RU1786609C - Вентильный двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: реверсивный регулируемый двигатель дл  приводов поточных линий и других технологических установок в различных отрасл х промышленности. Сущность: вентильный двигатель содержит инвертор с не вно выраженным звеном посто нного тока из трех анодных трехфазных групп тиристоров 1-3; 4-6; 7-9 и катодной группы тиристоров 13-15. Анодные группы тиристоров подключены к фазам трехфазной сети. Начала фаз обмотки  кор  16 через катодную группу тиристоров и последовательную обмотку возбуждени  17 подключены к нулевому проводу трехфазной сети. Обмотка возбуждени  шунтирована диодом 18. 1 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в качестве реверсивного регулируемого двигател  дл  приводов поточных линий и других технологических установок в различных отрасл х промышленности (текстильной, целлюлозной, нефт ной, газовой, металлургической , горнорудной и др.),

Известны вентильные двигатели с преобразовател ми частоты, содержащие последовательную обмотку возбуждени , три анодные и три катодные трехфазные группы управл емых т иристоров, а также вентильный двигатель, содержащий трехфазную синхронную машину с датчиком положени  ротора, последовательную и независимую обмотку возбуждени , сглаживающий реактор , преобразователь частоты стрем  анодными и одной катодной трехфазной группы управл емых тиристоров.

К недостаткам указанных вентильных двигателей можно отнести наличие значительного количества силовых тиристоров преобразовател  частоты, сравнительно большие массогабаритные показатели сгла- живаюа его реактора (три однофазных или один трехфазный). Кроме того, недостатком устройства по патенту ФРГ № 1275676  вл етс  то, что в его схеме с естественным нулем используетс  только положительна  полуволна напр жени  вентильной машины , что приводит к неиспользованию активных материалов.

В. качестве прототипа выбрано наиболее близкое к предлагаемому вентильному двигателю техническое решение, содержащее инвертор, к выходу которого подключены секции  корной обмотки, обмотку возбуждени , включенную в цепь посто нного тока и шунтированную диодом, дл  подключени  к трехфазной сети переменного тока имеетс  управл емый выпр митель.

Недостатками прототипа  вл ютс  большие масса и габариты, сложность схемы и конструкции, большие значени  угла коммутации ( у 45-60 эл.град) из-за использовани  в силовой схеме управл емого выпр мител  и инвертора, которые формируют выходное линейное напр жение обмотки  кор  из линейного напр жени  сети.

Цель изобретени  - повышение коэффициента использовани  активных материалов синхронной машины путем уменьшени  угла коммутации, упрощение конструкции и уменьшение массы и габаритов ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вентильном двигателе, содержащем синхронную машину с системой возбуждени  и датчиком положени  ротора и инвертор, тиристоры анодной и катодной групп которого управл ющими выводами соединены с выходами датчика положени  ротора, в цепь переменного тока инвертора включены секции  корной обмотки, последовательна  обмотка возбуждени , шунтированна  диодом, включена в цепь посто нного тока инвертора, каждый тиристор анодной группы инвертора снабжен выводом дл  под0 ключени  к одной из фаз трехфазной сети переменного тока и дополнительно снабжен двум  тиристорами, объединенные катоды которых подключены к катоду основноготиристора, а аноды предназначе5 ны дл  подключени  к двум другим фазам сети переменного тока, обмотка возбуждени  одним выводом подключена к объединенным катодам тиристоров катодной группы инвертора, а обща  точка обмотки

0 возбуждени  и аноды шунтирующего диода предназначена дл  подключени  к нулевому проводу сети переменного тока,

Подключение тиристоров анодной группы инвертора, снабженного выводом дл 

5 подключени  к одной из фаз трехфазной сети переменного тока и дополнительно снабженного двум  тиристорами, объединенные катоды которых подключены к катоду основного тиристора, а аноды

0 предназначены дл  подключени  к двум другим-фазам сети переменного тока, подключение обмотки возбуждени  одним выводом к объединенным катодам тиристоров катодной группы инвертора, а общей точки

5 обмотки возбуждени  и анода шунтирующего диода - к нулевому проводу сети переменного тока обеспечивает хорошую коммутацию при пуске вентильного двигател , а также в установившемс  и переход0 ных режимах его работы.

В прототипе дл  обеспечени  нормальной коммутации при .пуске применены блокирующее устройство и система управлени  им, что усложн ет конструкцию и увеличива5 ет его массу и габариты.

