ЧАСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Советский патент 1973 года по МПК H02P7/64 

1

В известном частотном управляемом электроприводе с магнитнЫМи усилителями, (включенными в (каждую из фаз двигателя, работающими В режиме модуляции более высокой частоты низкой переменной частотой от вопомс гательного генератора с дальнейшей демодуляцией, магнитный усилитель каждой фазы выполнен однотактным, трансформаторного типа с выходом на удвоенной частоте.

Выходы усилителя вместе с полуо-бмотками одной фазы двигателя образуют мост, в -каждую диагОНаль Которого включены поочередно ра1ботающие в ключевом .реж-име тиристоры. В этом электр-ол.риводе йопользован шестифазный магнитный усилитель с выхадом на удвоенной частоте, каждый выход которого образован двенадцатью обмотками магнитного усилителя, рааположеннымИ на двенадцати отдельных сердечниках, вклк ченными лапарно последовательно и шестью диода ми -демодуляторамИ, .включенными по шестифазной нулевой схеме.

При-менение нулевой схемы выпрямления вызвано тем, что в этом случае в отличие от мостовых схем диоды-демодуляторы осуществляют внутреннюю положительную 01братную связь, в результате чего коэффициент усиления усилителя по мощности, т. е. отношение мощности на выхода-х усил-ителя к/мошности, под.водимОй к ушравляю.щиМ обмоткам усилителя от вспомогательного генератора, увеличивается.

Цель изобретения - увеличение коэффициента уч;иления по мощности лри сохранении чи:сла магнитапроводов и их габаритов. Это достигается тем, что два шестифазных выхода усилителя образуются туте.м соединения вторичных обмоток и диодов демодуляторов в четыре трехфазные нулевые г;р ттпы, (вклЮЧенные лапарно последовательно. К анодам iBcex диодо1В одного выхода 1подключаются «ачала (концы) Вторичных обмоток.

На фиг. 1 дана дри1Н цИ|Пиальная схема литания одной фазы предлагаемого частотно уцравляемого электропривода; на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений удвоенной частоты.

Шестифазный магнитный усиЛИтель (подключен К шинам /-3 сети иеремен ного тока

и выполнен на двенадцати тороидальных или П-образных магнитопроводах 4-15. Усилитель состоит из трех одинаковых rpyian, каждая из Которых вьшолнена на четырех эдагнитопроводах. Первая группа вьшолиена «а магнитопроводах 4-7, вторая на магнитоправодах 3-11, третья на магнитопроводах 12-15.

Сетевые обмотки первой трулпы усилителя 16 и 17, расположенные на магнитап роводах 4 и 5, включены последовательно встречно.

Сетевые обмоткИ, помещенные па магнитопроводах 6 и 7 разбиты на полуобмотки 18-21. Полуобмотки 18, 21 и 19, 20 включены последо1зательно встречно. Начала обмотОК 18, 20 и начало обмотки 17 соединены вместе и образуют среднюю точку 22.

Сетевые обмотки двух других групп соединены аналогично, с той лишь разницей, что соответствующие «ачала последующей грулпы подключены так, чтобы обеопепить сдвиг в 120° относительно тех же начал предыдущей группы.

Вторичные обмоФки 2.3-28, .расположенные на матнитОПрОВодах с одной сетевой обмоткой, включены попарно последователы-10 согласно и (вместе с вентилями 29-31 } собраны в трехфазную нулевую труппу с выходными точками 32, 33.

Вторичные обмотки 34-39, (помещенные на магнитапрОВОдах с двумя сетевыми иолуобмоткаади, включены попарно последовательно согласно И вместе с диодами 40-42 собраиы В трехфазную нулевую группу с выходными точкамИ 43, 44.

Выходная точка 32 первой т рехфазной нулевой труппы соединена с выходной точкой 44 второй трехфазной группы, в результате чего д|ве указанные трехфазные группы оказываются включенными последовательно.

Другие вторичные обмотки включены аналогично в две нулевые трехфазные .группы. ОбМОтки 45-50 соединены логаарно последовательно согласно и вместе с вентилям и 51- 53 образуют третью трехфазную нулевую группу с выходными точками 54 и 55.

Обмотки 56-61 включены попарно последогвательно согласно и вместе с вентилями 62- 64 образуют четвертую нулевую группу с выходными точками 65 и 66.

Выходная точка 54 третьей трехфазной нулевой группы соединена с выходной точкой 66 четвертой трехфазной нулевой группы, в результате чего две ужазанные трехфазные группы оказываются включенными последовательно.

