Przedmiotem wynalazku jest falownik tranzystorowy do regulacji predkosci obrotowej sil¬ ników synchronicznych 1 silników asynchronicznych klatkowych.Wynalazek dotyczy budowy falowników pólprzewodnikowych do regulacji predkosci obrotowej silników o posrednim sposobie zachowania warunków regulacji, to Jest stosunku napiecia do czestotliwosci U/f - constans.Znane sa i stosowane rozwiazania falowników pólprzewodnikowych wykorzystujacych tyrysto¬ ry przy regulacji predkosci obrotowej silników asynchronicznych klatkowych i silników synchro¬ nicznych. W ukladach tych oprócz tyrystorów sa stosowane liczne elementy komutacyjne, w tym zwlaszcza dlawiki i kondensatory.Znane i stosowane uklady sterowania tyrystorowe charakteryzuje sie niske czestotliwoscie klucza tyrystorowego w trakcie modulacji przebiegu wyjsciowego falownika. Klucz tyrystorowy znanej budowy wykazuje znaczne straty komutacyjne. Znane sa nadto i stosowane falowniki tran¬ zystorowe do regulacji predkosci obrotowej silników malych mocy przy napieciach zasilania rzedu kilkudziesieciu woltów. Separacja galwaniczna sterowania tranzystorami wykonawczymi falownika realizowana Jest przy pomocy transformatorów sterujacych. Zastosowany w tym falow¬ niku sposób sterowania tranzystorami wykonawczymi wymaga stosowania tranzystorów o mocy cal¬ kowitej /ptot/ tego samego rzedu co moc dostarczana do obciazenia. Biorac pod uwage, ze im wyzsze jest napiecie /kolektor-emiter/ tranzystora, tym mniejsza jest moc calkowita tranzys¬ tora /np. tranzystor KD503, UCBQ - 60V PtQt - 150W, tranzystor BU109 VQBQ - 330V P t - 75W, tranzystor BU208 Vqqq - 1500V P - 12,5W/, sterowanie falownika tranzystorowego sredniej mocy zasilanego z napiecia sieci przemyslowej znanymi metodami nie Jest mozliwe. Falowniki te skladaja sie zasadniczo z tranzystorów wykonawczych falownika* transformatorów sterujacych tranzystory wykonawcze i ukladu sterowania. Sterowanie transformatorowe tranzystorów unie¬ mozliwia zabezpieczenie przeciazeniowe kazdego tranzystora indywidualnie.Wynalazek rozwiazuje zagadnienie opracowania nowego falownika tranzystorowego mostkowego beztransformatorowego zasilanego bezposrednio z sieci przemyslowej, o minimalnych stratach komutacyjnych i znacznej mocy obciazenia.2 147 807 Zalozone zadanie realizuje falownik tranzystorowy do regulacji predkosci obrotowej silników synchronicznych 1 asynchronicznych wedlug wynalazku dzieki temu, ze zawiera szesc Identycznych segmentów, z których kazdy sklada sie z klucza tranzystorowego od¬ powiednio majecego przyleczony na pierwszym jego wejsciu uklad formowania impulsów, z dolaczonym don galwanicznie odseparowanym od zródla zasilania zasilaczem. Na drugim wyjsciu klucza tranzystorowego dolaczony Jest uklad pomiaru pradu klucza* Pierwsze wyjscie klucza tranzystorowego pierwszego, pierwsze wyjscie klucza tranzystorowego trzeciego 1 pierwsze wyjscie klucza tranzystorowego pietego se doleczone do magistral¬ nego toru dodatniego "?" wtórnej strony prostownika, natomiast drugie wyjscie klucza tranzystorowego drugiego, drugie