Подключение анодной группы тиристоров в предлагаемой силовой схеме к трехфазной сети переменного тока,   катодной - к нулевому проводу сети через обмотку

0 возбуждени , шунтированную диодом, позвол ет в предлагаемом двигателе форми- .ровать линейные напр жени   корной обмотки из полуволн фазных напр жений сети, за счет чего угол коммутации уменьша5 етс  на 30 эл.град. (у 15-30 эл.град) по сравнению с прототипом, что приводит к повышению коэффициента использовани  активных материалов синхронной машины. В прототипе линейное напр женке обмотки  кор  формируетс  из линейных напр жений сети, поэтому угол коммутации в прототипе 45-60 эл.град, Зат гивание угла коммутации в коммутирующем тиристоре прототипа происходит из-за естественной передачи противоположной пол рности взаимодействующего тока с одной фазы на другую.

На чертеже представлена схема вентильного двигател .

Двигатель содержит инвертор с не вно- выраженным звеном посто нного тока, состо щий из трех анодных трехфазных групп управл емых тиристоров 1-3; 4-6; 7-9, аноды которых подключены к фазам А, В, С трехфазной сети, а катоды соединены в об- щие точки 10-12, которые соединены с анодами катодной группы тиристоров 13-15. Начала фаз обмотки  кор  16 через катодную группу тиристоров 13-15 и последовательную обмотку возбуждени  17 подключены к нулевому проводу трехфаз- .ной сети. Последовательна  обмотка возбуждени  шунтирована диодом 18. На подшипниковом щите двигател  установлен датчик положени  ротора 20.

Устройство работает следующим образом .

При подаче напр жени  на вход схемы в зависимости от длительности сигнала датчика положени  ротора 20 включаютс  ти- ристоры 1 или 2, или 3, формиру  положительную полуволну фазы А выходного напр жени  преобразовател  из фазных напр жений сетевого трансформатора, а ти- ристор 4 формирует отрицательную пол- уеолну фазы В выходного напр жени  преобразовател . Это напр жение  вл етс  линейным и подаетс  на две фазы А и В обмотки  кор , а за счет того, что оно сформировано из фазных напр жений сетевого трансформатора, переход тока через нуль осуществл етс  на 30 эл.град. раньше, чем при формировании выходных напр жений преобразовател  из линейных напр жений сетевого трансформатора. Аналогично ра- ботают другие группы тиристоров. Коммутаци  в пределах одной группы тиристоров 1-3; 4-6; 7-9 осуществл етс  за счет напр жени  сети, а между группами тиристоров- за счет прохождени  тока через нуль и за счет противо-ЭДС машины.

Суммарные токи обмоток  кор  16 и токи преобразовател , протека  по,последовательной обмотке возбуждени  17, создают запас магнитной энергии, котора  используетс  дл  создани  основного магнитного потока машины и компенсации реакции  кор . Параллельно включенный диод 18 обеспечивает длительность разр да запаса магнитной энергии и сглаживает пульсации магнитного потока, а также создает контур дл  разр да наведенных ЭДС в обмотке возбуждени . Кроме того, обмотка возбуждени  17, включенна  последовательно в нулевой провод сети, сглаживает ток  кор , ограничивает токи короткого замыкани  сетевого трансформатора и синхронной машины.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и  

Вентильный двигатель, содержащий синхронную машину с системой возбуждени  и датчиком положени  ротора и инвертор , тиристоры анодной и катодной группы которого управл ющими выводами соединены с выходами датчика положени  ротора , в цепь переменного тока инвертора включены секции  корной обмотки, а последовательна  обмотка возбуждени , шунтированна  диодом, включена в цепь посто нного тока инвертора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  коэффициента использовани  активных материалов синхронной машины путем умень- шени  угла коммутации, упрощени  конструкции и уменьшени  массогабарит- ных показателей, каждый тиристор-анодной группы инвертора снабжен выводом дл  подключени  к одной из фаз трехфазной сети переменного тока и дополнительно снабжен двум  тиристорами, объединенные катоды которых подключены к катоду основного тиристора, а аноды предназначены дл  подключени  к двум другим фазам сети переменного тока, обмотка возбуждени  одним выводом подключена к объединенным катодам тиристоров катодной группы инвертора , а обща  точка обмотки возбуждени  и анода шунтирующего диода предназначена дл  подключени  к нулевому проводу сети переменного тока.