RU1820987C - Frequency-controlled electric drive - Google Patents
Frequency-controlled electric driveInfo
- Publication number
- RU1820987C RU1820987C SU914910245A SU4910245A RU1820987C RU 1820987 C RU1820987 C RU 1820987C SU 914910245 A SU914910245 A SU 914910245A SU 4910245 A SU4910245 A SU 4910245A RU 1820987 C RU1820987 C RU 1820987C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bridge
- thyristor
- thyristors
- current
- phase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Использование: в электроприводах, частота вращени которых регулируетс посредством инвертора. Сущность: уст-во содержит инвертор, питающийс через полностью управл емый ключ - транзистор от источника посто нного тока. Средством, обеспечивающим при отключении инвертора от источника введение в цепь токов само- .индукции либо обратндго вентил , либо конденсатора, вл ютс тиристоры второго дополнительного моста. 2 ил.Usage: in electric drives, the speed of which is controlled by an inverter. SUBSTANCE: device contains an inverter powered through a fully controlled key - a transistor from a direct current source. The means by which, when the inverter is disconnected from the source, are the introduction of either a non-return valve or a capacitor into the circuit of self-induction currents, the thyristors of the second additional bridge. 2 ill.
Description
Изобретение относитс к электроприводу , частота вращени двигател которого регулируетс посредством инвертора, питающегос от источника посто нного тока.The invention relates to an electric drive, the engine speed of which is controlled by an inverter powered by a constant current source.
Цель изобретени - снижение стоимости , габаритов и повышение надежности частотно-регулируемого электропривода - достигаетс тем, что в качестве вентилей второго моста использованы тиристеры, входные выводы первого тиристорного моста соединены конденсаторами с одноименными входными выводами, положительным и отрицательным, второго мостачмежду которыми включен введенный обратный вентиль .The purpose of the invention is to reduce the cost, dimensions and increase the reliability of the variable frequency drive, which is achieved by using thyristors as the valves of the second bridge, the input terminals of the first thyristor bridge connected by capacitors to the input terminals of the same name, positive and negative, the second bridge connecting the non-return valve .
На фиг. 1 представлена схема предложенного электропривода; на фиг. 2 - схема электропривода-прототипа.In FIG. 1 presents a diagram of the proposed electric drive; in FIG. 2 is a diagram of a prototype electric drive.
На фиг. 1 тиристорный мост, состо щий изтиристоров 1-6, подключен к источнику 7 посто нного тока через транзистор 8. Источником 7 может быть как выпр мительIn FIG. 1 thyristor bridge, consisting of 1-6 thyristors, is connected to a constant current source 7 through a transistor 8. A source 7 can be a rectifier
(управл емый или неуправл емый), так и ак- С/1 кумул тор. К первому тиристорному мосту f через конденсаторы 9-10 подключен второй мост на тиристорах 11-16, вход которого шунтирован обратным вентилем 17. Выходы мостов объединены и к ним подключены Обмотки двигател 18. (controlled or uncontrolled), and the accumulator C / 1. A second bridge on thyristors 11-16 is connected to the first thyristor bridge f through capacitors 9-10, the input of which is shunted by a check valve 17. The outputs of the bridges are combined and connected to them Motor windings 18.
В электроприводе-прототипе (фиг.2) ти- ОО ристорный мост подключен к источнику 7 Ю посто нного тока не только через транзи- О стор 8, но и через транзистор 19, и парал- sQ лельно источнику 7 подключен конденсатор QQ 20. Вместо дополнительного моста на тири- агорах 11-16 в электроприводе-прототипе имеетс мост обратных вентилей 21-26.In the prototype electric drive (FIG. 2), the thyristor bridge is connected to the DC source 7 10 not only through transistor 8, but also through transistor 19, and QQ 20 is connected in parallel with source 7. Instead of an additional bridge on thiagors 11-16 in the prototype electric drive there is a bridge of check valves 21-26.