wyjscie klucza tranzystorowego czwartego, oraz drugie wyjscie klucza tranzystorowego szóstego se doleczone do toru magistralnego ujemnego "-" wtórnej strony prostownika.Drugie wyjscie pierwszego klucza tranzystorowego jest przyleczone poprzez pierw¬ sze lndukcyjnosc do pierwszego wejscia klucza tranzystorowego drugiego, drugie wyjscie klucza tranzystorowego trzeciego jest przyleczone poprzez druge lndukcyjnosc do pierw¬ szego wejscia klucza tranzystorowego czwartego i drugie wyjscie klucza tranzystorowego pietego jest przyleczone poprzez trzecie lndukcyjnosc do pierwszego wejscia klucza tranzystorowego szóstsgo. Poleczenie jest w taki sposób zrealizowane, ze wyprowadzone z tych lndukcyjnosci trzy odrebne przewody odprowadzajece se doleczone do odpowiednich zacisków silnika* Drugie wyjscie ukladu formowania impulsów jest doleczone odrebnym przyleczem do wspólnego panelu sterujecego falownika.Wynalazek realizujec postawione zadanie, wykazuje jednoczesnie szereg korzystnych cech technicznych. Dzieki zastosowaniu w ukladzie falownika szesciu jednakowych pól¬ przewodnikowych wymiennych segmentów, okazalo sie mozliwe latwe zunifikowanie konstruk¬ cyjne. Istnieje mozliwosc bezposredniego równoleglego leczenia segmentów, przez co mozna zwiekszyc moc wyjsciowe falownika.Zastosowanie w falowniku indywidualnie dla kazdego z szesciu kluczy tranzystoro¬ wych zasilacza galwanicznie oddzielonego od reszty ukladu, spowodowalo mozliwosc wy¬ konania takiego sterowania klucza tranzystorowego, które umozliwia zabezpieczenie elektroniczne kazdego klucza indywidualnie, oraz zapewnia czas komutacji klucza tran¬ zystorowego nie przekraczajecy jednej mikrosekundy. Wykonane sterowanie poprzez odpo¬ wiednie dobranie zaleznosci czasowych eliminuje calkowicie przepiecia w czasie komu¬ tacji bez koniecznosci stosowania szybkich elementów przeciw przepieciowych. Falownik wedlug wynalazku umozliwia regulacje ich predkosci obrotowej w przedziale od 5% predkosci znamionowej do 110% predkosci znamionowej. Zastosowane w falowniku uklady zabezpieczenia przeciezeniowego spelniaje dodatkowe funkcje posredniego regulatora -¦f ¦ constans.Wynalazek jest szczególowo opisany na przykladzie jego wykonania i zobrazowany na rysunku, którego figura przedstawia schemat funkcjonalny blokowy falownika dla silnika trójfazowego. Falownik wedlug wynalazku zawiera szesc identycznych segmentów S1, S2, S3* S4# S5 * S6# z których kazdy sklada sie z klucza tranzystorowego odpowiednio KT1# KTp, KTT# KT4# KT5 * KT6* majecego przyleczony na pierwszym jego wejsciu odpowiednio 11, 12, 13, 14, 15 i 16 uklad formowania impulsów odpowiednio UFlf UF2, UF3, UF4, UF5 i UF- z doleczonym don galwanicznie odseparowanym od zródla zasilania zasilaczem odpowiednio ZK1# ZK2, ZK3# Zl<4, ZK5 i ZKg. Na drugim wyjsciu odpowiednio 21, 22, 23, 24, 25 i 26 kazdy z kluczy ma doleczony uklad pomiaru predu klucza odpowiednio UP-# up2, up3, up4, up5 i up6.Pierwsze wyjscie 31 klucza tranzystorowego pierwszego KT^, pierwsze wyjscie 33 klucza tranzystorowego trzeciego KT, i pierwsze