Инвертор для питания двигателя Советский патент 1991 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной технике частотного электропривода и может быть использовано для построения электроприводов на базе автономного инвертора и асинхронного двигателя.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик.

На чертеже показан вариант построения инвертора.

Инвертор содержит трехфазный тири- сторный мост 1-6 с реактором 7 в цепи питания, включенными в рассечку каждого плеча моста последовательно соединенными отсекающими диодами 8-13, две соединенные в треугольники батареи коммутирующих конденсаторов 14 19, два вентильных полумоста 20-25 и два компенсирующих

реакторов 26, 27. Каждая пара отсекающих диодов заактирована силовыми контактами 28 контактора. Нагрузкой является асинхронный двигатель 29. Контактор имеет обмотку управления 30 контактами 28, реле времени 31с замыкающим контактом 32 с задержкой времени на замыкание, обмотку управления 33 с силовыми контактами 34 и замыкающим блок-контактом 35, а также кнопки управления Пуск 36 и Стоп 37, при этом обмотка 33 и реле 31 подключены к входным выводам через кнопку Пуск 36 и параллельно соединенные кнопку Стоп 37 и блок-контакт 35. Обмотка 30 через контакт 32 реле времени также подключена к выходным выводам. Двигатель 29 подключен к выходным выводам инвертора посредством силовых контактов 34.

аззвД VI

О

СА

Инвертор работает следующим образом,

При нажатии на кнопку управления Пуск 36 срабатывает обмотка управления 33 и засчитывается реле времени 31. Обмотка управления 33 блок-контактом 35 встает на самоблокировку, а силовые контакты 34 подключают двигатель 29 к выходу инвертора. В таком состоянии инвертор представляет схему с ограниченной коммутирующей емкостью, так как диоды 8-13 отсекают батареи коммутирующих конденсаторов 14- 16 и 17-19 от двигателя 29. Однако выходное напряжение имеет ступенчатую форму, отрицательно влияющую на КПД и коэффициент мощности двигателя. Такую конфигурацию схема имеет до полного разгона двигателя, время которого задается реле 31. После срабатывания рэле контакт 32 последнего подключает обмотку 30 к источнику питания, она срабатывает и замыкает посредством силовых контактов 28 цепочку из последовательно соединенных диодов 8 (10, 12) и 9 (11, 13). Схема инвертирования преобразуется при этом в параллельный.инвертор с двухдроссельной схемой компенсации. Кривая выходного напряжения становится по форме близкой к синусоиде и остается таковой все остальное время работы электропривода. Тиристоры 20-25 и реакторы 26, 27 служат для образования цепей компенсации избыточной реактивной мощности конденсатора 14-19, Эти цепи обеспечивают стабильность выходного напряжения инвертора при изменении параметров нагрузки. Тиристорный мост 1-6 управляется узкими сдвоенными через 60 элтрад. импульсами, а два вентильных полумоста 20-25 - одиночными импульсами. При этом импульсы на вентильные полумосты 20-25 подаются в моменты коммутации соответствующих тиристоров 1-6 основно- го моста. Так, например, импульс на тиристор 25 подается одновременно с импульсами на отпирание тиристоров 2 и 3. При этом отпирание тиристора 2 приводит к запиранию тиристора 6, так как напряжение на конденсаторе 19 в этот момент имеет следующую полярность: плюс на левой по схеме обкладке, минус - на правой, соединенной с анодом тиристора 6. Вместе с этим после включения тиристора 2 напряжение на конденсаторе 19 имеет отпирающую для тиристора 25 полярность. Поэтому в результате подачи управляющего импульса на тиристор 25 происходит его включение. Образуется контур, имеющий конденсатор 19, тиристор 2. реактор 27, тиристор 25. Через контур протекает импульс тока, ускоряющий перезаряд конденсатора 19. Ускоренный перезаряд конденсатора устраняет зависимость напряжения на нем от параметров нагрузки. Описанная структура цепей компенсации реактивной мощности

характерна для тех режимов работы инвертора, когда контакты 28 разомкнуты. При этом работа инвертора ничем принципиально не отличается от таковой для хорошо известной схемы инвертора с отсекающими

0 диодами. После замыкания контактов 28 коммутирующие конденсаторы 14-16 и 17- 19 попарно соединяются. В результате инвертор становится параллельным. Протекание электромагнитных процессов в

5 таком инверторе в научно-технической литературе описано самым подробным образом. Необходимо отметить лишь особенности формирования контуров компенсации реактивной мощности. В каждую

0 1/6 часть периода работы инвертора формирование этих контуров происходит с участием двух параллельно включенных конденсаторов. Так, например, для описанного выше интервала ток в реакторе 27 про5 текрет под действием напряжения на параллельно соединенных конденсаторах 16 и 19. Выполнение двух вентильных полумостов 20-25 управляемыми исключает образование контуров, в которых происходит

0 накопление энергии в реакторах 26, 27. Это позволяет исключить из цепей компенсации активные сопротивления, служащие для рассеяния накопленной энергии, и тем самым повысить КПД инвертора.

5 Формула изобретения

Инвертор для питания двигателя, содержащий подключенный к входным выводам через сглаживающий реактор трехфазный тиристорный мост с отсекающим

0 диодом в каждом плече, две соединенные в треугольники батареи коммутирующих конденсаторов, два вентильных трехфазных полумоста и два компенсирующих реактора, причем каждый из трех выводов батареи

5 коммутирующих конденсаторов подключен к соответствующей точке соединения катода тиристора анодной группы моста, анода отсекающего диода и анода вентиля первого полумоста, каждый из трех выводов второй

0 батареи коммутирующих конденсаторов подключен к соответствующей точке соединения анода тиристора катодной группы моста, катода второго диода и катода вентиля второго полумоста, катоды вентилей пер5 вого полумоста объединены и подключены через первый реактор к анодной группе ти- ристорного моста, аноды вентилей второго полумоста объединены и через второй реактор подключены в катодной группе тири- сторного моста, а точки соединения

отсекающих диодов с тиристорами через силовые контакты контактора соединены с выводами цепи нагрузки, причем обмотка управления контактора через последовательно соединенные кнопки Стоп подключена к входным выводам, а кнопка Пуск зашунтирована замыкающим блок- контактом контактора, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик, в него дополнительно введены второй контактор с обмоткой управления и тремя замыкающими силовыми контакта0

ми и реле времени с обмоткой и замыкающим контактом, причем силовые контакты второго контактора включены пофазно между анодом отсекающего диода анодной группы и катодом отсекающего диода катодной группы, управляющая обмотка контактора подключена к входным выводам через замыкающий контакт реле времени, обмотка которого присоединена параллельно обмотке первого контактора, а вентили компенсирующих полумостов выполнены управляемыми.

Изобретение относится к преобразовательной технике и частотного электропривода и может быть использовано для построения электроприводов на базе автономного инвертора и асинхронного двигателя. Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик. Инвертор содержит трехфазный мост на тиристорах 1-6 с отсекающими диодами 8-13. Вентильные полумосты 20-25 подключены к коммутирующим конденсаторам 14-19. Силовые контакты 28 управляются от управляющей обмотки 33, подключенной к источнику питания через кнопки Пуск 36 и Стоп 37. После замыкания контактов 28 конденсаторы 14-16 и 17-19 попарно соединяются, вследствие чего инвертор становится параллельным. 1 ил. to

35

..я

спйгЛТ

J

32

-ш

зо

|