RU182963U1 - Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя - Google Patents

Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU182963U1
RU182963U1 RU2018122572U RU2018122572U RU182963U1 RU 182963 U1 RU182963 U1 RU 182963U1 RU 2018122572 U RU2018122572 U RU 2018122572U RU 2018122572 U RU2018122572 U RU 2018122572U RU 182963 U1 RU182963 U1 RU 182963U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistors
transistor
collectors
semiconductor switches
phase
Prior art date
Application number
RU2018122572U
Other languages
English (en)
Inventor
Артем Евгеньевич Давыдов
Мая Ивановна Стальная
Илья Алексеевич Иванов
Татьяна Дмитриевна Рыбалкина
Елизавета Дмитриевна Рязанова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2018122572U priority Critical patent/RU182963U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU182963U1 publication Critical patent/RU182963U1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04—Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H03K17/691—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
    • H03K17/785—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling field-effect transistor switches

Abstract

Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя предназначен для использования в регулируемом электроприводе переменного напряжения для питания от сети постоянного напряжения однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Четыре реверсивных полупроводниковых коммутатора устройства, предназначенные для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, подключены к плюсу и минусу питающей сети постоянного напряжения и выполнены на парах полупроводниковых ключей. Каждая пара полупроводниковых ключей выполнена на р-n-р транзисторе и n-p-n транзисторе. В каждой паре полупроводниковых ключей коллекторы объединены в общие точки и подключены к началам и концам статорных обмоток, соответственно. Общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через сопротивление и фотодиод подключена к базе p-n-р транзистора, и эта же общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через фотодиод и резистор подключена к базе n-р-n транзистора. Эмиттеры всех p-n-р транзисторов подключены к плюсу питающей сети постоянного напряжения, а эмиттеры всех n-p-n транзисторов подключены к минусу питающей сети постоянного напряжения. Значительно повышается надежность устройства, что обусловлено введением оптопар и исключает возможность короткого замыкания между силовой частью и управляющим питанием благодаря отсутствию прямого контакта между силовой частью и цепью управления.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к преобразователям частоты и может быть применена в регулируемом электроприводе переменного напряжения для питания от сети постоянного напряжения однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя.
Известен однофазный асинхронный конденсаторный электродвигатель, у которого первый выход первой обмотки соединен с нулем питающей сети, а второй выход первой обмотки соединен с первым выходом второй обмотки и с фазой питающей сети. Второй выход второй обмотки соединен с первой обкладкой бумажного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с нулем питающей сети (Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений / А.И. Вольдек. - Изд. 3-е, перераб. - Л.: Энергия, 1978. - С. 610, рис. 30-8).
Основным недостатком данного устройства является низкая надежность вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости при отсутствии возможности регулирования скорости вращения электродвигателя и непредсказуемости направления его вращения.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, содержащее четыре реверсивных полупроводниковых коммутатора, предназначенные для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, подключенные к плюсу и минусу питающей сети постоянного напряжения и выполненые на парах полупроводниковых ключей, являющихся n-p-n транзисторами, четными и нечетными. Коллекторы четных транзисторов подключены к плюсу выпрямленного двухполупериодного напряжения, поступающего с диодного моста, эмиттеры четных транзисторов подсоединены к коллекторам нечетных транзисторов, эмиттеры нечетных транзисторов подключены к минусу выпрямленного двухполупериодного напряжения, поступающего с диодного моста. Общая точка соединения коллектора нечетного транзистора и эмиттера четного транзистора каждой пары предназначена для подключения к соответствующему выводу статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Транзисторы используются для векторно-алгоритмической коммутации обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Управление каждым транзистором через цепь база-эммитер происходит от восьми дополнительных независимых источников питания (патент RU 2403671, МПК Н02Р 21/12 (2006.01), Н02Р 27/06 (2006.01)).
Основным недостатком данного устройства является пониженная надежность вследствие необходимости использования восьми дополнительных независимых источников питания для управления транзисторами полупроводниковых коммутаторов, а так же вследствие вероятности короткого замыкания между силовой частью и управляющим питанием.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при Осуществлении полезной модели, заключается в создании компактного частотного преобразователя для однофазного асинхронного двигателя с повышенной надежностью.
