Ртехфазный асинхронный двигатель, управляемый реверсивным магнитно-полупроводниковым усилителем мощности Советский патент 1979 года по МПК H02P5/42 

последовательно и подключены к двум входным зажимам силовой цени, соответствующим управляемым фазам двигателя, а вторичные обмотки каждого из уномянутых трансформаторов включены последовательно в день вторичных обмоток каждой пары трансформаторов силовой ценн д|}И1атели обоих направлений врап1,ения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит четыре сплоызьч насыщающихся трансформатора (СНГ) i 4, два комненсирующих насыщаю)дихся трансформатора (КИТ) 5 н 6, два полупроводниковых ключа-тиристора 7, 8, блок 9 фазового унравления тиристорами н трехфазный асинхронный двигатель 10.

Для новыщення точности делення линейного напряжения нитающей сети фаз А и li между КНТ 5 н 6 в режиме отсутствия входного сигнала, их нервичные обмотки могут быть зашунтированы резисторами и н 12, сравными сопротивлениями, составляющими равноплечий делитель пан ряжения. Эта мера обеспечивает лучшее симметрированне каналов .обоих направленш вращения по величине напряжений иа трансформаторах 5, 6 и тирнсторах 7, 8 и симметрирует характеристику «вход-выход.

СИТ 1 и 2 включены носледовательно в провода двух управляемых фаз А н Б двигателя, а СИГ 3 и 4 включены им перекрестно и образуют мостовую схему включения управляющпх элементов выходногс; каскада. К одной диагонали моста подключены фазы А и В иитающей сети, а к другой диагонали подключен зажимами j н ь трехфазный асинхропнын двнга ель ш, чем обеснечнваетея его реверсивное унравленне по двум фаза.м. 1 ретин зажим с оомотки статора двига1еля подключен непосредственно к фазе С питающей сетп.

Ъторнчпые оОмоткп обепх пар Ciii 1, 2 и 3, 4 включены носледовательно на разности индуктированных в ннх нанряжсниы: Kaiv юказано в упомянутом ИСЛ, при .:аком включении обмоток напряжения па обоих полупроводниковых ключах 7 и 8 совпадают но фазе с линейным нанряжение.м фаз А и В нитаюн;ей сети, благодаря чему легко осуществляется фазовое уиравленне обоими ключами 7, 8 с номощью однофазного магнигного ШИМа. Последовательно с обеими вторичнЫлМи обмотками каждой нары СИТ 1, 2 и 3, 4 включена вторнчная o6iviOTKa одного из двух КИТ 5 н 6 соответственно, так чтобы нанряжение КИГ зычита.тосв из результирующего нанряжения двух носледовательпо соеднпенных вторпчных обмоток СИТ.

Все насыщающиеся трансформаторы могут быть как нонижающимн, так н иовыша ющимн, нрн этом коэффициенты трансфор мации паиряжекия ко 15торпчцой обмотк1

всех СИТ (/(снт) должны бьиъ одп1 аковы, а коэффициенты трансформации КМТ (Лкмт) могут нметь О1клонения от коэффициента СИТ в обе стороны как вместе, так и порознь. С величенне: 1 .IT отпоеительно Лсдт }.ме1:ьщаются напряжения как па закрыто.м, и па открыгом нолуИрОВОДИИКОВОМ ключе. При / lv-MT

в режиме отеутствня сигнала напряжения на обоих ключах 7 и 8 paBHJ i нулю, поэтому у11ра к1яемость усллнтсля иолиостьк; теряемся. Опт11л1а, зьачснис /VKJIT заключается i пределах 1--:-,о Дсит.

Иервич1лле об.моткп КМТ 6, о нагружены только нал)агннчивающиЛ1 юком, ноэтому онн .могут быть намота1Лм нроводом значительно более тонким, чем провод вторнчпой обмотки. Поутом} габаритпая мощность КМТ люжет не; превышать 55-60% габаритной мощности СИТ (при Лсит) е соответс:твующнм снижением стоимости).

Иредлагасмое ycrpoiiCiBO работает следующим образом.

В 11сход1 ом состокпт1п, при включенных иита)ощнх Т1анря чепиях и отсутствии входното сигнала фаза нмп льсов управ.тепня близка к 180°, выходпое напряжеппе близко к пулю, папряженпя иа 1 ервпчных обмотках всех СИТ 1, 2, 3, 4 U-n, Un, , L/T. одинаковы и равны лшейному напряжению Т1ит;;1ощей сетп Ол, папря/KeiiiiK j;a нерьпчнтях обмотках КНТ 5, о -т5 и бтв состав.чяют 0,5 Ьл. Нслт счптать для упрон1епия описа ия работы коэффициенты трансформации всех СИ1 и КИТ одинакозымп п равными единице, то панряженне анодом н катодо.м полупроводниковых ключей 7, 8 равно 0,0 L/л.