По схеме на фиг. 1 рассмотрим работу Ј предложенного электропривода дл случа , дЭ когда не ставитс задача обеспечени синусоидальности токов двигател и назначение ; мостов сводитс к изменени м направлений токов в обмотках двигател 18 в соответ- ствии с заданной частотой питани According to the circuit of FIG. 1 we consider the work Ј of the proposed electric drive for the case when the task is not to ensure the sinusoidality of the motor currents and purpose; bridges is reduced to changes in the direction of currents in the windings of the motor 18 in accordance with a given frequency of supply
двигател . Установление требуемого напр жени питани обеспечиваетс либо регулированием источника 7, либо широтной модул цией тока базы транзистора 8. Рассмотрим вначале операции переключени токов управлени тиристоров 11-16 при широтной модул ции тока базы транзистора 8, осуществл емой с целью установлени требуемого напр жени , то есть когдз в цепь токов самоиндукции должен быть введен вентиль 17. Полагаем, что использованы быстродействующие вентиль 17 и тиристоры 11-16, Пусть в период времени между двум изменени ми направлений токов в обмотках двигател 18, то есть на прот жении 1/6 выходной частоты, направлени токов в фазах соответствуют сплошным стрелкам на фиг, 1. Тогда а этот период времени должны быть посто нно включены токи управлени тиристоров 1,3,6 первого моста, а перед разрывом транзистором 8 цепи источника 7 должны подаватьс короткие импульсы токов управлени на соответствующие тири- сторы второго Моста, то есть на тиристоры 11, 13, 16. Тогда при отключении источника 7 токи самоиндукции фаз А и В перекинутс с тиристоров 1,3,6 первого моста на тиристоры 11, 13, 16, второго моста и замкнутс через обратный вентиль 17 (обесточивание тиристоров 1,3,6 произойдет ввиду того, что цепи с последовательно соединенными конденсаторами 9, 10 и тиристорами 1,3,6 окажутс шунтированными тиристорами .11, 13,1-6). При последующем замыкании цепи источника 7 включаютс тиристоры 1,3,6 и отключаютс тиристоры 11, 13, 16, то есть восстанавливаетс прежнее токораспреде- ление. Пусть.рассматриваемый период времена заканчиваетс изменением тока в фазе А на обратное, указанное пунктирной стрелкой. При последнем в этот период времени включении транзистора 8 отключаетс ток управлени тиристора 1 м включаютс токи управлени лишь тиристоров 13,16, но не тиристора 11. Перед отключением транзистора 9 даетс выдержка времени на вос- становление запирающих свойств тиристора 11 (эта выдержка получаетс автоматически , если период широтной модул ции транзистора 8 больше времени восстановлени запирающих свойств тиристоров 11-16). Тогда при отключении транзистора 8 ток фазы В переброситс с тиристоров 3, 6. на тиристоры 13, 16 и замкнетс по цепи: фаза В - фаза С - гиристор 16 - обратный вентиль 17 - тиристор 13 - фаза В. Ток ге фазы А замкнетс по цепи: фаза А - фаза. С - тиристор 16 - обратный вентиль 17 - конденсатор 9 - тиристор 1 - фаза А. При образовании указанной цепиengine The establishment of the required supply voltage is provided either by regulating the source 7 or by the latitudinal modulation of the base current of the transistor 8. Let us first consider the operation of switching the control currents of thyristors 11-16 when the latitudinal modulation of the current of the base of the transistor 8 is carried out in order to establish the required voltage, i.e. when the gate 17 must be introduced into the circuit of the self-induction currents, we believe that the high-speed valve 17 and the thyristors 11-16 are used. Let in the period between two changes in the direction of the currents in the winding motor 18, that is, over 1/6 of the output frequency, the directions of the currents in phases correspond to the solid arrows in Fig. 1. Then, and this period of time, the control currents of the thyristors 1,3,6 of the first bridge should be constantly on, and before breaking transistors 8 of the source 7 circuit must supply short pulses of control currents to the corresponding thyristors of the second Bridge, that is, to thyristors 11, 13, 16. Then, when the source 7 is turned off, the self-induction currents of phases A and B are transferred from thyristors 1,3,6 of the first bridge on thyristors 11, 13, 16, the second bridge and it is closed through a non-return valve 17 (de-energization of thyristors 1,3,6 will occur because the circuits with series-connected capacitors 9, 10 and thyristors 1,3,6 will turn out to be shunted