Электропривод переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P7/42 H02P7/74 

(5) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока производственных механизмов.

Известно устройство для управления частотнорегулируемым асинхронным электродвигателем, содержав1ее четыре трансформатора, первичные обмотки которых попарно-последовательно соединены между собой, а вторичные об мотки, замыкаемые пофазно через управляемые ключи, подключекш к обмотке СПНедостатком этого устройства является значительная масса и габариты в связи с применением ч тырех трансформаторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности Является электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных электродаиг;ателя, первый трансформатор,одни выводы первичной обмотки которого подключены к источнику питания, а

другие, выводы через первый ключ замкнуты между собой, выводы вторичной обмотки, соединенной в звезду, первого трансформатора соединены между собой через второй ключ, второй трансформатор, вторичная обмотка которого, соединенная в звезду, подключена к обмотке статора первого электродвигателя, начало обмотки статора второго электродвигателя

to подключено к другим выводам первичной обмотки первого трансформатора, а конец обмотки соединен со вторичной обмоткой первого трансформатора через первмчную обмотку второго

ts трансформатора 2.

Недостатком этого устройства является низкое значение КПД электродвигателей в связи с содержанием в питающем напряжении для электродвигателей высших гармоник, .увеличивающих потери в обмотке статора.

Цель изобретения - повышение КПД эоектродвигателей в связи с улучшением формы кривой питающего напряже ния . Указанная цель достигается тем, что в электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных элек родвигателя, первый трансформатор, одни выводы первичной обмотки котор го подключены к источнику питания, а другие выводы через первый ключ замкнуты между собой, выводы соединенной в звезду вторичной обмотки первого трансформатора соединены между собой через второй ключ, второй трансформатор, вторичная обмотка которого, соединенная в звезду, подключена к началу обмотки статора первого электродвигателя, введены третий и четвертый ключи и вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого состоит из двух сек ций, соединенных в зигзаг, и одними выводами подключена к другим выводам первичной обмотки первого трансформа тора, а другие ее выводы подключены к началу обмотки статора второго электродвигателя, концы ст.аторной обмотки которого соединены с выводами вторичной обмотки первого трансформатора, первичная обмотка второго трансформатора одними выводами подключена к источнику питания, другие выводы обмотки которого через третий ключ объединены между собой и через вторичную обмотку вспомогательного трансформатора соединены с концами обмотки статора первого электродвигателя, выводы вторичной обмотки второго трансформатора замкнуты между собой через четвертый ключ. На чертеже представлена схема уст ройства. Электропривод переменного тока содержит два трансформатора I и 2, первичные обмотки 3 и которых подкж чены к источнику питания, а вто ричнме с мотки и 6 саедйне а в звезду и подключены к обмоткам стато ров эяектройвигателей 7 и 8, вспомогательный трансформатор Э первичная обмотка которого состоит из двух секций fO и 1I, соединенных по схеме зигзаг, а вторичная обмотка tZ соединена последовательно с первичной обмоткой k трансформатора 2 и с обмоткой 8 статора элeктpoлвигaтeля ключ 13, замыкающий между собой выводы первичной обмотки 3 и выводы обмотки 11 вспомогательного трансфор матора 9, ключ U, замыкающий выводы вторичной обмотки 6 и обмотки 8 ста- тора электродвигателя, ключ 15, замыкающий вывод вторичной обмотки 5 и обмотки 7 статора электродвигателя, и ключ 16, замыкающий выводы обмотки 12 вспомогательного трансформатора 9 и выводы первичной обмотки it трансформатора 2. Устройство работает следующим образом. Замкнутому положению трехфазных ключей И и 15 будет соответствовать режим короткого замыйания трансформаторов 1 и 2 и обусловленные этим пренебрежимо малые величины падения напряжения на этих обмотках. К источнику питания подключаются статорная обмотка / э/№ктродвигатепя с обмотками to и И трансформатора 9 и статорная обмотка 8 электродвигателей с обмоткой 12 вс1юмогательн6го трансформатора 9- Замкнутому положению трехфазных ключей 13 и 16 будет соотаетствовать режим нагрузки трансформаторов 1 и 2 и подключение ствторной обмотки 7 электродвигателя с обмотками 10 и 11 трансформатора 9 и напряжение вторичной обмотки 5 трансформатора 1. Статорная об«отка.8 электродвигателя с обмоткой 12 трансформатора 9 подключаются ко вторичной обмотке 6 трансформатора 2. Переходу от замкнутого положения ключей 15 и 1 к замкнутому положению ключей 13 и 16 при размыкании ранее замкнутых ключей Соответствует изменение на 180 начальной фаэи напряжения как на последовательном соединение статорной с мотки 7 электрюдвигателя с обмотками 10 и 11 вспомогательного трансформатора, TSK и на последовательном соединении статормой обмотки 8 электродаигателл с обнрткой 12 вспомогательного трансформатора 9g обоих.