г-об- разных фильтров, связанных с нейтралью, для возможности рглаживания напряжения на обоих шинах питания инвертора независимо друг от друга. Трехфазный мостовой инвертор служит для распределения импульсов напряжения по фазам статорной обмотки электродвигателя 12. Управляемые ключи 10, 11 предназначены для подключения инвертора к выходам фильтра 3. Мост диодов обратного тока необходим для возврата в конденсаторы фильтра реактивной энергии, накапливаемой в обмотках электродвигателя 12. Элементы сравнения 14-19 служат для определения точек коммутации инвертора путем сравнения синусоидального напряжения и сигналов генераторов линейно-изменяющегося напряжения 20, 21, Генераторы линейно-изменяющегося напряжения 20,21 предназначены для получения напряжения пилообразной формы, длительностью и полярностью определяемые сигналами генератора несущей частоты 22, имеющие прямой фронт и линейно-изменяющийся спад импульсов.

Генератор несущей частоты 22 служит для получения двухполярных прямоугольных импульсов скважностью Меандр с частотой, равной частоте коммутации инвертора. Цементы 3 ИЛИ 23, 24 необходимы для оптирания управляемых ключей 10, 11

с гоптрртгтиующими тиристорами инвертора.

На фиг. 2 показана форма синусоидального напряжения UA, подаваемого на вторые входы элементов сравнения 15, 14,

0 форма выходного напряжения генератора несущей частоты U22, формы напряжений, подаваемых на входы элементов сравнения 14,15 - U20, U21, UA, А, В, С - формы напряжений на фазах статорной обмотки электро5 двигателя 12.

Электропривод работает следующим образом.

В начальный момент времени, определяемый пересечением амплитудных значе0 ний пилообразного напряжения и синусоидального сигнала в элементе сравнения 14, отпирается тиристор 4, одновременно с помощью элемента 3 ИЛИ 23 отпирается управляемый ключ 10. Ток про5 текает через обмотки источника переменного напряжения 1, выпрямитель 2, фильтр 3, управляемый ключ 10, тиристор 4, фазу А электродвигателя 12, объединенную нейтраль. При поступлении запирающего им0 пульса на управляемый ключ 10 ток через ключ 10 и тиристор 4 прекращается, тиристор 4 запирается, реактивная энергия, накопленная в обмотке фазы А электродвигателя 12, через мост диодов об5 ратного тока 13 передается в конденсатор фильтра 3.

Затем вновь отпирается тиристор 4 и ключ 10, ток протекает через обмотку фазы А электродвигателя 12 и т. д. Формируется

0 положительная полуволна напряжения в фазе А электродвигателя 12.

Отрицательная полуволна напряжения в фазе А электродвигателя 12 формируется с помощью тиристора 9 и управляемого клю5 ча 11.

Аналогично формируются напряжения фазы В и С электродвигателя,

Использование изобретения позволит рационально использовать напряжение пи0 тания электропривода, расширить диапазон регулирования напряжения в 2 раза, уменьшить пульсации тока в обмотках электродвигателя, уменьшить вероятность возникновения режима пульсирующих токов, а

5 также упростить схему управлением электроприводом.

Формула изобретения Электропривод переменного тока, содержащий электродвигатель со статорной обмоткой, соединенной в звезду с выведенной нейтралью, трехфазный мостовой инвертор, выходы которого подключены к выводам статорной обмотки электродвигателя, трехфазный мостовой выпрямитель, подключенный входом к источнику переменного напряжения, нейтраль которого объединена с нейтралью статорной обмотки электродвигателя, мост диодов обратного тока, входом подключенный к выводам статорной обмотки электродвигателя, два ключа с отпирающими входами, каждый из которых включен между разноименными группами вентилей трехфазного мостового инвертора и моста диодов обратного тока соответственно, фильтр, система управления с первой группой выходов для подключения инвертора и второй группой выходов для подключения к отпирающим входам упомянутых ключей соответственно, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения, фильтр снабжен средним выводом для подключения к нейтрали обмотки статора электродвигателя, а каждый ключ - запирающим входом, выходы диодного моста обратного тока через указанный фильтр подключены к выходам трехфазного мостового выпрямителя, введен задатчик трехфазного синусоидального сигнала, а система управления составлена из шести

элементов сравнения, двух генераторов линейно-изменяющегося напряжения, двух логических элементов ЗИЛИ, генератора несущей частоты с прямым и инверсным выхо- дами, прямой выход которого подключен к запирающему входу первого ключа и к входу первого генератора линейно-изменяющегося напряжения, выходом соединенного с первыми входами первого, третьего и пято- 0 го блоков сравнения, инверсный выход генератора несущей частоты подключен к запирающему входу второго ключа и входу второго генератора линейно-изменяющегося напряжения, выходом соединенного с 5 первыми входами второго, четвертого и шестого элементов сравнения, попарно объединенные вторые входы соответственно первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого элементов сравнения сое- 0 динены с соответствующими выходами за- датчика трехфазного синусоидального сигнала, выходы элементов сравнения образуют первую группу выходов системы управления, при этом выходы первого, 5 третьего и пятого элементов сравнения подключены к входам первого логического элемента ЗИЛИ, выходы второго, четвертого и шестого - к входам второго логического элемента ЗИЛИ, выходы элементов ЗИЛИ 0 образуют вторую группу выходов системы, управления.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования по напряжению путем улучшения формы питающего напряжения. В электроприводе переменного тока система управления инвертором составлена на элементах сравнения 14 - 19, генераторов 20, 21 линейно-изменяющегося напряжения, генератора 22 несущей частоты и логических элементов 3 ИЛИ. Фильтр 3 снабжен нейтральным выводом, соединенным с нейтралью обмотки электродвигателя 12, а ключи 10, 12 - запирающими входами, подключенными соответственно к выходам генератора 22 несущей частоты. Введенный мост 13 диодов выходом подключен к выходам фильтра 3, а входом - к выходам обмотки электродвигателя. Положительные полуволны данных напряжений для питания обмотки электродвигателя формируются с помощью тиристоров 4, 6, 8 и ключа 10, а отрицательные полуволны этих напряжений - с помощью тиристоров 5, 7, 9 и ключа 11. В результате уменьшаются пульсаций тока в обмотке. 2 ил.

фе/e.f

I/.

(риг. 2