Управляющие обмотки 67-78 соединены последовательно и получают питание от источника задающей -частоты 79. Обмотка одной фазы двигателя разделяется на две одинаковые полуобмотки 80, 81, включенные соответственно между точками 33, 55 и 43, 65. Таким образом, образуется мост из двух выходов магнитного усилителя: 33, 43 и. 55, 65 и из двух ПОлуобмоток одной фавы двигателя 80, 81. В диагонали моста вк лючены бесконтактные тиристорные ключи 82, 83.

Принцип действия электропривода переменного тока (Поясняется на примере одной фазы привода.

Описанное гвыше 1вк.1ючение сетевых обмоток образует так называемую схему Скотта, котора я создает в каждой группе из четырех сердечников сдвиг на 90° между напряжение.м на сетевых об .мотках, расположенных на первых двух магнитопроводах и напряжение.м на

Сетевых нолуоб.мотках, расположенных на других двух магнитопроводах. Например, напряжение на сетевых обмотках 16, 17 сдвинуто относительно напряжения на сетевых полуобмотках 18, 21 и 19, 20 на 90°. Напряжение между зажимами 2 R 82 равно линейному напряжению, умноженному на УЗ/2, а напряжение между зажимами 1 и 3 равно линейному напряжению. Поэтому число витков каждой из

полуобмоток равно УЗ/3, по отношению к числу витков обмоток 16 и 17.

При подаче на управляющие обмотки 67- 78 напряжения от задающего генератора 79, на четырех группах вторичных обмоток 23-

28, 34-39, 45-50, 56-61 появляется напряжение удвоенной частоты, модулированное по амплитуде с дальнейшей модуляцией посредством диодов демодуляторов 29, 40-42; 51-53; 62-64.

Как было указано выше, сетевые обмотки каждой из трех групп сердечников включены по схеме Скотта, создающей сдвиг на 90°. Поэтому напряжение удвоенной частоты на зажимах выходных обмоток каждой из трех

групп сдвинуто иа удвоенный угол (90°Х2), т. е. на угол 180°. Крочме того, соответствующие начала сетевых обмоток каждой последующей группы имеет сдвиг на 120° относительно тех же начал предыдущей группы.

В результате образуется шестифазная система выпрямления, векторная диаграм.ма которой изображена на фит. 2. Индексы векторов напряжения даны по номерам пар обмоток, на зажимах которых индуктируется данное напряжение удвоенной частоты. Напряжения

25-26 сдвинуты относительно напряжений

Я23-24 на 240° (120°Х2), а напряжение Я27-28

на 240° относительно напряжений 25-26В результате образуется сиимметричная

звезда напряжений с обратным порядком следования фаз, состоящая из векторов 23-24, 27-28 и Я25-26. Аналогичным образом образуется вторая трехфазная симметричная звезда, сдвинутая относительно первой звезды на 180°,

состоящая из .векторов Яз4-з5, Язв-зэ -и Яз5-з7При последовательнОМ соединении двух выпрямителей 1ПО трехфазной нулевой схеме возникает, как это видно из рассмотрения диаграммы щестифазная схе.ма выпрямления, при

которой через каждый вентиль ток протекает в течение одной трети периода, вместо одной шестой периода, как это получается в шести фазной нулевой схеме выпрямления. Эта схема с более длительным протеканием тока через каждую силовую обмотку увеличивает эффективную внутреннюю положительную обратную связь, что дает возможность значительно увеличить коэффициент усиления по мощности усилителя в предлагаемом электропри|воде при -одинаковом числе сердечников и сохранения их габаритов.

Другой выход усилителя работает аналогично первому и не требует дополнительных /пояснений. Элект;ро;привод может быть рекомендован для приводов агрегатов металлургической и химической промышлеинссти, где требуется экономическсе и глубокое рггулирование скорости двигателя переменного тока в пределах 1 : 40.

Предмет изобретения

Частотноуправляемый электропривод, в каждую из фаз двигателя перемешго го тока которого включен (повышающий частоту сети, работающий в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией при помощи диодов магнитный усилитель с двумя шестифазными выходами, включенными совместно с полуоомотками одной фазы двигателя в схему моста, диагонали которого шоочередно замыкаются бесконтактными ключами, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициеята усиления по мощности, две шестифазных выхода магнитного усилителя образуются путем соединения вторичных обмоток и диодов демодуляторов в четыре трех фазные нулевые гррппы, ва люченные попарно последовательно, причем к анодам всех диодов одного выхода подключаются начала (концы) вторичных обмоток усилителя.

fu3 /

1/23-24

и.

25-26

27-23

J5-J7

и

38 -39