случаях будет сохраняться сдвиг на четвертую часть териода между напряжением цегж поспедсватепьиого соединения расположеннь х на общем стержне фазных 10 и 11 и напряжением той фазы (Шмотки 12, которая располагается на этом же стержне магнитогфовода вспомогательного трансформатора 9Не изменится абсолютная величина сдвига по фазе («южду указ& илл :И напряжениями и при других сочетаниях одновременного включению состояния трехфазных ключей в цепи обмоток различных трансформаторов 1 и 2, а мoжet измениться только знак этого угла. Это обусловлено тем, что переход от замкнутого положения ключа 13 к замкнутому положению ключа 15 при предварительном размыкании ключа 13 сопровождается изменением на l80 начальной фазы напряжения на последовательном соединении обмоток 7 10 и 11 и томно так же, как переход от замкнутого положения клочз 14 к замкнутому положению ключа 1б при предварительном разишкании ключа k сопровождается изменением на 180 начальной фазы напряжения на последо вательном соединении обмоток 8 и 12. Поэтому магнитный поток, создавае мый совместным действием обмоток 19 и 11, можно представить как результа фазовой модуляции с помощью ключей 13 и 15 напряжения в эквивалентной обг4отке (занимающей обмотки 10 и 11), которое сдвинуто на 90 от носительно напряжения на обмотке 12. «одулируемого с помощью трехфазных «лю чей 17 и 16. 8 этом случае при разомкнутом положении всех ключей 13-16, иапряжение на одной из фаз обмотки 12 допол нительного трансформатора выражается синусоидой, а эквивалентное напряжение обмотки 10 и 11 - обратной конусоидой. Напряжение на аналогичных обмотках, расположенных на других стержнях магнитной cиcтe й t вспомогательного трансформатора 9 будет отличаться сдвигом на третью часть периода . Частота составляющих выходных напряжений обоих преобразователей устройства будет выражаться разностью между частотой источника питания и регулируемой частотой циклов коммута ции . Вспомогательный трансформатор 12 оказывает влияние на группы спагаек« «х выходного напряжения преобразователя, играет роль активного фильтра для фазокомпенсационмого устройст ва, в связи с чем на обмотках статоров асинхронных электродвигатепей выходное напряжение преобразователей является близким к синусоидальной форме. 816 Минимальное содержание высших гармоник в напряжении, питающем электродаигатели, обеспечивает снижение потерь в обмотках и повышение КПД электродвигателей. Формула изобретения Электропривод переменного тока, содержащий два асинхронных электродвигателя , первый трансформатор, одни выводы первичной обмотки которого подключены к источнику питания, а другие выводы через первый ключ замкнуты между собой, выводы соединенной в звезду вторичной обмотки первого трансформатора соединены между собой через второй ключ, второй трансформатор, вторичная обмотка которого, соединенная в звезду, подключена к началу обмотки статора первого электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД электродвигателей,в него введены третии и четвертый ключи и вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого состоит из двух секций, соединенных в зигзаг, и одними выводами подключена к другим выводам первичной обмотки первого трансформатора, а другие ее выводы подключены к началу обмотки статора второго электродвигателя, концы статорной обмотки которого соединены с выводами вторичной обмотки первого трансформатора , первичная обмотка второго трансформатора одними выводами подключена к источнику питания, а другие ее выводы через третий ключ объединены между собой и через вторичную обмотку вспомогательного трансформатора соединены с концами обмотки статора первого электродвигателя, выводы вторичной обмотки второго трансформатора замкнуты между собой через четвертый ключ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Ь Авторское свидетельство СССР № 5l6V6u, кв, Н 02 Н 5/293i 19732. Авторское свидетельство СССР f . кп. Н 02 Р. 7/78, 1978,