Высоковольтный электропривод Советский патент 1981 года по МПК H02P7/42 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

: : , I . . .;. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей большой мощности с помопц ю тиристорных преобразователей частоты на основе автономных инверторов . Известен электропривод, в котором выход преобразователя частоты связан с обмотками двигателей через трансформаторы fl В таких, приводах нгшичйе повышающего трансформатора дает возможность регулировать частоту вращения высоковольтного двигателя с помощью низковольтного инвертора. Недоста.тк6м подобных устройств явлается ограниченный диапазон регулирования по частоте из-за наличия тран форматоров. Наиболее близким техническим решением к изобретению является вь1срковольтнь1й электропривод, содержащий высоковольтный синхронный короткозамкнутый двигатель, преобразователь частоты на основе автономного инвер-. тора тока с замкнутой системой рагу- лирования Быкодного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединенные последовательно задатчик и нелинейный блок. Задатчик обеспечивает временную развертку сигнала задания частоты 1И налряжеьшя преобразователя. Нелинейный блок обеспечивает взаимосвязь напряжения с частотой L 2 J. Недостатком известного электропривода является то, что при работе на . низких частотах для компенсации падения напряжения на сопротивлениях обмоток ctaTopa двигателя приходит- ся.отступать От закона пропорционального управления, повышая напряжение питания двигателя. Эта функция выполняется нелинеЙ1а1М блоком. В зоне ., низких частот необходимый уровень . питающего напряжения в электроприводе может достигать таких значений, когда регулирование частоты вращеНИИ невозможно из-за насьщения магнитной системы трансформатора, т.е. ограничивает диапазон регулирования двигателя в сторону низких частот. Цель изобретения - расширение диа пазона регулирования частоты вращения высоковольтного двигателя в сторону низких частот. Поставленная цель достигается тем,что в высоковольтный электропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый двигатель, по крайней мере, один многофазный преобразователь частоты с замкнутой системой регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединенный последовательно задатчик и нелинейный блок, дополнительно вве дены операционный усилитель, ди.од, резистор и дополнительный многофазный преобразователь с бестрансформат ным выходом, при этом диод и резистор включены параллельно входу и выходу операционного усилителя, вход которого соединен с выходами нелиней него блока и задатчика, а выход - к управляющему входу задания напряжени Первого преобразователя, выход нелинейного блока соединен с управляющим входом задания напряжения дополнительного преобразователя, силовой вы ход которого соединен пофазно со вто ричной обмоткой трансформатора перво преобразователя. На фиг. I приведена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 регулировочные характеристики напряжения U(f) в функции частоты преобра зователя ; на фиг. 3 - общая регулировочная характеристика напряжения в функции частоты. Электропривод содержит асинхронный короткозамкнутый двигатель I, пр образователь 2 частоты с бестрансфО| |аторным выходом и два преобразов Теля 3 и 4, включающие трансформатор 5к 6 на выходе соответственно. Вторичшле обмотки трансформаторов 5 и 6соединены пофазно последовательно, свободные концы обмоток трансформатора 6 подключены к двигателю I, а трансформатора 5 - пофазно к выходу преобразователя 2. Преобразователи часто-ш 2-4 однотипные, они могут бы выполнеиы на основе автономных инвер торов.:кавдый из них содержит замкну Tjyto систему регулирования выходного напряжения, Входы задания частоты f всех преобразователей соединены между собой и подключены к выходу задатчика 7, к которому подключен вход нелинейного блока 8. Вход задания напряжения преобразователя 2 подключен к выходу нелинейного блока 8. Выходы нелинейного блока 8 и задатчика 7 подключены ко входу операционного усилителя 9, который шунтирован по цепи обратной связи диодом 10 и резистором 11. Входы задания напряжения (J- и U преобразователей 3 и 4 соединены и подключены к выходу усилителя 9. Электропривод работает следующим образом. При пуске привода задатчик 7 формирует лйнеййую во времени развертку сигнала задания. При этом преобразователи 2-Д управляются по ч.гстоте синхронно. Напряжение на выходе преобразователя 2 изменяется в соответствии с характеристикой нелинейного блока 8. Положительный сигнал с выхода задатчика 7 суммируется на входе операционного усилителя 9. При этом за счет под-ьема выходного сигнала 2 (фиг. 2) блока 8 в зоне малых частот относительно входного сигнала f результирующий сигнал на входе усилителя 9 положительный и шунтирует ей диодом 10. В результате задание напряжения . Выходное напряжение Преобразователей 3 и 4 равно нулю за счет их внутренних систем регулирования . Напряжение на зала1мах статора равно и на участке ff)f по Мере роста частоты :определяется только напряжением преобразователя 2. При частоте ft характеристика блока 8 достигает ограничения. В этой точке сигналы задатчика 7 и %лока в равны по модулю. При дальнейшем увеличе1ши частоты результирующий сигнал на входе усилителя 9 отрицательный. Сигналы Ug и UA увеличиваются пропорционально этому сигналу. Резистор 11 подбирается таким, чтобы наклоны графиков напряжений Ug(f) и Ui(f) в сумме обеспечивали необхо Г ч«/ - / 1«чЧдимую характеристику и(f) (фиг. 3) в зоне 4 2. i заданное значение частоты. В зоне малых частот (f f ) напряже1ше на двигателе обеспечивается исключительно за счет преобразователя с бестрансформаторным выходом определяется характеристикой нелинейного блока, а напряжение на преобразователях с трансформаторным выходом поддерживается равным нулю. Ток двигателя протекает через вторичные обмотки трансформаторов 5 и 6 и трансформируется в преобразователи 3 и 4. Трансформаторы 5 и 6 работают в режиме трансформаторов тока-, нагруженных на преобразователи 3 и 4 Напряжение последних поддерживается нулевым их собственными замкнутыми системами. При частотах f f, когда допустимо управление двигателем по йропорциональному закону, напряжение статора обеспечивается суммированием отличных от нуля напряжений преобразователей 3 и 4 с фиксированным напряжением преобразоватеЛЯ.2. , . ,, , .. ,;. , --.;,: Дополнительное введение преобразователя частоты с бестрансформаторHtw выходом и операционного усилителя и их включение указанным вьпиё образом дает возмодность управл)чть частотой вращения высоковольтного асинхронного двигателя от нуля до номинального и заданного значения При этом регулирование оёеслечивает9:я однотипными и низковрльтньми преобразователями частоты. Расширение диапазона регулирования привода вниз по частоте достигается без насьщенйя трансформаторов. Изобретение дает возможность расширить область применения унифицированных тиристорных низковольтшрс (до 380 В Л пре;образрвателёй частоты в высоковольтных асинхронных электро приводах, напрй«ер для частотного пус ка высоковольтных (б кВVдвигателей дымососов и вентилятёров. ; : 9 Формула изобретения Высоковольтный электропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый двигатель по крайней мере, один многофазный преобразователь частоты с замкнутой системой регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединенньй последовательно задатчик и нелинейный блок, отличающийся тем, что, с целью расширения даапазона регулирования частоты вращения двигателя в сторону низких частот, в него введегш операционный усилитель, диод, резистор и дополнительный многофазный преобразователь с бестрансформаторным выходом, причем диод и резистор включены между входом и вьпходом операционного усилителя, вход которого соединен с выходами нелинейного блока и задатчика, а выход с управляющим входом задания напряжения первого преобразователя, выход нелинейного блока соединен с управляющим входом задания напряжения дополнительного преобразователя, силовой выход которого-соединен пофазно со вторичной обмоткой трансформатора первого преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Нежданов И.В. Инверторы на тиристорах, М., Энергия, 1965, с. 12, р. 28. 2. Реферативный журнал, Электропривод и автоматизация промышленных предприятий, 1979, № , реф. 1К229.

l/Z

/r

г

ft

u

л

и

л