CS225873B1 - Zapojení cyklokonvertoru s plynulou změnou výstupního kmitočtu - Google Patents

Description

(54) Zapojení cyklokonvertoru s plynulou změnou výstupního kmitočtu

Vynález se týká zapojení cyklokonvertoru 3 plynulou změnou výstupního kmitočtu, určeného především k napájení třífázových indukčních motorů a řízení jejich otáček.

Pro napájení třífázových indukčních motorů jsou při dodrženi požadavku plynulého řízení jejich otáček nezbytné měniče kmitočtu. Jsou to např. tři zdroje se stejným kmitočtem, jejichž vzájemný posuv fázových napětí je 120°. Výstupní napětí ze zdrojů bývá buS obdélníkového, lichoběžníkového anebo nejlépe sinusového průběhu. Nejběžnějšími a prozatím nejvyuží vanějšími zdroji k tomuto účelu bývají tyristorové střídače, které jsou napájené ze zdroje stejnosměrného napětí, které je v těchto případech získáváno usměrněním síťového napětí.

Jde tedy o přeměnu síťového napětí na nový kmitočet, daný obvody střídače, za pomocí meziusměrnění. Tyto zdroje dávají většinou výstupní napětí obdélníkového tvaru a dávají možnost získat výstupní kmitočet i vyšší než síťový.

Další princip využívá přímé přeměny bez meziusměrnění. Z třífázové napájecí sítě j. získáván kmitočet, který je možno měnit maximálně pouze cca do jeho poloviny - 25 Hz.

Přitom amplituda nového kmitočtu se musí snižovat současně s jeho výší. Je to proto, aby přes vinutí napájeného indukčního motoru neprotékal při nižším kmitočtu vyěší než dovolený proud. Zapojení cyklokonvertorů, dodržujících tuto podmínku, popř. ještě i sinusové napětí, bývají značně složitá. Samotný řídicí obvod bývá sestaven ze tří sinusových generátorů referenčních kmitočtů. Vzniká vždy však ta potíž, aby byla zajištěna vzájemná synchronizace a konstantní posunutí jejich fází o 120° při současném udržení možnosti řízení amplitudy a kmitočtu v poměrně širokých mezích. Dalším problémem bývá.správná reverzace koncových řiditelných usměrňovačů, která musí nastávat v okamžicích, kdy do vinutí motoru neteče z dvojice řízených usměrňovačů žádný proud. Tento okamžik bývá zjišťován různými speciál225873

225673 nimi, poměrně složitými čidly nulových proudů, např. transduktorového typu. Jednotlivé dvojice reverzeSnlch tyristorových usměrňovačů bývají samostatně synchronizovány se sítí vlastními obvody, jejichž vzájemná souhlasnost nebývá vždy nejlepší a vyžaduje si při nastavování cyklokonvertorů jejich vzájemný výbgr. Výsledkem všech těchto, pro funkci cyklokonvertorů nutných podmínek, jsou složitá zapojení, která pak znevažují hlavní výhodu cyklokonvertorů oproti střídačům - odstranění meziusměrnění.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení cyklokonvertorů s plynulou změnou výstupního kmitočtu podle vynálezu, které mé tři samostatné jednofázové měniče kmitočtu připojené svými výstupy k napájecím svorkám indukčního elektromotoru a jehož podstata spočívá v tom, že řídicí vstup otáček motoru je spojen jednak s řídicími vstupy obvodů pro řízení amplitudy modulace fází x, y, z a jednak s řídicím vstupem převodníku napětí frekvence, jež má svůj výstup připojen přes dělič frekvence k dekodéru a modulátoru. Modulované výstupy modulátoru pro jednotlivé fáze x, y, z jsou připojeny ke vstupu obvodů pro řízení amplitudy modulace fází x, y, z. Výstupy obvodů pro řízení amplitud modulace fází x, y, z jsou připojeny ke vstupům synchronizačních obvodů fází x, y, z, jež mají své spouštěcí výstupy připojeny ke spouštěcím elektrodám skupin řízených ventilů fází x, y, z a své synchronizační vstupy s výstupy zdroje sítového referenčního synchronizačního napětí.

Nové zapojení cyklokonvertorů podle vynálezu zjednodušuje podstatně známá zapojení, zpřesňuje synchronizaci jednotlivých reverzačních koncových tyristorových usměrňovačů se sítí, zpřesňuje a zjednodušuje zjišlovéní nulových proudů do vinutí motoru a tím i okamžik reverzace usměrňovačů.

Schematické provedení zapojení cyklokonvertorů s plynulou změnou výstupního kmitočtu je dále znázorněno na přiloženém výkresu.

