CS250367B1

CS250367B1 - Wiring for quasi-frequency speed control of three-phase, especially asynchronous motors

Info

Publication number: CS250367B1
Application number: CS854808A
Authority: CS
Inventors: Josef Hoskovec; Jan Kral
Original assignee: Josef Hoskovec; Jan Kral
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Zapojení pro kvazifrekvenční řízení rychlosti trojfázových, zejména asynchronních motorů s kotvou nakrátko, které sestává z trojfázového motoru, trojfázového tyristorového spínače a jednofázového autotransformátoru. Fázová vinutí motoru jsou jedněmi vývody spojena s jedněmi vývody trojfázového tyristorového spínače, druhé vývody vinutí motoru a druhé vývody spínače jsou spojeny do uzlů, z nichž každý je připojen k jednomu vývodu sekundárního vinutí jednofázového autotransformátoru, jehož primární vinutí je připojeno ke dvěma fázovým vodičům napájecí sítě. Zapojeni lze konkrétně použít pro pohony jeřábů, výtahů a dalších transportních zařízení.Circuit for quasi-frequency speed control of three-phase, especially asynchronous squirrel-cage motors, consisting of a three-phase motor, a three-phase thyristor switch and a single-phase autotransformer. The phase windings of the motor are connected by one terminal to one terminal of the three-phase thyristor switch, the second terminals of the motor winding and the second terminals of the switch are connected in nodes, each of which is connected to one terminal of the secondary winding of a single-phase autotransformer, the primary winding of which is connected to two phase conductors of the power supply network. The circuit can be used in particular for drives of cranes, elevators and other transport equipment.

Description

Vynález se týká zapojení pro kvazifrekvenční řízení rychlosti trojfázových, zejména asynchronních motorů s kotvou nakrátko, sestávající z trojfázového motoru, trojfázového tyristorového spínače a jednofázového autotransformátoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a circuit for quasi-frequency speed control of three-phase, in particular short-circuit, asynchronous motors comprising a three-phase motor, a three-phase thyristor switch and a single-phase autotransformer.

Jako kvazifrekvenční řízení se označuje metoda řízení otáčivé rychlosti, uplatňovaná v systémech měničů s minimalizovaným počtem tyristorů zavedením cyklového řízení cyklokonvertorového typu. Touto metodou je možno seřídit využití jednoduchých spínačových zapojení, zpravidla používaných pro fázové řízení napětí, i pro diskrétní frekvenční řízení s netoarmonickým průběhem výstupního napětí měniče. Uplatnění takových systémů je zejména výhodné v pohonech zařízení, u kterých se požaduje časově omezené řízení rychlosti v dolní části otáčkového rozsahu, například pro přesné dojezdy, manipulační režimy atd. V takových případech jsou uvedené systémy ekonomicky výhodnější než komplikovanější statické měniče s vlastní komutací, používané pro plynulé frekvenční řízení motorů s kotvou nakrátko. Ve výkonových obvodech měničů pro kvazifrekvenční řízení se využívají obvyklá zapojení trojfázových tyristorových symetrických spínačů, tvořená v jednotlivých fázích obousměrnými tyristory nebo antiparalelními dvojicemi zpětně závěrných tyristorů. Tyto systémy je možno v cyklokonvertorovém režimu provozu napájet při stejném počtu tyristorů buď trojfázově nebo jednorázově. Jednofázové napájení je výhodné jednak z hlediska realizace řídicích obvodů, jednak eliminuje zatížení napájecí sítě stejnosměrnou složkou proudu. Nevýhodou dosud známých zapojení je však okolnost, že vzhledem k neharmonickému průběhu proudu v motoru se v tomto provozním režimu zvyšuje efektivní hodnota sítového proudu při zatížení motoru jmenovitým momentem přibližně na trojnásobek jeho jmenovitého proudu. Zároveň pracuje systém vzhledem k sníženému napětí motoru při malých napájecích kmitočtech s nízkým účiníkem.Quasi-frequency control refers to a rotational speed control method applied to drive systems with a minimized number of thyristors by introducing a cycloconverter-type cycle control. By this method it is possible to adjust the use of simple switch circuits, usually used for phase voltage control, as well as for discrete frequency control with non-harmonic waveform of the inverter output voltage. The use of such systems is particularly advantageous in equipment drives which require a time-limited speed control in the lower part of the speed range, for example for precise range, handling modes, etc. In such cases, said systems are more economical than the more complicated self-commutating static converters used. for smooth frequency control of squirrel-cage motors. In the power circuits of the inverters for quasi-frequency control, the usual three-phase thyristor symmetrical wiring, consisting of bidirectional thyristors or antiparallel pairs of reverse-thyristors, is used in each phase. These systems can be supplied in three-phase or single-phase operation in the same number of thyristors in cyclo-converter mode of operation. Single-phase power supply is advantageous from the point of view of realization of control circuits and on the other hand it eliminates load of the mains network by direct current component. However, a disadvantage of the hitherto known connections is that due to the non-harmonious current flow in the motor, in this operating mode, the effective value of the line current increases at approximately three times its rated current at the rated torque of the motor. At the same time, the system operates due to reduced motor voltage at low power frequencies with low power factor.

