CS261193B1 - Zapojení střídače pro frekvenční řízení střídavých bezkontaktních motorů - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká zapojení střídače pro frekvenční řízení střídavých bezkontaktních motorů. Mezi kladný pól napájecího stejnosměrného obvodu střídače a první polovodičovou součástku s plnou řiditelnosti zapojenou do anodového přívodu tyristorové­ ho můstku je zapojeno první vinutí tlumivky, jejíž druhé vinutí je zapojeno mezi anodový přívod můstku zpětných diod a záporný pól napájecího stejnosměrného obvodu. Obdobně mezi záporný pól napájecího stejnosměrného obvodu a druhou polovodičovou součástku s plnou řiditelnosti zapojenou do katodového přívodu tyristorového můstku je zapojeno první vinutí druhé tlumivky, jejíž druhé vinutí je zapojeno mezi katodový přívod můstku zpětných diod a kladný pól napájecího stejnosměrného obvodu. V komutačních intervalech po vypnutí jedné ze součástek s plnou řiditelnosti se proud z prvního vinutí příslušné tlumivky komutuje do jejího druhého vinutí a uzavírá se přes zpětnou diodu a vinutí motoru. Tím se snižuje zvlnění proudu ve vinutí motoru a usnadňuje se komutace proudu z odpojeného tyristoru na příslušnou zpětnou diodu.

Description

Vynález se týká zapojení střídače pro frekvenční řízení střídavých bezkontaktních motorů .

Ve výkonových obvodech měničů pro frekvenční řízení střídavých bezkontaktních motorů se vedle dosud používaných výkonových polovodičových součástek s částečnou řiditelností, tj. závěrně blokujících, popřípadě asymetrických tyristorů stále významněji uplatňují polovodičové součástky s plnou řiditelností. Jsou to zejména bipolární a unipolární tranzistory a vypínací tyristory. U těchto součástek je možno řídicím signálem ovládat nejen jejich sepnuti, ale i vypnuti. Jejich využití umožňuje významné zjednodušení výkonových obvodů měničů s vlastní komutací a zmenšení jejich rozměrů a hmotnosti. U měničů malých výkonů však zapojení využívající pouze součástek tohoto typu nejsou ekonomicky výhodná. Vedle vyšší ceny plně řiditelných součástek se řešení zejména zdražuje komplikovanějšími obvody pro zpracování a přenos jejich řídicích signálů. Proto se v oblasti malých výkonů výhodně uplatňují.zapojení kombinující součástky s plnou a částečnou řiditelností. Snížení počtu plně řiditelných součástek zejména umožňují zapojení využívající pro skupinovou komutaci tyristorů v můstkovém zapojení střídače plně řiditelných součástek, zařazených do jeho stejnosměrných přívodů.

U dosud známých zapojení tohoto typu se v důsledku přerušování proudu během komutačních intervalů jednak zvyšuje zvlnění proudu v motoru, jednak se v oblasti vyšších výstupních frekvencí snižuje maximální hodnota výstupního napětí měniče. Pro snížení spínacího ztrátového výkonu součástek s plnou řiditelností a snížení strmosti nárůstu proudu při havarijních stavech se u těchto zapojení využívá ochranných tlumivek, zařazených do stejnosměrných přívodů sbřídače. Ve vypínacích intervalech se jejich vinutí zkratuje pomocnou diodou a je zdrojem přídavných ztrát v měniči.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první vinutí první tlumivky je zapojeno mezi kladný pól napájecího stejnosměrného obvodu a první vývod první polovodičové součástky s plnou řiditelností. Druhý vývod první polovodičové součástky je spojen s anodovým uzlem tyristorového můstku. První vinutí druhé tlumivky je zapojeno mezi záporný pól napájecího stejnosměrného obvodu a druhý vývod druhé polovodičové součástky s plnou řiditelností, jejíž první vývod jě spojen s katodovým uzlem tyristorového. můstku. Druhé vinutí první tlumivky je zapojeno mezi záporný pól napájecího stejnosměrného obvodu a anodový uzel můstku zpětných diod. Druhé vinutí druhé tlumivky je zapojeno mezi kladný pól napájecího stejnosměrného obvodu a kaéodový uzel můstku zpětných diod.

Zapojením podle vynálezu se dociluje toho, že v komutačních intervalech po vypnuti jedné ze součástek s plnou řiditelností se proud z prvního vinutí příslušné tlumivky komutuje do jejího druhého vinutí a uzavírá se přes zpětnou diodu a vinuti motoru. Tím se jednak snižuje zvlnění proudu ve vinutí motoru, jednak se usnadňuje komutace proudu z odpojeného tyristorů na příslušnou zpětnou diodu. Zapojení dále odstraňuje nutnost užití zpětných diod rychlého typu. Obě dvouvinutové tlumivky zároveň snižují zapínací ztráty součástek s plnou řiditelností a amplitudu proudu vypínaného při havarijních stavech střídače.

