ЧАСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ Советский патент 1969 года по МПК H02P5/42 

Известные частотно-управляемые электроприводы переменного тока содержат магнитные усилители, включенные в каждую фазу двигателя и работающие в режиме модуляции более высокой частоты, низкой переменной частотой от вспомогательного генератора, с дальнейшей демодуляцией.

У известных подобных электроприводов в качестве .модуляторов применяются двухтактные магнитные усилители с выходом на постоянном токе с внутренней образной связью с балластными сопротивлениями в силовой цепи, в результате чего к. п. д. усилителя резко снижается.

При питании известных частотно-управляемых электроприводов от сети переменного тока с частотой 50 гц максимальная частота на выходе пе будет превышать 15 гц, что в электроприводе с одной парой полюсов соответстствует максимальной скорости 900 об/мин.

Данный электропривод является дальнейшим усоверп1енетвование.м системы частотноуправляемого электропривода с модуляцией посредство.ч магнитных усилителей. Это значительно ooBbiuiaeT к. п, д. и диапа.зон экономичного ретулирования скорости.

ным, трансформатсрного типа с двумя выходами. Каждый выход усилителя образован четырьмя обмотками магнитного усилителя, расположенными на четырех отдель11ых -сердечннках. Обмотки включены попарно последовательно, а пары встречно-последовательно и дву.мя диодами-демодуляторами, которые включены но схеме со средней точкой. Выходы усилителя сов местно с двумя полуобмоткам;

одной фазы двигателя образуют мост, в каждую диагональ которого включены тиристоры, поочередно работающие в ключевом режиме.

Па фиг. I изображена принципиальная схема питания одной фазы двигателя предлагаемого электропривода; па фиг. 2 - изменения напряжения в зависимости от времени в различных точках схемы.

Па четырех тороидальных или П-образных магнитопроводах //Vf, 2М, 5Л1 и 4М (см. фиг. 1) расположены сетевые обмотки 1W1, 2W1, 3W1 и 4Wi, включенные попарно-встречно. Переменное напряжение на обмотках 3W1

И 4W1 должно быть сдвинуто на 90° относительно наиряжения на обмотках 1W1 и 2WI.

мотки IWi и 2W1 выбираются на на пряжение

- Ьф, а обмотки 3W1 и 4W1 выполняются

с выводом средней точки и выбираются на напряжение УЗбф, 1де t/ф - фазовое напряжение сети. Об.мотки 3WI и 4W1 включаются между фазами /1 и С сети, а обмотки 1W1 н 2W1 -между фазой и в сети и аредним выводам обмоток 3W1 и 4W1 (фазы сети на чертеже не показаны).

Однотактный магнитный усилитель трансформаторного т.ипа выполнеп -с дву;мя выходами, каждый из которых образован четырьмя вторичными Обмотками, включенными иопарно-носледовательно, а пары иоследовательновстречяо и двумя вентилями, включениыми по схеме со средней точкой. Обмотки 1W2, 2W2, 3W2 и 4W2 с вентилями демодуляторами 1В и 2В образуют один выход однотактного магнитного усилителя (точки Л и С), а обмотки 5W2, 6W2, 7W2 и 8W2 с вентилями 3W и 4В образуют второй выход (точки Д и 5).

Управляюи1ие обмотки 1W3 и 2W3, каждая из которых охватывает два магнитодровода, включены Л01следовательно и получают питание от источника задающей частоты ИЗЧ, в качестве которого может быть использованы и электроима-гнитные генераторы с переменной скоростью вращения и статические электронные генераторы переменной частоты, амилнтуда напряжения иа выходе задающего генератора должна изменяться по определенному закону в зависимости от изменения выходной частоты. При постоянном моменте на валу двигателя, напряжение на выходе задающего генератора должно изменяться пропорционально частоте.

Максимальная частота источника задающей частоты ИЭЧ не должна превыщать 60% от удвоенной несущей частоты на выходных обмотках магнитного усилителя.

При питании обмоток управления переменным напряжением от источника задающей частоты, иа выходных o6iMOTKax ма.гнитного усилителя IW2-4W2 и появляется переменное напря.жение удвоенной частоты, модулированное по ам1плитуде.

После двухполупериодного выпрямления посредством вентилей 1В, 2В и ЗВ, 4В, осуществляющих выпрямление модулированных колебаний по двухполуиериодной схеме выпрямления со средней точкой, на выходе появляются полуволны учетверенной частоты, тахже модулированные по амплитуде.

Вентили JB, 2В н ЗВ, 4В не только осуществляют демодуляцию, но одновременно создают внутреннюю обратную связь, которая является положительной в положительный полупериод напряжения задающего генератора и отрицательной в отрицательный полупеной связи возникают паузы между двумя одноиолярными полуволнами низкой частоты, которые сформированы из полуволн учетверенной частоты, питающей сети, модулированной по a мnлитyдe.