Uvedené nevýhody dosud známých zapojení účinně potlačuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v režimu kvazifrekvenčního cyklokonvertorového řízení jsou jedny vývody fázových vinutí motoru spojeny s jedněmi vývody trojfázového tyristorového spínače, druhé vývody vinutí motoru a druhé vývody tyristorového spínače jsou spojeny do uzlů a tyto uzly jsou připojeny k vývodům sekundárního vinutí jednorázového autotransformátoru, jehož primární vinutí je připojeno ke dvěma fázím napájecí sítě.The above-mentioned disadvantages of the known circuits are effectively suppressed by the circuit according to the invention, which consists in the fact that in quasi-frequency cycloconverter control mode, one motor phase winding terminals are connected to one three-phase thyristor switch terminals and these nodes are connected to the secondary windings of a disposable autotransformer whose primary winding is connected to two phases of the power supply network.

Uvedeným zapojením se v režimu kvazifrekvenčního řízení zmenší hodnota síťového proudu a zlepší účiník systému.In the quasi-frequency control mode, this connection reduces the mains current value and improves the power factor of the system.

Příklad zapojení měniče podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu na obr. 1 a obr. 2 s rozdílným uspořádáním trojfázového tyristorového měniče. V zapojení měniče podle obr. 1 jsou jedny vývody vinutí trojfázového motoru M spojeny s jedněmi vývody trojfázového tyristorového spínače TS, který je tvořen třemi antiparalelními dvojicemi zpětně závěrných tyristorů. Druhé vývody vinutí motoru M a druhé vývody tyristorového spínače TS jsou spojeny do uzlů, které jsou připojeny k vývodům sekundárního vinutí jednofázového autotransformátoru AT, jehož primární vinutí je připojeno ke dvěma fázovým vodičům 1, 2 napájecí sítě.An example of an inverter connection according to the invention is shown in the accompanying drawing in Figs. 1 and 2 with a different arrangement of a three-phase thyristor transducer. In the converter circuit of FIG. 1, one winding terminal of the three-phase motor M is connected to one terminal of a three-phase thyristor switch TS, which consists of three antiparallel pairs of back-thyristors. The second motor winding terminals M and the second terminals of the thyristor switch TS are connected to nodes which are connected to the secondary winding terminals of a single-phase autotransformer AT, the primary winding of which is connected to two phase conductors 1, 2 of the mains.

Na obr. 2 je uveden příklad stejně uspořádaného zapojení, ve kterém je trojfázový tyristorový spínač TS tvořen třemi obousměrnými tyristory.FIG. 2 shows an example of an equally-wired circuit in which the three-phase thyristor switch TS consists of three bidirectional thyristors.

Při využití zapojení podle vynálezu v konkrétním pohonu může být motor M rovněž využíván v režimu napájení síťovou frekvencí kontaktním připojením jeho vinutí k napájecí síti po odpojení jeho vývodů a vývodů tyristorového spínače TS od sekundárního vinutí autotransformátoru AT, například pomocí stykačů. Tyristorový spínač TS může pak být v tomto provozním režimu od motoru M odpojen, nebo může zůstat zapojen do série s motorem M jako regulátor napětí, například pro omezení rozběhového momentu nebo dosažení optimální účinnosti pohonu.When utilizing the circuit according to the invention in a particular drive, the motor M can also be used in mains frequency supply mode by contacting its windings to the mains after disconnecting its terminals and the thyristor switch TS's from the secondary winding of the autotransformer AT, for example. The thyristor switch TS can then be disconnected from the motor M in this operating mode, or it can remain connected in series with the motor M as a voltage regulator, for example to limit the starting torque or achieve optimum drive efficiency.

Zapojení podle vynálezu může být konkrétně použito pro pohony jeřábů, výtahů a dalších transportních zařízení.In particular, the circuit according to the invention can be used for driving cranes, elevators and other transport devices.

Claims

Wiring for quasi-frequency speed control of three-phase, especially asynchronous, squirrel-cage motors, consisting of a three-phase motor, a three-phase thyristor switch and a single-phase autotransformer, characterized in that the motor phase windings (MJ are the motor windings (MJ and second terminals of the three-phase thyristor switch (TSJ) are connected to nodes, each of which is connected to one terminal of the secondary winding of a single-phase autotransformer (AT), the primary winding of which is connected to two phase conductors (1, 2).