Решение этой технической проблемы достигается тем, что в компактном частотном преобразователе для однофазного асинхронного двигателя, содержащем четыре реверсивных полупроводниковых коммутатора, предназначенные для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, подключенные к плюсу и минусу питающей сети постоянного напряжения и выполненные на парах полупроводниковых ключей, четыре из которых являются n-p-n транзисторами, согласно полезной модели каждая пара полупроводниковых ключей выполнена на p-n-р транзисторе и n-p-n транзисторе, в каждой паре полупроводниковых ключей коллекторы объединены в общие точки и подключены к началам и концам статорных обмоток, соответственно. Общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через сопротивление и фотодиод подключена к базе р-n-р транзистора, и эта же общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через фотодиод и резистор подключена к базе n-p-n транзистора. Эмиттеры всех р-n-р транзисторов подключены к плюсу питающей сети постоянного напряжения, а эмиттеры всех n-p-n транзисторов подключены к минусу питающей сети постоянного напряжения.
Повышение надежности компактного частотного преобразователя для однофазного асинхронного двигателя обусловлено введением оптопар, что исключает возможность короткого Замыкания между силовой частью и управляющим питанием благодаря отсутствию прямого контакта между силовой частью и цепью управления.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема компактного частотного преобразователя для однофазного асинхронного двигателя; на фиг. 2 - векторная диаграмма магнитного поля статора с тремя векторами; на фиг. 3 - векторная диаграмма магнитного поля статора с четырьмя векторами; на фиг. 4 - векторная диаграмма магнитного поля статора с шестью векторами; на фиг. 5 - векторная диаграмма магнитного поля статора с восемью векторами; на фиг. 6 - тактовая диаграмма для построения трех векторов магнитного поля статора; на фиг. 7 - тактовая диаграмма для построения четырех векторов магнитного поля статора; на фиг. 8 - тактовая диаграмма для построения шести векторов магнитного поля статора; на фиг. 9 - тактовая диаграмма для построения восьми векторов магнитного поля статора.
Кроме того, на чертеже используются следующие обозначения:
- VT1, VT2, VT3, VT4, VT5, VT6, VT7, VT8 - транзисторы;
- VD1, VD2, VD3, VD4, VD5, VD6, VD7, VD8 - фотодиоды;
- R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 - сопротивления;
- Э - эмиттер;
- К - коллектор;
- Б - база;
- „+" - плюс питающей сети постоянного напряжения;
- „-" -минус питающей сети постоянного напряжения;
- U - постоянное напряжение;
- I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя;
- IV(I) - начало нового цикла тактирования ключей полупроводниковых ключей при создании трех векторов;
- V(I) - начало нового цикла тактирования ключей полупроводниковых ключей при создании четырех векторов;
- VII(I) - начало нового цикла тактирования ключей полупроводниковых ключей при создании шести векторов;
- IХ(I) - начало нового цикла тактирования ключей полупроводниковых ключей при создании восьми векторов;
- дугообразные линии со стрелками - направления вращения магнитного потока поля статора;
- прямые линии со стрелками - направления напряжения в статорных обмотках однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя.
Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя содержит четыре реверсивных полупроводниковых коммутатора, предназначенные для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, подключенные к плюсу и минусу питающей сети постоянного напряжения и выполненные на парах полупроводниковых ключей. Каждая пара полупроводниковых ключей выполнена на p-n-р транзисторе и n-p-n транзисторе. В каждой паре полупроводниковых ключей коллекторы объединены в общие точки и подключены к началам и концам статорных обмоток, соответственно. Общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через сопротивление и фотодиод подключена к базе р-n-р транзистора, и эта же общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через фотодиод и резистор подключена к базе n-p-n транзистора. Эмиттеры всех p-n-р транзисторов подключены к плюсу питающей сети постоянного напряжения, а эмиттеры всех n-p-n транзисторов подключены к минусу питающей сети постоянного напряжения.
