ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Советский патент 1967 года по МПК H02P7/58 

Известны частотно-регулируемые электроприводы с широтно-импульсной модуляцией, содержащие двигатель переменного тока, питаемый от сетн постоянного тока через преобразователь из однофазных силовых ячеек, и блок управления с регулируемыми транзисторными мультивибраторами, блоком регулирования частоты и фазосдвнгающнм блоком.

В предлагаемом электроприводе, с целью упрощения и повыщения надежности, применены для каждой фазы нерегулируемые транзисторные мультивибраторы с выходными обмотками, подключенными к силовой ячейке соответствующей фазы, а один нз указанных регулируемых мультивибраторов снабжен блоком регулирования частоты и обмоткой синхронизации, подключенной через общий фазосдвигающий блок к базам транзисторов второго регулируемого мультивибратора, причем выходные обмотки обоих мультивибраторов нодключены к цепям управления каждой силовой ячейки преобразователя.

На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода, двухфазный вариант.

Обмотка / двигателя включена в диагональ мостовой схемы из транзисторов 3, 4, 5 и 6, а обмотка 2 второй фазы - в диагональ моста из транзисторов 7, 8, 9 и JO. Для управления каждым силовым транзистором 3, 4, 5, 6, 7,

8, 9 Vi 10 используются напряжения, получаемые после выпрямления результирующего напряжения двух мультивибраторов // и 12. Особенность использования этого снособа в

данном устройстве состоит в том, что эти мультивибраторы работают не синхронно, а наоборот, с некоторой разностью частот, которая по абсолютной величине не менее чем в 10-20 раз меньще частоты работы мультивибраторов.

В управлении двухфазной схемой частотного регулирования используются четыре идентичных мультивибратора 11, 12, 13 и 14. Мультивибраторы // и 12 работают со стабилизированной частотой порядка сотен герц или нескольких кгц, причем в их работе посредством фазосдвигающего элемента 15 уста новлен фиксированный фазовый сдвиг 90. Фазосдвигающий элемент содержит дроссель

с прямоугольной петлей гистерезиса, рассчитанный на насыщение через i/4 периода частоты работы мультивибраторов // и 12. Л1ультивибраторы 13 и 14 работают синхронно и несколько различаются по частоте работы от мультивибраторов // и 12, причем мультивибратор 13 регулируется по частоте посредством насыщающегося дросселя 16 с подмагничиванием, включенного между базами его транзисторов, в цепочку еинхронизачен миниау щй%ймж)сдв11гающпй блок 17. Изменением iTika в оолютк подмагничивания можно, peгyJffpQБf r |i фaж |,lй сдвиг в работе мультивибра то 5 и /|| i В подклю гаЙП Исодны обмоток мультивибраторов, базовым цепям силовьис.,.траиз11С10рав««,./р5, 6, 7, 8, 9 и 10 соблюдается следующий порядок. Для управления транзисторами 3, 4, 5 и 6 одной фазы устройства используются мультивибраторы и, 13 и 14, причем транзисторы 5 и 4 управляются через обмотки 18 от мультивибратора У/ и через обмотки 19 от мультивибратора 13, а транзисторы 5 и 6 - через обмотки 18 от мультивибратора 11 и через обмотки 19 от мультивибратора 14. Аналогичным образом для управления транзисторами 7, S, 9 и 10 используются мультивибраторы 12, 13 и 14, причем транзисторы 7 и S управляются через обмотки 18 от мультивибратора 12 и через обмотки 19 от мультивибратора 13, а транзисторы 9 и 10 - через обмотки 18 от мультивибратора 12 и через обмотки 19 от мультивибратора 14. Таким образом, в управлении силовым блоком имеются следующие закономерпости. Каждый из мультивибраторов // и 12 используется для управления только одной силовой ячейкой, но всеми транзисторами этой ячейки. Мультивибратор 13 используется для управления только левыми ветвями сбеих ячеек, а мультивибратор 14-для управления правыми ветвями. Порядок переключения транзисторов подчиняется последовательности широтно-модулированных прямоугольных импульсов повыщенной частоты. Изменением сдвига фазы в работе мультивибраторов 13 и 14 можно регулировать величину напряжения на нагрузке от нуля. Напряжение на нагрузке без высокочастотных составляющих имеет форму трапеции, приближающейся по мере увеличения напряжения к равностороннему треугольнику, а по мере уменьщения - к прямоугольнику. Таким образом, во всем диапазоне регулирования форма напряжения остается более благоприятной в отнощении спектрального состава, чем прямоугольная, которая обусловливает ухудшение использования электродвигателя. Что касается высокочастотных составляющих, то при выборе частоты коммутации в 15-20 раз больше номинальной, токи, обусловленные составляющими напряжения повышенной частоты, оказываются очень небольщими и практически могут не приниматься во внимание. Благодаря фиксации сдвига фаз 90° в работе мультивибратора 12 относительно мультивибратора 11, в работе мостовой схемы из транзисторов 7, 8, 9 и 10 имеют место те же явления, что и в мосте из транзисторов 3, 4, 5 и 6, ио со сдвигом фазы 90° по OCHOBHOII гармонике напряжения. В остальном напряжения обеих фаз являются совершенно одинаковыми. Регулирование частоты дросселем 16 и напряжения фазосдвигаюпл,им блоком 17 может быть осуществлено совместно путем подключения обмоток подмагничивания дросселя 16 и блока 17 к одному напряжепию управления. Регулируемыми сопротивлениями 20 в цепи обмоток подмагиичивания устанавливают требуемую зависимость между токами подмагничивания блока регулирования частоты и фазосдвигающего блока 17 и, следовательно, между напряжением и частотой на обмотках / и 5 электродвигателя. Если частота мультивибратора 12 устанавливается равной частоте мультивибратора 11, то частота выходного напряжения равна нулю. С увеличением иапряжения управления, возрастает частота мультивибратора 12 и тем самым увеличивается выходная частота устройства, которая равна удвоенной разности частот мультивибраторов У/ и 12. Одновременно с этим увеличивается ток в обмотке подмагничивання блока 17 и выходное напряжение также возрастает по мере возрастания частоты. Если частоту мультивибратора 12 регулировать в сторону уменьшения и сделать ее меиьше, чем частота мультивибратора //, то последовательпость чередования фаз двигателя изменится на обратную и дви атель реверсируется. Предмет изобретения Частотно-регулируемый электропривод с широтно-имнульсной модуляцией, содержащий двигатель переменного тока, питаемый от сети постоянного тока через нреобразователь из однофазных силовых ячеек, блок управления с регулируемыми транзисторными мультивибраторами, с блоком регулирования частоты и фазосдвигающим блоком, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в нем применены для кал(дой фазы нерегулируемые транзисторные мультивибраторы с выходными обмотками, подключенными к силовой ячейке соответствующей фазы, а один из указанных регуируемых мультивибраторов снабжен блоком регулирования частоты и обмоткой синхрониации, подключенной через общий фазосдвиающий блок к базам транзисторов второго егулируемого мультивибратора, нричем выодные обмотки обоих мультивибраторов подлючены к цепям управления каждой силоой ячейки преобразователя.

П IH) rW П

J /Уулр