Частотно-управляемый электропривод Советский патент 1982 года по МПК H02P3/22 H02P7/42 

(54) ЧАСТОТНО УПРАВЛЯЕЛ1ЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

1

Изобретение относится к электротехнике, а ИМ01ШО к электроприводам, в которых для питания и торможения трехфазного двигателя используется тиристорный преобразователь частоты, и предназначено для использования преиму- ществеюю в автономных установках, например в гребных электрических установках ледоколов.

Известен электропривод с асинхронным ,Q дйнгателем, получающим питание от полупроводникового преобразователя частоты, Б котором на время торможения контактором включается блок тормозных резисторов fl 15

Недостатки этого электропрзшода заключаются в том, что в нем для подключения тормозных резисторов использован контактор, а также в том, что при применештч преобразователя часто- 20 ты с непосредстве1шой связью блок состоит из нескольких резисторов. Это усложняет электропривод и ухудшает его массогабаритные характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотно управляемый электропривод с трехфазнь двигателем, получакнцим питание от устройства, содержащего йоточник напряжения с трехфазными обмоткa «r и двенаддатиимпульсный ткристорный преобразователь частоты с непосредственной свзью с мостовыми реверсивными вентильными грухшами, имеющий систему управления Г. .

Недостаток эпектрощжвода при совместном питании фаз преобразователя частоты заключается в том, что в этом случае не обеспечивается работа даигателя с токами статора, имеюнашн синусоидальную гладкую составляющую, так как иэ-за гальванической связи мен&ду тиристорными мостами разных фаз преобразователя не обеспечивается одновременная работа мостов всех фсз.

Кроме того, при разделении обмоток источника напряжения увеличивается его суммарный расчетный ток нагрузки и.

как следствие этого, ухудшакггся маосогабаритные показатели.

При этом, при ограниченной возможности рекуперации энергии тормозной момент ДЕИгатвпя сжредегшется, в основном, мощностью, выделяющейся в активных сопротивлениях статора двигателя и электрических контуров устройства пита1шя. Так как эти сопртйвления обычно малы, то торможение оказывается щштельным и его осуществляют- с перегрузкой двигателя по току, вследствие чего приходится ограничивать цопустимую частоту реверсов.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей электропривода и повышение эф4ективности торможения двигателя при минимально возможном усложнении схемы.

Для достижения этой дели в частотно управляемый электропривод, содержащий трехфазный электродвигатель, источник переменного напряжения с трехфазными обмотками, подключенный к указанным обмоткам двeнaдцaт: my7тьcный тиристорный преобразователь частоты с: непосредственной связью на базе мостовых реверсивных, вентильных грутш, имеющий систему управления, статорные обмотки электродвигателя присоединены кО выходным зажимам тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью введены три двухобмоточных дросселя и тормозной резистор, а источник переменного напряженная вьшолнен с двумя трехфазньш01 обмотками, соединенными по схеме с нулевой точкой, каждая фазная обмотка статора разделена на две полуобмотки, при этом к двум одноименным выходным зажимам реверсивных вентильных групп данной фазы преобразователя частоты присоединены одни одноименные концы полуобмоток фазы электродвигателя, другие одноименные концы полуобмоток фазы эдектродвигателя подключ eiai к разноименным выводам обмоток дросселя, вторые выводы которых подюпочены к двум другим одноименным зажимам реверсивных вентильных групп той же фазы преобразователя частоты, нулевые точки трехфазных обмоток ис- точнзнка переменного напряжения соединены через тормизной реасистор.

На чертеже представлена схема электропривода с частотно yпpaвляe IЫм трехфазным двигателем.

