Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1977 года по МПК H02P7/42 

1

Изобретение относится к регулируемому электроприводу переменного тока.

Известны частотно-регулируемые электроприводы, содержащие синхронный двигатель (СД), трехфазный статический преобразователь частоты (ПЧ), выполненный по схеме с непосредственной связью, и датчик частоты вращения ротора двигателя, устанавлиливаемый на валу этого двигателя 1. Такие электроприводы отличаются сложностью систем управления ПЧ, сложным по конструкции датчиком частоты и низким коэффициентом мощности всей установки, приведенным к питающей сети, даже при номинальной скорости вращения СД.

Известен частотно-регулируемый электропривод, в котором управление всеми тремя фазами ПЧ осуществляется от одной общей системы импульсно-фазового управления (СИФУ) и блока дежурных импульсов (БДИ). Отпирающие импульсы СИФУ подаются на управляющие электроды вентилей через специальную группу ключей, замыкание и размыкание которых осуществляется более простым по конструкции тактовым датчиком частоты вращения ротора СД. Дежурные импульсы БДИ поступают на отпирающие электроды вентилей через вторую группу ключей, управление которыми осуществляется тем же тактовым датчиком и дополнительно сигналами по току комплектов вентилей 2. Недостатком этой схемы является низкий коэффициент мощности при скорости вращения СД меньше номинальной из-за неполного отпирания вентильных мостов ПЧ.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей частотно-регулируемого электропривода. Это достигается в предлагаемом электроприводе путем применения дополнительной СИФУ, выход которой подсоединен к управляющим электродам вентилей через третью группу ключей, замыкаемых и размыкаемых в функции сигналов тактового датчика с помощью блока распределения, и

включением на входе этой СИФУ элемента с зоной нечувствительности, равной максимальному необходимому сигналу для управления основной СИФУ.

На чертеже показана схема описываемого

частотно-регулируемого электропривода.

Электропривод содержит синхронный двигатель (СД) 1, преобразователь частоты (ПЧ) 2 с непосредственной связью, систему ключей 3, входы которых соединены с вцходом блока 4 дежурных импульсов (БДИ), с тактовым датчиком 5 и датчиками тока 6, включенными в фазы электродвигателя, а выходы - с управляющими электродами тиристоров преобразователя 2, и систему ключей

7. Входы последних соединены с выходом

основной системы импульсно-фазового управлення (СИФУ) 8 тиристорами преобразователя и выходом тактового датчика, а выходы - с управляющими электродами тиристоров преобразователя. Кроме того, электропривод содержит систему ключей 9, входы которых соединены с выходом дополнительной системы импульсно-фазового управления 10 и выходом блока распределения импул сов 11, соединенного входом с выходом тактового датчика, а выходы - с управляющими электродами тиристоров преобразователя, и элемент с зоной нечувствительности 12. Его выход соединен с входом СИФУ 10, а вход объединен с входом СИФУ 8 и источником управляющего напрял ения.

Устройство работает следующим образом.

Величина линейного выходного напряжения ПЧ, питающего статорную обмотку СД, в каждый момент времени определяется выпрямленным напряжением двух вентильных мостов, включенных последовательно. Напряжения этих мостов регулируются за счет изменения углов отпирания вентилей при помощи двух СИФУ; основной 8 и дополнительной 10. Управление группами ключей 3, 7, 9 осуществляется тактовым датчиком 5 таким образом, что в любой момент времени один из вентильных мостов открыт с углом, регулирования аь соответствующим выходу основной СИФУ, а другой - с углом регулирования 0.2, соответствующим выходу дополнительной СИФУ. В момент коммутации фаз СД может быть открыт и третий запираемый мост с углом регулирования «макс, соответствующим выходу БДИ 4. Импульсы БДИ проходят на запираемый мост через группу ключей 3, открытых сигналом тактового датчика и сигналом датчика тока данной фазы СД до тех пор, пока ток в ней не снизится до нуля. Элемент с зоной нечувствительности на входе дополнительной СИФУ 10 обеспечивает при изменении управляющего напряжения (с целью регулирования скорости СД) изменение угла регулирования а дополнительной СИФУ только после того, как угол регулирования ai основной СИФУ 8 снизится до величины амиш т. е. сначала уменьщается угол регулирования ai основной СИФУ от ссмакс до амин, а затем - угол регулирования 02 дополнительной СИФУ 10.

Описанная схема частотно-регулируемого электропривода обладает более высоким коэффициентом мощности, приведенным к питающей сети, при скорости СД меньще номинальной и в этом смысле эквивалента вентильному электроприводу постоянного тока с последовательным включением двух вентильных мостов в якорной цепи и поочередным управлением величиной их выпрямленного напряжения.

Формула изобретения

Частотно-регулируемый электропривод, содержащий синхронный двигатель, преобразователь частоты с непосредственной связью, систему ключей, входы которых соединены с выходом блока дежурных импульсов, выходом тактового датчика и датчиками тока,

включаемыми в фазы электродвигателя, а выходы - с управляющими электродами тиристоров преобразователя, вторую систему ключей, входы которых соединены с выходом основной системы им.пульсно-фазового

зправления тиристорами преобразователя и выходом тактового датчика, а выходы - с управляющими электродами тиристоров преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повыщения энергетических показателей

электропривода, в него введены дополнительная система импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, третья система ключей, блок распределения импульсов и элемент с зоной нечувствительности, при этом

входы третьей системы ключей соединены с выходом дополнительной системы импульснофазового управления и выходом блока распределения импульсов, соединенного входом с выходом тактового датчика, а выходы - с управляющими электродами тиристоров преобразователя, выход элемента с зоной нечувствительности соединен с входом дополнительной системы импульсно-фазового управления, а к его входу, объединенному с входом основной системы и.мпульсно-фазового управления, подключено управляющее напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Stemmler Herbert. Antiebssistem und elektronische Regeleinrichtung der getriebelosen Rohrmuhle. «Brown Boveri Mitt, 1970,57, №3.

2.«Автоматизированный электропривод в промыщленности. Труды VI Всесоюзной

конференции по автоматизированному электроприводу, «Энергия, 1974 г., Н. В. Белов, В. В. Горчаков и др. «Проблемы применения регзлируемых электроприводов для цементного дробильного и размольного оборудования.