11рп подаче входното о;1ределенной но;1),рноетн фаза пми 1ьсов управления ) из -TiipiicTopoii, например 7, станов1пея меньтое ihO и в ючспие части полунерпода иапряже1Л:я он будет открыт, ирп эюм но цепн вторнчн 1х обмоток СИТ i и 2 и КИГ 5 потечет вы1;рямлениы 1 и.мнульсный ток, б.магодаря в этом токе поетояппо;; составляюп1,сй сердечпнки СИТ 1 и 2 и КИ 1 5 подматтшчиваются, а в течеппе определенной часта нериода iiacbi1да отся. В рез;у;Н)та1е lia двнгате.те 1тоявляетея нанряженпе с соотъе ствующи.м чеpeдoвaннv.м фаз. 11з :1|);;в1.денпо о краткого онт сат1ня следует, что ntj характеру физических ироцсесов 11асышающиеся трансформаторы расематри1 аемото ycjpoiicTBa иредетавляк/г собой не что ииое, как одноиолунериодныи дроссели иасыщепня с неподавлеииой перемеппой составляющей основной частот1)1 в н.епн унрав-тення - в данном случае в пени вторичных обмогок, замкнутых на 1;олунроводнт11{овтлй ключ.

f 1енрнпццннальри)е с фнзнчсско точки зрения, но с тцеч:1 вениое д.1я рабочего процссса данного устройства различие между характером работы СНТ и КНТ заключается в том, что полное насыщение КНТ настунает при малых токах цепи вторичных обмоток трансформаторов - примерно не более 10% того тока, при котором наступает полное насыпюпно СЫТ. Эта особенность обусловлена сравнительно больн им сопротивлением «нагрузки каждого КНТ 5 и 6, так как в роли этого сопротивления выступает первичная обмотка другого, непасьпцспного, КНТ (зашунтированпая также достаточно большим сопротивленпем плеч; сил;метриру1ОП1его д:/ ителя 11, 12). Поэтому с появлением сигнала и открытием к.лкча 7 КНТ 5 быстро насыщается и Л нейное напряжение фаз А и В питающей сети, гочтп полностью прикладывается к псрвич ой обмотке КНТ 6 и соответственно увеличивается на его вторичной обмотке.

С увеличепп-т-м входного сигнала геометрическая разность напряжений вторичных

обмоток СНТ 3 и 4 УТЗ т4 цени закрыToio ключа 8 также увеличивается и при полном насьицении СНТ 1 и 2 достигает двойной величины линейного напряжения пптающей сети Уд.

Таким и бЕзГло бы напряжение на закрытом ключе 8, если бы не было КМТ 6. Напряжение вторичной обмотки КМТ 6, близкое по величине к U, вычитается из резулЕзТирующего напряжения цепи вторичных обмоток СНТ 3 и 4 /t/тз-VT / 2U,-i, благодаря чему напряжение на закрытом ключе 8 URKS увеличивается лищь до однократного значения U,.

Еслн принять /Скмт 1,5Хсит, то наибольн1ее напряжение на закрытых ключах ;,к7 и (7ак8 будет составлять всего 0,5 U.(при Кент 1), т. е. у.меньшается в 4 раза по сравнению с прототипом. Соответственно может быт1 уменьшена установленная мощность полупроводниковых ключей илп же может быть принят дополнительный запас на коэффициент исг;ол1.зования их гю па ряжепи10 с целью повышения надежпости.

Дальнейшее велнчепие Лкмт связано с заметным спижеписм чхвстви гельнос гп

усп.тителя в згнс малых входпых сигна.чов (т. е. с ухудшенном линейности характеристики «вход-выход), иоэтому соотношение Лкмт ибЛсит является, практическк, максимально допустимым.

Форм у .1 а и 3 о б р е т е н и я

1.Трехфазный асинхронный двигатель, управляемый рсверсивпым магнитно-полупроводниковым усилителем моп1,пости, содер капи1; | два по.туироводпиковых ключа, соответственно двум направлениям врап,еипя, б.ток управления 1;о.туп 1овод:111ковымп

ключами и четыре насып;аюшпхся трапсформатора, первичные обмотки которых включепы последовательно в две управляемые фазы силовой цепи двигателя по реверсивпой мостовой схеме, а последовательно соединенные вторичные обмотки ка/1,:дой пары трансформаторов обоих направленнй врантения подключены к иол проводниковым ключам, о т л и ч а ю щ и iiс я тем, что, с целью повышения надежпоС1 и работы, допо,1пите,1ьно введены два пасьпцающпхся трансформа гора, первичные () которых соед1 ;;епы носледовате,тьпо п подключс1п,1 к двум входным зажимам силовой цепи, соответствующим управляемым фазам двигателя, а вторичные обмотки каждого из упомянутых трансформаторов включены носледовательно в цепь вторичных обмоток каждой пары трансформаторов силовой пеии двигателя обоих паправлений врап1епия.

2.Двигатель по п. 1, о т л п ч а ю ш и йс я тсм, что, с целью луч1пения симметричпост характерпстпки «в.ход-15Ыход- к входным зажимам силовой цепи управляемых фаз подключен равнонлечи резисторП1)1Й делите,1ь ;-а;1риже;;и : с| едияя т-() котч)|)ого соединена с точко соедп-спия

ПерВПЧНЫХ ОбмОТОК ia-MiniyTblX ДОПО/И.ПтС.тьпых iiacbiiiUiHi.iiiiXCH трлнсфопма rojioi.

Источники информации, принятые во BiiiiManne ири эксиертизо

1. Королев lO. П. ТприетоГЫ. Л.. «Зна ;:е, 19(i8, с. 48, p;ic. 27.

2. Н;;{)ОрмациО1;; ()-Ci,miBu4: ый liiCTOK ,Х;: 24, 19liS. с. 12.