Таким образом, компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя содержит пару полупроводниковых ключей, выполненную на р-n-р транзисторе 1 (VT1) и n-p-n транзисторе 2 (VT2), пару полупроводниковых ключей, выполненную на p-n-р транзисторе 3 (VT3) и n-p-n транзисторе 4 (VT4), пару полупроводниковых ключей, выполненную на p-n-р транзисторе 5 (VT5) и n-р-n транзисторе 6 (VT6), пару полупроводниковых ключей, выполненную на р-n-р транзисторе 7 (VT7) и n-p-n транзисторе 8 (VT8), подключенные встречно-параллельно, но два транзистора в каждом из четырех реверсивных полупроводниковых коммутаторов.
В первом реверсивном полупроводниковом коммутаторе эмиттер транзистора 1 (VT1) соединен с плюсом 9 питающей сети постоянного напряжения, а коллектор транзистора 1 (VT1) объединен с коллектором транзистора 2 (VT2), и их общая точка 10 соединена с началом статорной обмотки 11 (L1) двигателя. Эмиттер транзистора 2 (VT2) соединен с минусом 12 питающей сети постоянного напряжения. База транзистора 1 (VT1) соединена с катодом фотодиода 13 (VD1), анод которого через сопротивление 14 (R1) подключен к общей точке 10 коллекторов транзистора 1 (VT1) и транзистора 2 (VT2). База транзистора 2 (VT2) через сопротивление 15 (R2) подключена к аноду фотодиода 16 (VD2), катод которого подключен к общей точке 10 коллекторов транзистора 1 (VT1) и транзистора 2 (VT2).
Во втором реверсивном полупроводниковом коммутаторе эмиттер транзистора 3 (VT3) соединен с плюсом 9 питающей сети постоянного напряжения, а коллектор транзистора 3 (VT3) объединен с коллектором транзистора 4 (VT4), и их общая точка 17 я соединена с концом статорной обмотки 11 (L1) двигателя. Эмиттер транзистора 4 (VT4) соединен с минусом 12 питающей сети постоянного напряжения. База транзистора 3 (VT3) соединена с катодом фотодиода 18 (VD3), анод которого через сопротивление 19 (R3) подключен к общей точке 17 коллекторов транзистора 3 (VT3) и транзистора 4 (VT4), База транзистора 4 (VT4) через сопротивление 20 (R4) подключена к аноду фотодиода 21 (VD4), катод которого подключен к общей точке 17 коллекторов транзистора 3 (VT3) и транзистора 4 (VT4).
В третьем реверсивном полупроводниковом коммутаторе эмиттер транзистора 5 (VT5) соединен с плюсом 9 питающей сети постоянного напряжения, а коллектор транзистора 5 (VT5) объединен с коллектором транзистора 6 (VT6), и их общая точка 22 соединена с началом статорной обмотки 23 (L2) двигателя. Эмиттер транзистора 6 (VT6) соединен с минусом 12 питающей сети постоянного напряжения. База транзистора 5 (VT5) соединена с катодом фотодиода 24 (VD5), анод которого через сопротивление 25 (R5) подключен к общей точке 22 коллекторов транзистора 5 (VT5) и транзистора 6 (VT6). База транзистора 6 (VT6) через сопротивление 26 (R6) подключена к аноду фотодиода 27 (VD6), катод которого подключен к общей точке 22 коллекторов транзистора 5 (VT5) и транзистора 6 (VT6).
В четвертом реверсивном полупроводниковом коммутаторе эмиттер транзистора 7 (VT7) соединен с плюсом 9 питающей сети постоянного напряжения, а коллектор транзистора 7 (VT7) объединен с коллектором транзистора 8 (VT8), и их общая точка 28 соединена с концом статорной обмотки 23 (L2) двигателя. Эмиттер транзистора 8 (VT8) соединен с минусом 12 питающей сети постоянного напряжения. База транзистора 7 (VT7) соединена с катодом фотодиода 29 (VD7), анод которого через сопротивление 30 (R7) подключен к общей точке 28 коллекторов транзистора 7 (VT7) и транзистора 8 (VT8). База транзистора 8 (VT8) через сопротивление 31 (R8) подключена к аноду фотодиода 32 (VD8), катод которого подключен к общей точке 28 коллекторов транзистора 7 (VT7) и транзистора 8 (VT8).
