Преобразователь частоты Советский патент 1980 года по МПК H02K47/26 

t

Изобретение относится к области преобразования промышленной частоты переменного тока в повышенную частоту и может быть использовано на заводах и в проектных организациях, проектируюгдих и изготавливающих эпектромашинные преобразователи частоты для различйых отраслей производства и специальной техники.

Известны двигатель-генераторные преобразователи, состояшие из трехфазного асинхронного или синхронного двигателя и синхронного генератора с собственным возбудителем или с независимым возбуждением, а также преобразователи, состоящие из трехфазного асинхронного или синхронного двигателя и асинхронного преобразователя 1 .

Недостатками двигатель-генераторных преобразователей частоты являются большая установленная мощность маишн, большие масса и габариты, невысокий КПД из-за двукратного преобразования всей мощности.

Кроме того, известен преобразователь частоты, состоящий из злектрического двигателя с трехфазной якорной обмоткой и асинхронной

2

маш1шы с трехфазной индукторной и трехфазной якорной обг,1откамн 2. Этот преобразс-i ватель имеет падающую внеиппою характеристику и, следовательно, нестабильное напряжение при изменении нагрузки и низкие массо-габаригаые показатели.

Цель изобретения - стабштзаш{я выходного напряжения и улучщение массо-габаритнъьч характеристик преобразователя.

Это достигается тем, что трехфазная якорная обмотка двигателя соединена последовательно с трехфазной ивдукторной обмоткой acHi;хрошгой машинь.

На чертеже показан преобразователь частоты, содержащий ротор 1 явнополюсного синхронного двигателя с пусковой (демпферной) обмоткой в пазах полюсных наконечников, статор 2 сш1хронного двигателя с гремя отдельными фазными обмотками, соединенными последовательно с фазами трехфазной статорной обмоткя асинхронной ма1Ш1ны, статор 3 асинхрочпой машины с трехфазной , ротор 4 асинхронной мащинь с трехфазной обмоткой и контактными кольцами, конденсаторы 5, включаемые на выходные зажимы преобразователя с целью повышения его cosv5i и КПД ipaHCформатор тока 6, питающий через полупроводниковый выпрямитель 7 на выходе трансформатора тока основную управляющую обмотку автоматического регулятора выходного напряжезтая (РН) 8, измеритель 9 частоты, питающий корректирующую цепь РН, сопротивление 10, включаемое в цепь обмотки возбуждения синхронного двигателя при асинхронном пуске, контактор П, переключающий обмотку воз 6ухд1ения синхронного двигателя, и сопротивления 10 на РН по окончании асинхронного за пуска. Постоянство частоты на выходе нреобразов.а-г теля обеспечивается за счет применения син- хронпого двигателя, а ее значе1ше fj определяется чередованием фаз и соотношением чисел пар полюсов синхронной и асинхронной машин : f .д- где fj частота питающей сети; а м число нар полюсов асинхронной машины; Р, д - число пар полюсов синхронной машины. Знак - соответствует согласному направле нию вращения ротора и ноля статора асинхронной машины, а знак + - встречному направлению вращения ротора и поля. Стабилизация (регулирования) выходного напряжения преобразователя обеспечивается за счет каскадного соединения первичных Д статорных) обмоток асинхронной и синхронной машин и соответствующего изменения тока возбуждения синхронной машины. При изменении тока возбуждения синхронной маишны происходит перераспределение напряжения сети, приложенного к трехфазным обмоткам синхронно и асинхронной машин. Кроме того, при изменении нагрузки на выходе нреобразователя про исходлт изменение активной составляющей тока в первичных обмотках синхронной и асинхронной машин вследствие изменения утла мощности (©) синхронного двигателя, что так же вызывает изменение магнитного потока асШ1хрошгой машины и способствует стабилиза ции выходного напряжения. Напряжение сети Ui равно геометрической сумме напряжений на обмотках статоров 2 и .), причем с увелк тением нарузки преобразователя неравенство возрастат. .Так как фазные токи синхронного двигателя статорной обмотки асинхрогоюй машины (соеиненной вЛ)оДинаковы, то магнитные систеы и числа витков соединенных последовательо обеих обмоток должны быть рассчитаны ак, чтобы электромагнитный момент синхроного двигателя при максимальной расчетной агрузке преобразователя был бы примерно на 10% больше электромагнитного момента асинронцой маишны, В общем случае, с учетом соотношения чисел пар-полюсов обеих машин, соотношение их расчегаых Напряжений можно определить на оснований равенства /Ус-д/....Ра. /Ua.Ns/ Тс.л /Uc.U/Ua./-4o5/U,/ Тошость стабилизащ1и выходного напряжеггая преобразователя определяется чувствительностью регулятора тока возбуждения синхронной маишны. РН может быть вьшолнен на магнитных или полупроводниковых элементах с высоким быстродействием. Для улучшения динамиЧесккх характеристик процесса стаб шизации выходного напряжения преобразователя при изменении нагрузки в РН используется положительная обратная связь по току нагрузки. Формула изобретения Преобразователь частоть, состоящий из электрического синхронного двигателя с трехфазной якорной обмоткой и асинхронной машины с трехфазной индукторной и трехфазной якорной рбмотками, отличающийся тем, что, с целью стабилизации выходного напряжения и улучщения массо-габаритных характеристик нреобразователя, трехфазная якорная обмотка двигателя соединена последовательно с трехфазной индукторной обмоткой асинхрон ной машины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США Г 3237065, кл. 322-16, 1966. 2.Рихтер Р. Электрические машины, т. 4, ГОНТИ, М.-Л., 1939, с. 353-354.

Uiif fconsi A Bt Cf О О О

//