Кривая а изображает кривую изменения напряжения задающего генератора (фиг. 2), а кривая б однополярные полуволны выходного напряжения на одном нз выходов, сформированное из полуволн учетверенной частоты ПИтання. Между полуволнами выходного напряжения видны паузы, длительность которых равна t „ . Длительность одиополярной волны Вчместе с

паузой равна полному периоду напряжения задающей частоты, следовательно частота напряжения на выходе магнитного усилителя в два раза меньще частоты задающего генератора.

Для многофазных двигателей сдвиг управляющих напряжений от источника задающей частоты ИЗЧ, подаваемых на управляющие обмотки магнитных усилителей |различных фаз должен быть в два раза больше необходнмого

сдвига фаз выходных напряжений, т. е. для двухфазных двигателей этот сдвиг должен быть равен 180° а для трехфазных двигателей угол сдвига фаз должен быть райен 12Q°X2 24:Q°.

Длительность паузы „ может изменяться

в известных пределах посредством изменения

носгояниого тока, протекающего в обмотках

с.мещения, не показанных на фиг. 1.

Обмотки смещения выполнены аналогично

обмотка-м управления н включены также последовательно.

Для превращения одноиолярных импульсов в переменное напряжение необходимо осуществлять периодические изменения направления

тока в цепи нагрузки.

Для этого два выхода однотактного трансформаторного магнитного усилителя АС н ВД в,ключены в два накрест лежащих плеча моста, в лТ.ва других плеча моста между точками

АВ и СД включены полуобмотки одной фазы

двигателя - ОФД1 и - ОФД2, а в

гонали моста включены бесконтактные ключи 1БК н 2БК, выполненные на тиристорах, которые поочередно включаются в положительный и отрицательный полу1пер11од выходного напряжения, логической схемой управления.

При включении ключа 1БК ключ 2ВК находится в разомкнутом состоянии и полуобмотка

одной фазы двигателя - ОФД1 получает

гтитание от второго выхода магнитного усилителя (точки Д и В), а вторая полуобмотка

- ОФД2 получает питание от второго вымыкание бесконтактного ,ключа 2Б1, при это-м полуобмотка - ОФД получает питание от первого выхода усилителя (точки С и Л), а полуобмотка - ОФД2 - от втОрого выхода

усилителя (точки Д и В). Ток через выш -у . заиные полуобмотки при этом будет протекать справа налево. Таким образом в результате поочередной работы бесконтактных .ключей /БД и 2БК ток, протекающий через об мотки двигателя, будет изменять свое .направление каждый полупериод выходного наоряжения.

Конденсаторы 1C и 2С, включенные параллельно полуобмоткам двигателей, производят отфильтровыванце учетверенной частоты пульсаций.

На кривой в (см. фиг. 2) изображено изменение напряжения на зажимах двигателя при условии коммутации однополярных полуволн напряжения ключами УБЛ и 2БК и отфильтровывания пульсаций учетверенной частоты.

Управление коммутацией (см. фиг. 1) происходит в моменты, когда ток, проходящий через 0|бмотки двигателя, равен нулю. Контроль момента ко)ммутации производится посредство.м датчиков нулевого тока ДНТ и 2ДНТ, которые подают сигналы в логическую схему управления в момент прохождения тока через нуль.

Чувствительными элемнтами датчиков нулевого тока, в случае маломощных двигателей, могут обычные безьшдущионные шунты.

В мощных приводах в качестве чувствительного элемента могут служить трансформаторы постоянного повыщенной частоты.

Параллельно бесконтактным ключам 1Б1 и 2БК. включены датчики напр1ял :ения, контролирующие замкнутое и разомкнутое состояние бесконтактных ключей с тем, чтобы очередной бесконтактный ключ включался в момент паузт, по.сле того как предыдущий ключ был вык 1ючен.

В качестве датчи.ков напряжения могут применяться обычные триггеры Шмитта в сочетаНИИ со стабилитроном, ограничивающим напряжение на входе триггера Шмитта.

Предмет изобретения

Частотноуправляемый электропривод переменного тока, содержащий магнитные усилители, включенные в каждую из фаз двигателя, работающие в режиме модуляции более высокой частоты, низкой переменной частотой от

вспомогательного генератора с дальнейщей демодуляцией, отличающийся тем, что, с целью повыщения к. п. д. и увеличения экономичного диапазона регулирования скорости, применен .магнитный усилитель, повыщающий частоту питающей его сети вдвое, выполненный однотактным, трансформаторного типа, с двумя выходами, каждый из которых образован четырьмя обмотками магнитного усилителя, расцоложенны:ми на четырех отдельных сердечни,ках и включенными попарно последовательно, а пары встречно-последовательно, и двумя диодами-демодуляторами, включенными но схеме со средней точкой, причем выходы усилителя образуют совместно с полуобмотками одной фазы двигателя мост, в каждую диагональ которого включены поочередно работающие в ключевом режиме тиристоры.

j:

5

Э Slrr- VW