С помощью предлагаемого компактного частотного преобразователя для однофазного асинхронного двигателя возможно осуществление векторно-алгоритмического управления однофазным двухобмоточным асинхронным двигателем путем создания нескользких типов вращающихся полей статора - прохождением трех, четырех, шести, или восьми последовательных фиксированных положений вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора двигателя.
Работа компактного частотного преобразователя для однофазного асинхронного двигателя происходит следующим образом.
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг. 2, в последовательности I-II-III, необходимо подавать управляющие импульсы на фотодиоды 13 (VD1), 16 (VD2), 18 (VD3), 21 (VD4), 24 (VD5), 27 (VD6), 29 (VD7), 32 (VD8) соответствующих транзисторов 1 (VT1), 2 (VT2), 3 (VT3), 4 (VT4), 5(VT5), 6 (VT6), 7 (VT7), 8 (VT8) в следующем порядке:
- в первый момент t1 (фиг. 6) коммутации подаются световые сигналы на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4) (фиг. 1), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4); таким образом включаются и работают транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4), обеспечивая протекание эмиттер - коллекторного тока через транзисторы VT1 и VT4, обеспечивая протекание тока по обмотке 11 (L1) двигателя, формируя I фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 2);
- во второй момент t2 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4), таким образом выключаются транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4), подаются сигналы на фотодиоды 27 (VD6) и 29 (VD7), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы VT6, VT7, таким образом включаются и работают транзисторы 6 (VT6), 7 (VT), обеспечивая протекание тока по обмотке 23 (L2) двигателя, формируя II фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 2);
- в третий момент t3 отключается подача светового сигнала на фотодиоды 27 (VD6) и 29 (VD7), таким образом выключаются транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), подаются сигналы на фотодиоды 16 (VD2), 18 (VD3), 24 (VD5) и 32 (VD8), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), 5 (VT5), 8 (VT8); таким образом включаются и работают транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), 5 (VT5), 8 (VT8), обеспечивая протекание тока по обмоткам двигателя 11 (L1), 23 (L2), формируя III фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 2).
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг. 3, в последовательности I-II-III-IV, необходимо подавать управляющие импульсы на оптопары транзисторов 1 (VT1), 2 (VT2), 3 (VT3), 4 (VT4), 5(VT5), 6 (VT6), 7 (VT7), 8 (VT8) в следующем порядке:
- в первый момент t1 (фиг. 7) коммутации подаются световые сигналы на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4); таким образом включаются и работают транзисторы I (VT1), 4 (VT4), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 11 (L1), формируя I фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 3);
- во второй момент t2 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4); таким образом выключаются транзисторы 1 (VT1). 4 (VT4), подаются сигналы на фотодиоды 27 (VD6) и 28 (VD7), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), таким образом включаются и работают транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя II фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 3);
- в третий момент t3 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 6 (VD6) и 7 (VD7), таким образом выключаются транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), подаются сигналы на фотодиоды 16 (VD2) и 18 (VD3), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3); таким образом включаются и работают транзисторы 2 (VT2), 3(VT3), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя III фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 3);
- в четвертый момент t4 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 2 (VD2) и 3 (VD3); таким образом выключаются транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), подаются сигналы на фотодиоды 24 (VD5) и 32 (VD8), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7); таким образом включаются и работают транзисторы 5 (VT5), 8 (VT8), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя IV фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 3).