К источнику переменного напряжения с двумя трехфазными соединенными в

звезду обмотками 1 и 2, нулевые точки которых соединены через тормозной резистор 3, подключен двенадцатипульсный тиристорный преобразователь 4 частоты 5 с непосредстве1шой связью,, имеюший систему управления (не обозначена). Последовательно с реверсивны я: мостовыми группами 5 и 6 преобразователя 4, подключенными к трехфазным обмот0 кам 1 и 2; включены полуобмотки фаз статора двигателя 7, а также обмотки двухобмоточных дросселей 8, причем к двум одноименным выходным зажимам

реверсивных ьентильных грутш в каждой

5 фазе гфеобразователя шстоты присоед - нены одноименные концы папуоб1.;оток фазы электродвз-хгателя, вторые одноимен11ые концы пояуоб1лоток фазы электродвигателя подключень к разноименным выводам обмоток дрос:сегш, вторые выводы которых подключены к двум друтч;м одноименным зажимам реверсивных вентильных групп той же фазы преобразователя частоты.

При передаче энерпш от источника переменного напряжения с обмотками 1 и 2 к двигателю 7 преобразователь 4 частоты работает в симметричном режиме, обеспечивая Формирование в фазных обмотках статора двигателя трехфазной системь токов с синусоидальными гладЩШИ составляЮШими. Уравнительные токи между мостами различных фаз преобразователя 4 и переменные токи через тормозной резистор 3 с час тотамл, близкими к 3 (2К - 1) f , где f - частота источника напряжения, К - 1, 2, 3 ... , ограничиваются дросселями 8, В этом режиме дроссели 8 . не подг дагничиваются составляющими

токов двигателя основной частоты.

В реишме тортложения запираются анодные группы тиристоров мостов, подключегшых к обмотке 1 источника, и катодмые группы тиристоров мостов,

подключенных к обмотке 2 источника. Оставшиеся в ргхботе группы тиристоров обеспечивают формирование токов двига|теля с синусоидальными гладккми составляющими, причем одна полуг-олна

фазного тока двигателя течет по одной полуобмотке, а другая полуволна - по другой полуобмот-ке. Через тормозной р&. зистор 3 протекает сумма модулей фазных токсв двигателя 7 и эквивалентное

напряжение, вносимое тормозным резистором 3 в контур фазы стстора, близко к прямоугольному (здесь две нолуобмотки фазы статора рассматриваются как одна обмотка, по которой протекает ток с синусоидальной гладкой составляющей). Токи статора сдвинуты по фазе относительно ЭДС двигателя 7 так, что осуществляется передача энергии от дв№ гателя 7 к преобразователю 4 частоты. При этом в дополнение к динамическому тор южекию может быть осуществлено и рекуперативное при допустимом уровне рекуперации. Изо етение позволяет улучшить массогабаритные характеристики источника переменного напряжения и ускорить процесс торможения двигателя в несколько раз даже без увеличения тока статора сверх номинального значения. При этом ограничения по частоте реверсов могут быть сняты. Формула.изобретения Частотно управляемый электропривод, содержащий трехфазный электродвигатель источник переменного напряжения с трехфазными обмотками, подключегавый, к указанным обмоткам двенадцаткиульоный тиристорный преобразователь частоты с непосредственной связью на баге мостовых реверсивных вентильных групп систему управления указанным преобразователем частоты, статорнь.е обмотки электродвигателя присоединены к выходным зажимам тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектввности торможения, в него введены три двухобмоточных дросселя и тормозной резистор, а трехфазные обмотки источника переменного напряжения соединены по схеме с нулевой точкой, каждая фазная обмотка стгатора разде-лена на две полусбмотки, при этом к двум одноименным выходным зажимам, реверсивных групп данной фазы преобразователя частоты присоединены одни одноименный концы полуобмоток фазы электродвигателя, другие одноименные концы полуобмоток фазы электродвигателя подключены к разноименным выводам обмоток дросселя, вторые выводы KOTojbix подключены к двум щэугим одноименным зажимам реверсивных вентильных групп той же фазы преобразователя частоты, нулевые точки трехфазных обмоток источника переменного напряжения соединены через тормозной резистор. Источники пнфорк1а11ир, принятые во внимание прп эксперпгизе 1.Авторское свид-тепьство СССР № 681527, кл. Н 02 Р 3/22, 1977. 2.Жемеров Г. Г. Тир1с1Х)рные преобразователи частоть с непосредственной связью, М., Энергия, 1977, рис. 1 - 10 и 1 - 11.