Indukční elektromotor £ je svými vinutími připojen k výstupním svorkám £3, 23. 33 fází x, y, z měniče, fiídicí vstup J otáček motoru je spojen jednak s řídicími vstupy obvodů £0, 20. 30 pro řízení amplitudy modulace fázi x, y, z a jednak k řídicímu vstupu převodníku £ napětí - frekvence. Výstup převodníku £ napětí - frekvence je přes dělič £ frekvence připojen ke vstupům dekodéru a modulátoru £, jehož výstupy pro jednotlivé výstupní fáze x, y, z jsou připojeny k řídicím vstupům obvodů £0, 20. 30 přo řízení amplitud modulace fází x, y, z. Výstupy z těchto obvodů £0, 20, 30 jsou spojeny s řídicími vstupy synchronizačních obvodů 11. 21. 31 fází x, y, z, jejichž synchronizační vstupy jsou spojeny s výstupy zdroje £ sílového referenčního synchronizačního napětí a jejichž spouštěcí výstupy jsou spojeny s jednotlivými spouštěcími elektrodami usměrňovačích řídicích ventilů 12.

2£, 22 fází x, y, z.

Zapojení pracuje následujícím způsobem.

Podle velikosti řídicího napětí na řídicím vstupu £ otáček motoru se přímoúměrnš nastavuje frekvence na výstupu převodníku £ napětí - frekvence. Výstupní frekvence je šestinásob- i ně větší, než je požadovaná frekvence celého cyklokonvertorů. Je dělena šesti v děliči 2 frekvence, a v dekodéru a modulátoru 6 upravena na jednotlivé impulsy, jejichž délka odpovídá na jednotlivých výstupech délce trvání jednotlivých kladných i záporných půlperiod výstupních napětí cyklokonvertorů. Výstupní impulsy jsou tvarově modulovány do kvasisinusového tvaru těmito modulovanými impulsy jsou na vstupech obvodu £0, 20, 30 pro řízení amplitud výstupních fází modulována řídicí napětí do řídicích vstupů synchronizačních obvodů 11. 21. 31 fází x, y, z. Vlastní připojení k výstupním napětím dekodéru £ však proběhne v obvodech 10. 20. 30 pro řízení amplitud fází tak, že amplitudy řídicího napětí se především zvýší nebo sní,ži úměrně podle velikosti řídicího napětí na řídicím vstupu £ otáček motoru, jež je také zavedeno do řídicích vstupů obvodů £0, 20. 30. Pokud protéká právě do vinutí motoru £ nulový proud, což je indikováni pro jednotlivá vinutí motoru čidly ££, 24. 34 nulových proudů, připojí se řídicí napětí z modulátořU 6 na řídicí vstup příslušného synchronizačního obvodu 11. 21. 31. takže se podle velikosti nastaví i příslušné výstupní napětí z řízených výstupních usměrňovačů 12. 22. 32. Připojení řídicího napětí pro synchronizační jednotku, příslušející k výstupnímu usměrňovači opačné polarity se pak v obvodech JJ2., 20. 30 pro řízení amplitudy jednotlivých fází provádí podle předvolené polarity až po průchodu výstupního proudu fáze do vinutí motoru nulovou hodnotou. Tímto způsobem je zajištěn správný čtyřkvedrantový bhod skupin výstupních řízených ventilů 12. 22. 32 pro jednotlivé výstupní fáze x, y, z řízené velikosti a frekvence jejich výstupních napětí a proudů pro napájený indukční elektromotor.

Celé zapojení je možno doplnit smyčkou zpětné vazby, je-li nutné přesné řízení otáček motoru, zavedením signálu z tachodynama, mechanicky spojeného s hřídelem elektromotoru.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojeni, cyklokonvertoru s plynulou změnou výstupního kmitočtu se třemi samostatnými jednofázovými měniči kmitočtu, připojenými svými výstupy k napájecím svorkám indukčního elektromotoru, vyznačené tím, že řídicí vstup (3) otáček motoru je spojen jednak s řídicími vstupy obvodů (10, 20, 30) pro řízení amplitudy modulace fází x, y, za jednak s řídicím vstupem převodníku (4) napětí -frekvence, jež má svůj výstup připojen přes dělič frekvence k dekodéru a modulátoru (6), jehož modulované výstupy pro jednotlivé fáze x, y, z jsou připojeny ke vstupu obvodů (10, 20, 30) pro řízení amplitudy modulace fází x, y, z, přičemž výstupy obvodů (10, 20, 30) pro řízení amplitud modulace fází x, y, z jsou připoJeny ke vstupům synchronizačních obvodů (11, 21, 31) fází x, y, z, jež mají své spouštěcí výstupy připojeny ke spouštěcím elektrodám řízených ventilů (12, 22, 32) fází x, y, z a své synchronizační vstupy s výstupy zdroje (7) silového referenčního synchronizačního napětí.