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг.4, в последовательности I-II-III-IV-V-VI, необходимо подавать управляющие импульсы на оптопары транзисторов 1 (VT1), 2 (VT2), 3 (VT3), 4 (VT4), 5(VT5), 6 (VT6), 7 (VT7), 8 (VT8) в следующем порядке:
- в первый момент t1 (фиг. 8) коммутации подаются световые сигналы на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 1 (VT)1, 4 (VT4); таким образом включаются и работают транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 11 (L1), формируя I фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 4);
- во второй момент t2 коммутации транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4 продолжают работать, и подаются световые сигналы на фотодиоды 27 (VD6) и 29 (VD7), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7); таким образом включаются транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), обеспечивая протекание тока по обмоткам двигателя 11 (L1), 23 (L2), формируя II фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 4);
- в третий момент t3 в коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4); таким образом выключаются транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4), транзисторы 6 (VT6), 7 (V7) продолжают работать, обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя III фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 4);
- в четвертый момент t4 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 6 (VD6) и 7 (VD7); таким образом выключаются транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), подаются сигналы на фотодиоды 16 (VD2) и 18 (VD3), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3); таким образом включаются и работают транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 11 (L1), формируя IV фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 4);
- в пятый момент t5 коммутации транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3) продолжают работать, и подаются световые сигналы на фотодиоды 24 (VD5) и 32 (VD8), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 5 (VT5), 8 (VT8), таким образом обеспечивая протекание тока по обмоткам двигателя 11 (L1), 23 (L2), формируя V фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 4);
- в шестой момент t6 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 2 (VD2) и 3 (VD3); таким образом выключаются транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), транзисторы 5 (VT), 8 (VT8) продолжают работать, обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя VI фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 4).
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг. 5, в последовательности I-II-III-IV-V-VI-VII-VIII, необходимо подавать управляющие импульсы на транзисторы 1 (VT1), 2 (VT2), 3 (VT3), 4 (VT4), 5(VT5), 6 (VT6), 7 (VT7), 8 (VT8) в следующем порядке:
- в первый момент t1 (фиг. 9) коммутации подаются световые сигналы на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4); таким образом включаются и работают транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4), обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 11 (L1), формируя I фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- во второй момент t2 коммутации транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4) продолжают работать, и подаются световые сигналы на фотодиоды 27 (VD6) и 29 (VD7), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7); таким образом включаются и работают транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), обеспечивая протекание тока по обмоткам двигателя 11 (L1), 23 (L2), формируя II фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- в третий момент t3 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 13 (VD1) и 21 (VD4); транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7) продолжают работать, таким образом обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя III фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- в четвертый момент t4 коммутации транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7) продолжают работать, и подаются сигналы на фотодиоды 16 (VD2) и 18 (VD3), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), таким образом обеспечивая протекание тока но обмоткам двигателя 11 (LI), 23 (L2) формируя IV фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- в пятый момент t5 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 27 (VD6) и 29 (VD7); таким образом выключаются транзисторы 6 (VT6), 7 (VT7), транзисторы 2 (V2), 3 (VT3) продолжают работать, обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 11 (L1), формируя V фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- в шестой момент t6 коммутации транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3) продолжают работать, и подаются световые сигналы на фотодиоды 24 (VD5) и 32 (VD8), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 5 (VT5), 8 (VT8), таким образом обеспечивая протекание тока по обмоткам двигателя 11 (L1), 23 (L2), формируя VI фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- в седьмой момент t7 коммутации отключается подача светового сигнала на фотодиоды 16 (VD2) и 18 (VD3); таким образом выключаются транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3), транзисторы 5 (VT5), 8 (VT8) продолжают работать, обеспечивая протекание тока по обмотке двигателя 23 (L2), формируя VII фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5);
- в восьмой момент t8 коммутации транзисторы 5 (VT5), 8 (VT8) продолжают работать подаются световые сигналы на фотодиоды 13 (VD) и 21 (VD4), обеспечивая протекание базового тока через транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4), обеспечивая протекание тока по обмоткам двигателя 11 (L1), 23 (L2), формируя VIII фиксированное положение магнитного поля статора (фиг. 5).
Кроме того, для каждого из этих типов вращающихся полей можно производить высокочастотное (низкочастотное) переключение транзисторов для повышения (понижения) скорости вращения электродвигателя.