Zapojení střídače podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkresu. Na obr. 1 je uvedeno zapojertí využívají jako polovodičové prvky TI, T2 s plnou řiditelností výkonové bipolární tranzistory, na obr. 2 vypínací tyristory.

První vinutí Ll-1 první tlumivky LI je zapojeno mezi kladný pól P napájecího stejnosměrného obvodu a prvni vývod prvního polovodičového prvku TI s plnou řiditelností, jehož druhý vývod je spojen s anodovým uzlem £ tyristorového můstku TM. První vinutí L2-1 druhé tlumivky L2 je zapojeno mezi záporný pól M napájecího stejnosměrného obvodu a druhý vývod druhého polovodičového prvku T2 s plnou řiditelností, jehož první vývod je spojen s katodovým uzlem £ tyristorového můstku TM. Druhé vinutí Ll-2 první tlumivky LI je zapojeno mezi záporný pól M napájecího stejnosměrného obvodu a anodový uzel 2 můstku zpětných diod DM, druhé vinutí L2-2 druhé tlumivky L2 je zapojeno mezi kladný pól napájecího stejnosměrného obvodu a katodový uzel 2 můstku zpětných diod DM. Polarita vzájemně magneticky vázaných vinutí je vyznačena.

Při základním algoritmu řízení střídače dochází v komutačních intervalech střídavě ke komutaci tyristorů v anodové a katodové skupině tyristorového můstku TM. Po vypnutí polovodičového prkvu TI s plnou řiditelnosti se odpojuje vinuti Ll-1 tlumivky Ll, jeho proudu komutuje do vinutí Ll-2 a uzavírá se přes příslušnou zpětnou diodu můstku zpětných diod DM, vinuti motoru připojené k výstupním svorkám, sepnutý tyristor katodové skupiny tyristorového můstku TM, druhý polovodičový prvek T2 s plnou řiditelnosti a vinutí L2-1 druhé tlumivky L2. Tím se jednak usnadňuje komutace proudu zátěže z tyristoru anodové skupiny na zpětnou diodu, jednak snižuje pokles proudu ve vinuti motoru. Při vypnutí druhého polovodičového prvku T2 s plnou řiditelnosti a odpojení tyristoru katodové skupiny je funkce vinutí tlumivky L2 obdobná. Komutační interval končí po opětném sepnutí příslušné součástky s plnou řiditelnosti a dalšího tyristoru komutované anodové nebo katodové skupiny tyristorového můstku TM. Po sepnutí obou součástek s plnou řiditelnosti omezují tlumivky Ll, L2 strmost nárůstu jejich proudu a snižuji tak zapínací ztráty, stejně jako amplitudu poruchového proudu při jeho vypínání. Součtové napětí vinutí Ll-2 a L2-2 je omezeno napětí napájecího stejnosměrného obvodu.

Zapojení může být využito jak při amplitudovém řízení výstupního napětí uskutečňovaném řízením napětí napájecího stejnosměrného obvodu, tak při řízení napětí šířkovou pulsní modulací prostřednictvím obou polovodičových prvků TI, T2 s plnou řiditelnosti.

Zapojeni podle vynálezu bude využito v měničích malého výkonu určených pro kmitočtové řízení rychlosti jednak standardních, jednak speciálních vysokootáčkových asynchronních motorků a motorů s kotvou nakrátko.

Claims (1)

1. Zapojení střídače pro frekvenční řízení střídavých bezkontaktních motorů, sestávající ze dvou polovodičových součástek s plnou řiditelnosti, tyristorového můstku, můstku zpětných diod a dvou tlumivek s dvojím vinutím, vyznačené tím, že první vinutí (Ll-1) první tlumivky (Ll) je zapojeno mezi kladný pól (P) napájecího stejnosměrného obvodu a první vývod prvního polovodičového prvku (TI) s plnou řiditelnosti, jehož druhý vývod je spojen s anodovým uzlem (1) tyristorového můstku (TM), první vinutí (L2-1) druhé tlumivky (L2) je zapojeno mezi záporný pól (M) napájecího stejnosměrného obvodu a druhý vývod druhého polovodičového prvku (T2) s plnou řiditelnosti, jehož první vývod je spojen s katodovým uzlem (2) tyristorové ho můstku (TM), druhé vinutí (Ll-2) první tlumivky (Ll) je zapojeno mezi záporný pól (M) napájecího stejnosměrného obvodu a anodový uzel (3) můstku zpětných diod (DM) a druhé vinutí (L2-2) druhé tlumivky (L2) je zapojeno mezi kladný pól (P) napájecího stejnosměrného obvodu a katodový uzel (4) můstku zpětných diod (DM).