thyristors .11, 13,1-6). When the source circuit 7 is subsequently closed, thyristors 1,3,6 are turned on and thyristors 11, 13, 16 are turned off, i.e., the current distribution is restored. Let the time period under consideration end with a reversal of the current in phase A indicated by the dashed arrow. When the transistor 8 was last turned on during this period of time, the thyristor control current 1 m is turned off; only the thyristors 13.16, but not the thyristor 11, are turned on. Before turning off the transistor 9, a time delay is set to restore the blocking properties of the thyristor 11 (this delay is obtained automatically, if the period of the latitudinal modulation of the transistor 8 is longer than the restoration time of the locking properties of the thyristors 11-16). Then, when the transistor 8 is turned off, the phase B current will be transferred from thyristors 3, 6. to thyristors 13, 16 and will be closed by the circuit: phase B - phase C - thyristor 16 - check valve 17 - thyristor 13 - phase B. The current of phase A phase will be closed by chains: phase A - phase. C - thyristor 16 - check valve 17 - capacitor 9 - thyristor 1 - phase A. When this circuit is formed
конденсатор 9 будет зар жатьс током ь с направлением зар дной ЭДС ЕС, указанном пунктирной стрелкой. После того, как с момента отключени транзистора 8 пройдетthe capacitor 9 will be charged with current b with the direction of the charging EU EMF indicated by the dotted arrow. After the moment the transistor 8 is turned off
врем переключени tn to + te, может быть включен ток управлени тиристора 2 и транзистора 8 (to - врем спада тока до нул ; т.в - врем восстановлени запирающих свойств тиристоров). При этом должен остатьс switching time tn to + te, the control current of thyristor 2 and transistor 8 can be turned on (to is the current decay time to zero; tv is the time to restore the locking properties of the thyristors). This should remain
0 включенным тиристор 3, через который будет протекать суммарный ток фаз А, С. Таким образом, при новой комбинации направлений токов оказываютс включенными в первом мосте тиристоры 2, 6, 3, сThyristor 3 is turned on, through which the total current of phases A, C will flow. Thus, with a new combination of current directions, thyristors 2, 6, 3, s turn on in the first bridge
5 включением которых и транзистора 8 конденсатор 9 с зар дной ЭДС Ее будет разр жатьс по цепи: источник 7 - конденсатор 9 - тиристор 13 - фаза В - фаза А, фаза С - тиристор 2, тиристор 6 - транзистор 8 0 источник 7. При этом через тиристор 3 со включенным током управлени тох 1ь протекать не будет, так как этот тиристор оказываетс смещенным ЭДС Ес через тиристор 13 в непровод щем направлении. При раз5 р де конденсатора до 0 тиристор 3 включаетс в цепь суммарного тока, а тиристор 13 с отключенным ранее током управлени из этой цепи выключаетс (если используемые вентиль 17 и тиристор 11-16 не обладают5 by switching on of which transistor 8 and capacitor 9 with a charged EMF It will be discharged along the circuit: source 7 - capacitor 9 - thyristor 13 - phase B - phase A, phase C - thyristor 2, thyristor 6 - transistor 8 0 source 7. When this, through the thyristor 3 with the control current turned on, 1b will not flow, since this thyristor is biased by the EMF Ec through the thyristor 13 in a non-conducting direction. When the capacitor is sized up to 0, thyristor 3 is included in the total current circuit, and thyristor 13 with a previously switched off control current is turned off from this circuit (if the used valve 17 and thyristor 11-16 do not have
0 достаточным быстродействием, параллельно вентилю 17 должен быть включен конденсатор с токоограничивающим резистором, воспринимающий последовательно с конденсаторами 9, 10 энергию са5 моиндукции в период времени от отключени транзистора 8 до истечени времени задержки включени вентил 17 и тиристоров 11-16. Это врем может иметь пор док дес ти мкС). Эти дополнительные0 with sufficient speed, parallel to the valve 17, a capacitor with a current-limiting resistor must be connected, which receives the inductance energy ca5 in series with the capacitors 9, 10 from the time the transistor 8 is turned off until the delay time for turning on the valve 17 and thyristors 11-16 expire. This time may be of the order of ten microseconds). These extra
0 конденсатор с резистором показаны пунктиром на фиг, 1.0, a capacitor with a resistor is shown in broken lines in FIG. 1.