wyjscie 35 klucza tranzystorowego pietego KT^, se doleczone do magistralnego toru dodatniego "•l-" wtórnej strony prostow¬ nika P, natomiast drugie wyjscie 42 klucza tranzystorowego drugiego KT2, drugie wyjscie 44 klucza tranzystorowego czwartego KT4, oraz drugie wyjscie 46 klucza tran¬ zystorowego szóstego KT^ se doleczone do toru magistralnego ujemnego "-" wtórnej strony prostownika P.147807 3 Drugie wyjscie 41 pierwszego klucza tranzystorowego KT1 jest przylaczone poprzez indukcyjnosc L do pierwszego wejscia 32 klucza tranzystorowego drugiego KT2, drugie wyjscie 43 klucza tranzystorowego trzeciego KT^ jest przylaczone poprzez indukcyjnosc LB do pierwszego wejscia 34 klucza tranzystorowego czwartego KT- i drugie wyjscie 45 klucza tranzystorowego pietego KT~ jest przyleczone poprzez indukcyjnosc l_c do pierwszego wejscia 36 klucza tranzystorowego szóstego KT&. Wyprowadzone z tych indukcyjnoscl przewo¬ dy odprowadzajace A, B i C se doleczone do odpowiednich zacisków silnika M. Drugie wyjs¬ cie ukladu formowania impulsów UF., UF2, UF,, UF4, UF5 i UF- se dolaczone odrebnymi przylaczami a-, a2, b,, b2, c, i c2 do wspólnego panelu sterujecego PS falownika.Falownik wedlug wynalazku w zastosowaniu do regulacji predkosci obrotowej silników synchronicznych i asynchronicznych w przypadku polaczenia silnika w gwiazde dziala wedlug sekwencji czasowych zaleczen kluczy tranzystorowych KT., KT2# KT_, KT4, KT5 i KTg zestawionych nastepujeco: Przedzial czasu &t1 A t2 & t3 A t4 At5 At, £ t? AtQ numery zaleczonych KTJ KT2 KT, KT4 KT_ KTg KT1 Kl"2 kluczy tranzystoro- K_ KT - - K _ _ wych w rozpatrywanym *U *r3 KT2 K11 KT2 *T1 KT4 *r3 przedziale czasu KT6 KT5 KTfi KT5 KT4 KT3 KT6 KT5 gdzie: A t1 « At2 « fltg At n _1 6f P _f ¦ czestotliwosc pracy falownika.Falownik w przykladowym wykonaniu pokazanym na rysunku dziala nastepujaco: w pierw¬ szym przedziale czasowym & t,, sygnal sterujacy z panelu sterujecego PS podawany Jest do ukladu formowania lapulsów sterujecych UF. klucza tranzystorowego pierwszego KT.# ukladu formowania impulsów sterujecych UF4 klucza tranzystorowego czwartego KT4 i ukladu formowania Impulsów sterujecych UFg klucza tranzystorowego szóstego KT& poprzez przyle- cze a* ukladu formowania impulsów UF klucza tranzystorowego pierwszego KT. do panelu sterujecego PS, przylecze b2 ukladu formowania impulsów UF4 klucza tranzystorowego czwartego KT4 do panelu PS 1 przylecze c2 ukladu formowania impulsów UF- klucza tran¬ zystorowego szóstego KT^ do panelu PS.Sygnal sterujecy odpowiednio uformowany i wzmocniony, zalecza odpowiednio klucz tranzystorowy pierwszy KT., klucz tranzystorowy czwarty KT4, oraz klucz tranzystorowy szósty KT-. Wówczas pred o wartosci i zaczyna plynec przez uzwojenie silnika z dodat¬ niego toru magistralnego "?