Вентильно-машинный каскад Советский патент 1982 года по МПК H02P7/78 

Изобретение огносигся к электротехнике, а именно к элекгропривооу, и может быть использовано во всех отраслях нароаного хозяйства цля регулируемого электропривода произвоцственных механиз мов, преимущественно большой мощности. В- послеанее время имеется тенденция щирокого применения в промышленности каскацных схем включения асинхронных электродвигателей. Это обусловлено их достоинствами перед фугими системами регулируемого электропривода, в частнос ти значительно меньшими капитальными затратами, особенно при небольших диапазонах регулирования, высоким КПД. Однако большинству известных схем i присущи ограниченный диапазон регулирования частоты вращения, низкий коэффициент мощности и недостаточно полное использование входящих элементов по мощности. Известен вентильно-машинный каскад, содержащий асинхронный электродвигател с фазным ротором, электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения и неуправляемый преобразователь частоты, подключенный со стороны переменного тока к фазам ротора асинхронного электродвигателя, а со стороны постоянного - к якорю электродвигателя постоянного тока tl3 . Недостатком этого каскада является ограниченный диапазон регулирования частоты вращения, верхнее значение которого не может превышать синхронную частоту вращения асинхронного электродвигателя. Наиболе.е близким к предлагаемому является вентильно-машинный каскад, содержащий установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, цепь якоря которого образует замкнутук цепь с выходами постоянного тока, двух преобразователей частоты, один из которых управляемый, подключен своим выходом переменного тока к сети переменного гока, а вьосоа переменного гоко второго щюобрааоввтеля частоты поаключен к фа зам ротора асинхронного элекгроавигателя 23 . Нецосгатками известного вентильномашинного каскаца являются ограниченн аиапазон регулирования частоты вращения (ограничение накпацьшается снизу мягкостью механических характеристик, а сверху - синхронной частотой вращени асинхронного цвигателя) и низкий коэф фиииент мощности привода. Цель изобретения - расширение вдапозона регулирования частоты вращения и 1юв|ышениё коэффициента мощности. Поставленная цель достигается тем, что в вентил но-машинном каскаце, содержащем установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электродвигатель постоянног тока независимого возбуждения, цепь яКоря которого образует замкнутую цепь с выходами постоянного тока двух преобразователей частоты, один из которых управляемый, подключен своим выходом переменного тоКа к сети переменного то ка, а вьосод переменного тока второго преобразсюателя частоты подключен к фазам ротора асинхронного электродвигателя, второй преобразователь частоты выполнен упр юляемым с воз гож1{остью переходе в инвёрторный режим при частоте вращения выше синхронной. На чертеже представлена блок-схема вентильно-машинного каскада. Каскад содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором, электродвигатель 2 постоянного тока независимого возбуждения, первый управляемый преобразователь 3 частоты и второй управляемый преобразователь 4 частоты. Выхо&ы постоянного тока преобразователей 3 и 4 частоты и цепь якоря электро двигателя 2 постоянного тока соединены последовательно и образуют замкнутую цепь. Выход переменного тока преобра зователя 3 частоты подключен к сети переменйого тока, выход переменного гока преоб)азователя 4 частоты - к фазам ротора асинхронного электродвигателя 1. Каскад работает следующим образом. При работе каскада на подсинхронных частотах вращения выпрямленная ЭДС скольжения ротора асинхрортого электродвигателя 1 алгебраически суммируется с напряжением первого управляемого преобразов ателя 3 частоты. Суммарное напряжение подается на якорь электродвигателя 2 постоянного тока независимого возбуждения. Для работы каскаца на частотах вращения выше синхронной, управляемый преобразователь 4 частоты переводится из вьнфямительного режима в инверторный. Асинхронный электродвигатель 1 переходит в режим двойного питания. Теперь напряжение на выходе первого гфеобразоватёля 3 частоты распределяется меж1ЦГ ротором асинхронного электродви га теля I и яК ор ем алек тр одвига теля 2 Постоянного тока независимого возбуждения. В зависимости от ..закона угфавления преобразователем 4 частоты регулирование частоты вращения во всем диапазоне оказывается возможным как с постоянством Мсацностн, так и С постоянством момента, с одновременным получением абсолютно жестких механических характеристик, аналогичных механическими характеристикам, частотно-управляемого синхронного электродвигателя. Регулируя ток роторной цепи, например. Изменением тока возбуждения электродвигателя 2 постоянного тока или выходного напряжения первого управляемого преобразователя 3 частоты становится возможнык управлять коэффициентом мощности привода, который может быть как индуктивным, так и емкостным. Применение предлагаемой схемы позволяет значительно увеличить выходную мощность при работе каскада на выще- синхронных частота вращения, так как пропорционально росту частоты вращения растет выходная мощность асинхронного электродвигателя за счет двойного питания. Формула изобретения Вентильно-машинный каскад, содержащий установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электроовигатель постоянного тока независимого возбужаенняг иеш якоря которого образует замкнутую цепь с выходвми постоянного тока, двух преобразователей частоты, один из которых управляемый, подключен своим выходом переменного тока к сети переменного тока, а выход переменного тока второго преобразователя частоты подключен к. фазам ротора асинхрониого элвктроавигателя, огличаюшийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и повышения коэффи- циента мощности, второй преобразователь частоты выполнен управляемым с воэм киостью перехоаа в инверторный режим при частоте вращения выше синхронной. Источники информации, принятые во внимание щж экспертизе 90 0 1.Труаы $ Всесоюзной конференпив по автоматизированному элек(ропривоау. М., Энергия, 1971, т.П , с. 155. 2.Труаы yi Всесоюзной конференция по автоматизированному электропрнвоау. Автоматизированный электроцмюоп в промышленности. М., Энергия, 1974, с. 125, (прототип).

W.

т