Сформулируем теперь алгоритм управлени дл каждой 1 /6 части периода выходной частоты, на прот жении которойWe now formulate a control algorithm for each 1/6 of the period of the output frequency, over which
5 направлени токов остаютс неизменными. Токи управлени соответствующих тиристоров 1-6 первого моста оставл ют посто нно включенными; а токи управлени соответствующих тиристоров 11-16 второго мостаThe 5 current directions remain unchanged. The control currents of the respective thyristors 1-6 of the first bridge are kept constant on; and the control currents of the respective thyristors 11-16 of the second bridge
0 включают только несколько ранее отключени источника 7 и лишь на врем до по влени в них тока. Изменение направлени тока какой-либо из фаз начинают перед очередным отключением транзистора 8 с от5 ключени тока управлени тиристора первого моста, относ щегос к переключаемой фазе и с включени тока управлени двух тиристоров второго моста, относ щихс к фазе с неизмен емым в данный отрезок времени направлением тока, после чего отключают транзистор 8. После истечени времени зар да конденсатора и времени восстановлени запирающих свойств отключенного тиристора первого моста вклю- чают ток управлени противофазного ему тиристора и транзистор 8, замыкающий цепь источника 7.0 turn on only a little earlier shutdown of the source 7 and only for a while before the appearance of current in them. A change in the direction of the current of any of the phases begins before the next turn off of the transistor 8 with 5 turning off the control current of the thyristor of the first bridge related to the switched phase and turning on the control current of two thyristors of the second bridge related to the phase with the direction unchanged for a given period of time current, after which the transistor 8 is turned off. After the time of charging the capacitor and the time to restore the locking properties of the disconnected thyristor of the first bridge, the control current of the antiphase thyristor is turned on pa and the transistor 8, a source of NO 7 chain.
Определение алгоритма управлени ти- ристорами 11-16 второго моста в каждую указанную 1/6 часть периода выходной ча- стоты при формировании синусоидальных токов двух фаз одинакового направлени , а значит и синусоидального суммарного тока третьей фазы основываетс дл каждой из этих двух фаз на чередовании быстрого спа- да тока при введении в цепь тока самоиндукции одного из конденсаторов 9, 10 и медленного спада при введении в эту цепь обратного вентил 17. Такое формирование возможно, поскольку при каждом отключе- нии транзистора 8 выбор режима спада тока дл одной из этих двух фаз может быть произведен независимо от другой фазы.The definition of the control algorithm for thyristors 11-16 of the second bridge in each specified 1/6 of the period of the output frequency during the formation of sinusoidal currents of two phases of the same direction, and therefore the sinusoidal total current of the third phase, is based on alternating fast current decay when one of the capacitors 9, 10 is introduced into the self-induction current circuit and slow decays when the non-return valve 17 is introduced into this circuit. Such a formation is possible, since the mode is selected every time the transistor 8 is turned off and the current drop for one of these two phases can be produced independently of the other phase.
Обратимс теперь к сопоставлению предложенного электропривода с электро- приводом-прототипом (фиг.2). Электропривод по фиг. 1 обладает перед электроприводом-прототипом следующими преимуществами: а) меньша стоимость. Силовой транзистор дл работы в цеп х вы- пр мленного сетевого напр жени (например , 540 В), значительно дороже тиристора на ту же проходную мощность. В электроприводе-прототипе номинальное напр жение конденсатора должно быть выбрано приблизительно на величину сетевого напр жени большим номинального напр жени , каждого из конденсаторов 9,, 10. В электроприводе-прототипе шесть быстродействующих обратных вентилей, в предло- женном - один. В случае использовани небыстродействующих вентилей каждый из этих шести вентилей должен быть шунтирован своей цепочкой конденсатор-резистор . Поэтому суммарна стоимость Let us now turn to a comparison of the proposed electric drive with the electric drive prototype (figure 2). The electric drive of FIG. 1 has the following advantages over a prototype electric drive: a) lower cost. A power transistor for operation in rectified mains circuits (e.g. 540 V) is significantly more expensive than a thyristor for the same throughput power. In the prototype electric drive, the rated voltage of the capacitor should be selected approximately by the value of the mains voltage greater than the rated voltage of each of the capacitors 9, 10. In the prototype electric drive there are six high-speed check valves, one of which is proposed. In the case of non-performing valves, each of these six valves must be bridged by its own capacitor-resistor circuit. Therefore, the total cost
элементов схемы по фиг.1 будет ниже, чем по фиг.2.elements of the circuit in figure 1 will be lower than in figure 2.
б) более простой алгоритм управлени . В электроприводе-прототипе (фиг,2) сложны операции по введению в цепь тока самоиндукции конденсатора 20. Пусть конденсатор, например, надо ввести в цепь фазы А. Дл этого необходимо отключить транзистор 19, чем вывести из цепи тока фазы А тиристор 1. При этом ток замкнетс по цепи: фаза А - фаза С - тиристор 6 - транзистор 8 - вентиль 22 - фаза А. После восстановлени запирающих свойств тиристора необходимо снова включить транзистор 19, чтобы при последующей операции не прерывать ь. и лишь затем отключить транзистор 8, ввод в цепь тока Is конденсатор по цепи; фаза А - фаза С - вентиль 25 - конденсатор 20 - вентиль 22 - фаза А. Таким образом, необходимо лишнее по сравнению с фиг.1 отключение транзистора 19, длительность которого равна времени восста- новлени запирающих свойств тиристора 1.b) a simpler control algorithm. In the prototype electric drive (FIG. 2), it is difficult to introduce a self-induction capacitor 20 into the current circuit. Let the capacitor, for example, be inserted into the phase A circuit. To do this, turn off the transistor 19, and then remove the thyristor 1 from the current circuit of the phase A. In this case, the current is closed in the circuit: phase A - phase C - thyristor 6 - transistor 8 - valve 22 - phase A. After restoring the thyristor's locking properties, it is necessary to turn on transistor 19 again so that it does not interrupt b during the next operation. and only then turn off the transistor 8, input to the current circuit Is a capacitor in the circuit; phase A - phase C - valve 25 - capacitor 20 - valve 22 - phase A. Thus, an unnecessary turn-off of the transistor 19 is necessary compared to Fig. 1, the duration of which is equal to the time of restoration of the locking properties of the thyristor 1.
в) больша надежность. Это вытекает из пп.а), б).c) greater reliability. This follows from items a), b).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914910245A RU1820987C (en) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Frequency-controlled electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914910245A RU1820987C (en) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Frequency-controlled electric drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1820987C true RU1820987C (en) | 1993-06-07 |
Family
ID=21559975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914910245A RU1820987C (en) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Frequency-controlled electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1820987C (en) |
-
1991
- 1991-02-12 RU SU914910245A patent/RU1820987C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
За вка JP № 63-38952, кл. Н 02 М 7/48, 1988. За вка JP № 51-12815, кл. Н02 М 7/75,1976. Розман Я.Б. и др. Устройство, наладка и эксплуатаци электроприводов металлорежущих станков, М.. 1985, с.152. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4876635A (en) | Series resonant inverter with lossless snubber-resetting components | |
US6351397B1 (en) | Protection apparatus and protection method of PWM cycloconverter | |
US3120633A (en) | Series inverter circuit having controlled rectifiers with power diodes in reverse parallel connection | |
US5710698A (en) | Delta connected resonant snubber circuit | |
US4922401A (en) | Inverter circuit utilizing the reverse voltage capabilities of symmetrical gate turn off thyristors | |
JPH05211776A (en) | Inverter | |
US4415963A (en) | FET commutated current-FED inverter | |
US4220989A (en) | Polyphase variable frequency inverter with output voltage control | |
RU1820987C (en) | Frequency-controlled electric drive | |
US5457623A (en) | High efficiency power converter having diode-controlled switching frequency for illumination loads | |
US4270076A (en) | Circuit for a brushless D.C. motor | |
US4597039A (en) | Switched capacitor induction motor drive | |
US4247887A (en) | AC--AC Converter device | |
US6594130B2 (en) | Method and circuit for the protection of a thyristor | |
US3611111A (en) | Inverter commutation voltage limiter | |
KR870002154B1 (en) | Control circuit of a synchronous motor with two induced windings | |
AU631861B2 (en) | Circuits with switching protection and parts therefor | |
US4288732A (en) | Forced commutated starting circuit for load commutated inverter drive system | |
SU1005252A1 (en) | Gate-type converter, driven by mains | |
KR920006435Y1 (en) | Power converting circuit | |
EP0007920B1 (en) | Auxiliary commutation circuit for an inverter | |
JPH0417572A (en) | Inverter discharger | |
CA1213321A (en) | Transistor inverter circuit | |
JPH065984B2 (en) | Inverter device protection circuit | |
SU1107236A1 (en) | Inverter |