*• poprzez klucz tranzystorowy pierwszy KT1 falownika, przy¬ j- i lecze pierwsze A silnika, oraz pred o wartosci « i przez przylecze drugie B silnika 1 pred o wartosci -x 1 przez przylecze trzecie C silnika. Odpowiednio do tego przez klucz tranzystorowy czwarty K"!"4 falownika przeplywa pred o wartosci £ i# przez klucz tranzystorowy szósty KT- falownika przeplywa pred o wartosci i i do ujemnego toru magistralnego zasilania. Jezeli przy okreslonej'czestotliwosci pracy falownika pred uzwojenia silnika narosnie do wartosci okreslonej w ukladzie UP. pomiaru predu klucza tranzystorowego pierwszego, nastepuje wyleczenie klucza tranzystorowego pierwszego KT. falownika.Nastepnie do konca przedzialu czasu A t1 klucz tranzystorowy pierwszy KT1 Jest zaleczany z czestotliwoscie kilkadziesiet razy wieksze niz czestotliwosc pracy falownika przez uklad zabezpieczenia UZ. przeciezenlowego klucza pierwszego KT. . Wy¬ leczenie klucza tranzystorowego pierwszego KT.. nastepuje w momencie przekroczenia predu okreslonego w ukladzie pomiarowym UP^ predu klucza tranzystorowego pierwszego KT*.W nastepnych przedzialach czasu cykl powtarza sie dla kluczy i zwiezanych z nimi ukla¬ dów wedlug diagramu zaleczen podanego wyzej.4 147 807 Zastrzezenie patentowe Falownik tranzystorowy do regulacji predkosci obrotowej silników synchronicznych i asynchronicznych^ znamienny tyra, ze zawiera szesc identycznych segmentów /S1§ S2, S3, S4, S5 i S6/# z których kazdy sklada sie z klucza tranzystorowego- /KT., KT2, KT3, KT4, KT5 i KT^/, majecego przyleczony na pierwszym Jego wejsciu /li, 12, 13,- 14, 15 i 16/ uklad formowania impulsów /UF1# UF2, UF , UF4, UF5 i UF6/ z doleczonym don galwanicznie odseparowanym od zródla zasilania zasilaczem /ZK , ZK2, ZK3, ZK4, ZK5 i ZK6/, na drugim jego wyjsciu /2l, 22, 23, 24, 25 i 26/ dolaczony uklad pomiaru predu klucza /UP1# UP2, UP3, UP4, UP5 i UP6/# przy czym pierwsze wyjscie /31/ klucza tran¬ zystorowego pierwszego /KT1/, pierwsze wyjscie /33/ klucza tranzystorowego trzeciego /KT3/ i pierwsze wyjscie /35/ klucza tranzystorowego pietego /KT"5/ se dolaczone do ma¬ gistralnego toru dodatniego "?" wtórnej strony prostownika /P/, drugie wyjscie /42/ klucza tranzystorowego /KT2/, drugie wyjscie /44/ klucza tranzystorowego czwartego /KT4/# oraz drugie wyjscie /46/ klucza tranzystorowego szóstego /KT&/ se doleczone do toru magistralnego ujemnego W-M wtórnej strony prostownika /P/, a ponadto wyjscie /4i/ pierwszego klucza tranzystorowego /KT1/ jest przyleczone poprzez indukcyjnosc /L / do pierwszego wejscia /32/ klucza tranzystorowego drugiego /KT /, drugie wyjscie /43/ klucza tranzystorowego trzeciego /KT3/ jest przyleczone poprzez indukcyjnosc AQ/ do pierwszego wejscia /34/ klucza tranzystorowego czwartego /KT / i drugie wyjscie /45/ klucza tranzystorowego pietego /KT5/ jest przyleczone poprzez indukcyjnosc /L / do pierwszego wejscia /36/ klucza tranzystorowego szóstego /KTg/ w taki sposób, ze wypro¬ wadzone z tych indukcyjnosci odpowiednio przewody odprowadzajace /A, B, C/ se dole¬ czone do odpowiednich zacisków silnika /M/, a Jednoczesnie drugie wyjscie ukladu formo¬ wania impulsów /UF1# UF2, UF3, UF4, UF5 i UF6/ jest doleczone odrebnym przyleczem /a1t a2# b1$ b2, c1 i c2/ do wspólnego panelu sterujecego /PS/ falownika.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL