Электропривод переменного тока Советский патент 1992 года по МПК H02P3/24 

Изобретение относится к электротехнике электроприводу с трехфазными асинхронными электродвигателями, и может быть использовано, например, в металлорежущих станках, автоматических линиях и других производственных механизмах.

Известен электропривод переменнно- го тока с трехфазным асинхронным электродвигателем, в котором схема торможения реализуется с помощью контактора, трех силовых диодов и регулируемого резистора, В этой схеме фазные обмотки статора и два силовых диода образуют короткозамкну- тые контуры; из сети половину периода питающего напряжения через третий силовой диод и резистор по одной фа-| зе статора идет однополупериодный

ток, а в остальную часть периода, когда третий-диод заперт, по всем трем фазным обмоткам статора благодаря шунтирующим диодам идут токи прежнего направления, обеспечивая тем самым динамическое торможение электродвигателя.

Однако в данном электроприводе коммутация силовых цепей электродвигателя осуществляется с помощью контактной аппаратуры и не обеспечивает высокую эффективность торможения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод переменного тока с бесконтактным управлением, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, статорная обмотка которого сое- динена по схеме звезда, три пары

sj

оэ сп со со ьэ

встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены зажимами для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, а также два шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответственно к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды - к третьему выводу статорной обмотки,

Однако в известном электроприводе в зоне высоких частот вращения, где происходит основное поглощение кинетической энергии вращающихся масс электропривода, тормозной момент невелик, поэтому невысока эффективность торможения. Этот недостаток особенно ощутим для высокопроизводительного станочного оборудования с непродолжительным циклом работы, уменьшение которого за счет сокращения вспомогательных не связанных с технологическим процессом операций дает заметный экономический эффект.

Цель изобретения - повышение эффективности торможения электропривода

Указанная цель достигается тем, что в электропривод с динамическим торможением асинхронного электродвигателя, содержащий три пары встречно-параллельно включенных тиристоров одни выводы которых снабжены зажимам для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, два шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответственно к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды - к третьему фазному выводу статорной обмотки, а также регулируемый резистор, введены третий и четвертый шунтирующие тиристоры и четвертая пара встречно-параллельно включенных тиристоров, один вывод которой подключен к нулю звезды статорной обмотки, а другой - к одному выводу регулируемого резистора, другой вывод которого снабжен зажимом для подключения к нулю источника питания третий и четвертый шунтирующие тиристоры включены встречно-параллельно первому и второму шунтирующим тирис торам соответственно.

На фиг.1 представлена схема элект ропривода переменного тока; на фиг.2 - трехфазная обмотка статора

,

7359924

для наглядного доказательства как в предлагаемом электроприводе для реализации рекуперативного торможения . происходит устроение числа пар полюсов машины.

Обмотка статора 1 трехфазного асинхронного электродвигателя соеди15

20

30

нена по схеме звезда. Выводы каждой

10 фазы этой обмотки соединены с соответствующей фазой сети через силовые тиристоры 2иЗ, и5, 6и7 каждая пара которых включена по встреч- но-параллельной схеме. Кроме того первая и вторая фазные обмотки статора зашунтированы встречно-параллельно включенными силовыми тиристорами 8 и 9, а вторая и третья фазные обмотки статора зашунтированы аналогично включенными силовыми тиристорами 10 и 11. Между нулевой точкой- звезды статора и нулем источника питания включены два встречно-параллельно силовых тиристора 12 и 13 и

25 последовательно с ними регулируемый резистор 1.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

При запуске электродвигателя на | рабочий режим силовые тиристоры 2-7 выполняют роль бесконтактного пускателя . С подачей команды на торможение отключаются тиристоры 2,3,6 и 7 а включаются тиристоры 8-13, причем тиристоры 8,9,10 и 11 соединяют фазы

35 статорной обмотки параллельно, а с помощью тиристоров и 5) 12 и 13 эти обмотки включаются на однофазное напряжение сети. Происходит утроение числа полюсов машины, она пере40 ходит в генераторный режим, осуществляя интенсивное рекуперативное тормо- жение.

Утроение числа полюсов машины в этом случае доказательно иллюстриру45 ется на примере трехфазной однослойной обмотки (фиг.2) с параметрами: z 24, , q. 2, . На фиг.2а показана ббмотка при включении в трехфазную сеть, на фиг.26 - при симмет50 ричном включении в однофазную сеть. Из фиг.26 видно, что число полюсов при однофазном токе будет . В обоих случаях число пазов на полюс и фазу остается одинаковым, а именно

55 для трехфазного тока

24

- О

2р-т 4-3

для однофазного тока

2, T.e.

2р

z

q, m однофазным

, то при питании

током

2Р -IСледовательно, симметричное включение трехфазной обмотки в однофазную сеть позволяет получить в 3 раза меньшую частоту вращения поля статоi 1 ра по --- п0.

Последовательно с обмотками статора необходимо включать добавочное сопротивление 14, чтобы ограничить ток и величину магнитного потока. Это обусловлено тем, что хотя число пазов на полюс и фазу q остается в однофазном режиме таким же, как в трехфазном, но обмоточный коэффициент К . в однофазном режиме для

ОоГЛ

электродвигателей среднего диапазона мощностей составляет 0,5-0,57, а в трехфазном - обычно Kosw 0,96. Значит при одном и том же фазном напряжении- (и 4,44 fW К„.„ )

in Ofr лЛ

это приведо бы к резкому увеличению магнитного потока.

После завершения рекуперативного торможения, т.е.после, снижения частоты вращения приблизительно до

1 -s- noi, когда основной запас кинети,ческой энергии вращающихся масс уже погашен, дается команда на включение динамического торможения. Управление может осуществляться в функции частоты вращения (например, с помощью индукционного реле контроля скорости типа РКС, установленного на валу электродвигателя) или в функции времени.

С подачей команды на динамическое торможение- отключаются тиристоры 5, 9, 11 и 13, остаются включенными тиристоры 4, 8, 10 и 12. Половину периода питающего од- юфазного напряжения ток идет из сети через тиристор Ь, одну фазную обмотку статора, тиристор 12 и резистор

1. Вторую половину периода, когда тиристоры и 12 заперты, по всем

15 электродвигателя, что при питании их однофазным током у обычного одно- скоростного электродвигателя получено утроение числа пар полюсов машины и тем самым оказалось возмож20 ным перевести ее в режим рекуперативного торможения -с последующим переключением на динамическое торможение, обеспечивая тем самым высокую эффективность торможения электропри- 25 вода.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, 30 содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, статорная обмотка которого соединена по схеме звезда, три пары встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены зажимами для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, два шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответственно к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды - к третьему фазному выводу.статорной обмотки, регулируемый резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности торможения, в него введены третий и четвертый шунтирующие тиристоры и четвертая пара - встречно-параллельно включенных тиристоров, один вывод которой подклю35

40

Г 45

чен к нулю звезды статорной обмотки, а другой - к одному выводу регулируемого резистора, другой вывод которого снабжен зажимом для подключения к нулю источника питания, третрем фазным обмоткам статора благода- 55 тий и четвертый шунтирующие тиристо- ря шунтирующим тиристорам 8 и 10 идут ры включены встречно-параллельно пер- TOKVI прежнего направления, обуслов- вому и второму шунтирующим тиристорам ленные не только индуктивностью ста- соответственно.

735992

тора, но и электродвижущей силой, наведенной магнитным полем ротора, обеспечивая тем самым в зоне низких частот вращения достаточно большой момент динамического торможения. Контроль длительности динамического торможения обычно осуществляется в функции времени.

10 Таким образом, введение в схему электропривода переменного тока четырех силовых тиристоров позволяем так скоммутировать фазные обмотки статора трехфазного асинхронного

15 электродвигателя, что при питании их однофазным током у обычного одно- скоростного электродвигателя получено утроение числа пар полюсов машины и тем самым оказалось возмож20 ным перевести ее в режим рекуперативного торможения -с последующим переключением на динамическое торможе

ние, обеспечивая тем самым высокую эффективность торможения электропри- 25 вода.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, 30 содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, статорная обмотка которого соединена по схеме звезда, три пары встречно-параллельно включенных тиристоров, одни выводы которых снабжены зажимами для подключения к фазам источника питания, другие выводы подключены к соответствующим фазным выводам статорной обмотки, два шунтирующих тиристора, аноды которых присоединены соответственно к двум фазным выводам статорной обмотки, а катоды - к третьему фазному выводу.статорной обмотки, регулируемый резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности торможения, в него введены третий и четвертый шунтирующие тиристоры и четвертая пара - встречно-параллельно включенных тиристоров, один вывод которой подклю35

40

45

чен к нулю звезды статорной обмотки, а другой - к одному выводу регулируемого резистора, другой вывод которого снабжен зажимом для подключения к нулю источника питания, треf J c en u t-

Nv.

rs

СЖЗ

Использование: в электроприводах металлорежущих станков, автоматических линиях и других производственных механизмах. Сущность изобретения заключается в ведении в схему электропривода переменного тока четырех силовых тиристоров, что позволяет так скоммутировать фазные обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя, что при питании их однофазным т.оком у обычного односко- ростного электродвигателя получено ; утроение числа пар полюсов машины и тем самым оказалось возможным перевести ее в режим рекуперативного торможения с последующим переключением на динамическое торможение, что обеспечивает высокую эффективность торможения электропривода. 2 ил. (Л

v -

|Ј1ШШ1Ј ШШШ|ЈЛ/ 11«Я и s Ё

r

:dr

r

/

1

f

78

}

S N.. 1}

и №i±

r

-

3

В

-%

(pv Ј

|ЈЛ/ 11«Я и s

л

:dr

r

/

7Ш

14

ft

#y;

2ff

F

uP VL

-4-