Таким образом уменьшая (увеличивая) количество фиксированных векторов во вращении поля статора можно дискретно уменьшать (увеличивать) скорость вращения двигателя, а при изменении частоты коммутации это можно делать еще и плавно.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для регулирования скорости вращения однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя при питании от сети постоянного напряжения, при высоких показателях надежности, экономичности и малых габаритах.

Claims (1)

  1. Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя, содержащий четыре реверсивных полупроводниковых коммутатора, предназначенных для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, подключенных к плюсу и минусу питающей сети постоянного напряжения и выполненных на парах полупроводниковых ключей, четыре из которых являются n-р-n транзисторами, отличающийся тем, что каждая пара полупроводниковых ключей выполнена на p-n-р транзисторе и n-р-n транзисторе, в каждой паре полупроводниковых ключей коллекторы объединены в общие точки и подключены к началам и концам статорных обмоток соответственно, при этом общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через сопротивление и фотодиод подключена к базе р-n-р транзистора, и эта же общая точка коллекторов каждого полупроводникового коммутатора через фотодиод и резистор подключена к базе n-р-n транзистора, причем эмиттеры всех р-n-р транзисторов подключены к плюсу питающей сети постоянного напряжения, а эмиттеры всех n-р-n транзисторов подключены к минусу питающей сети постоянного напряжения.
RU2018122572U 2018-06-20 2018-06-20 Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя RU182963U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122572U RU182963U1 (ru) 2018-06-20 2018-06-20 Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122572U RU182963U1 (ru) 2018-06-20 2018-06-20 Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU182963U1 true RU182963U1 (ru) 2018-09-06

Family

ID=63467333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122572U RU182963U1 (ru) 2018-06-20 2018-06-20 Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU182963U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3740628A (en) * 1970-06-11 1973-06-19 Tokyo Shibaura Electric Co Linear electric motor
RU2403671C1 (ru) * 2009-08-14 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя
JP2017175737A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 インバータ駆動装置
RU174897U1 (ru) * 2017-07-06 2017-11-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Независимый полупроводниковый ключ на транзисторе p-n-p типа
RU176148U1 (ru) * 2017-07-19 2018-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Транзисторный реверсивный частотный преобразователь для двухфазного двигателя

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3740628A (en) * 1970-06-11 1973-06-19 Tokyo Shibaura Electric Co Linear electric motor
RU2403671C1 (ru) * 2009-08-14 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя
JP2017175737A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 インバータ駆動装置
RU174897U1 (ru) * 2017-07-06 2017-11-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Независимый полупроводниковый ключ на транзисторе p-n-p типа
RU176148U1 (ru) * 2017-07-19 2018-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Транзисторный реверсивный частотный преобразователь для двухфазного двигателя

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1102869A (en) Power circuit for variable frequency, variable magnitude power conditioning system
WO2012136042A1 (zh) 一种两线调光器的辅助电源电路
RU193358U1 (ru) Реверсивное устройство коммутации запуска трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети
CN1336032A (zh) 使用电流控制型半导体开关元件的电力变换装置中的开关元件的驱动装置和驱动方法
RU182963U1 (ru) Компактный частотный преобразователь для однофазного асинхронного двигателя
CN107257157A (zh) 健身房动感单车发电系统
RU2420857C1 (ru) Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя
CN100464495C (zh) 三开关式功率变换器
CN205545047U (zh) 感应电机驱动系统
RU2403671C1 (ru) Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя
RU2403669C1 (ru) Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя
RU193216U1 (ru) Полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного асинхронного электродвигателя от однофазной питающей сети
RU2403670C1 (ru) Регулируемый транзисторный редуктор с явно выраженным звеном постоянного тока, ведомый сетью
RU176148U1 (ru) Транзисторный реверсивный частотный преобразователь для двухфазного двигателя
RU185627U1 (ru) Полупроводниковое устройство управления однофазным двухобмоточным асинхронным электродвигателем
RU215933U1 (ru) Транзисторный реверсивный частотный преобразователь для двухфазного асинхронного двигателя
RU2402864C1 (ru) Регулируемый транзисторный редуктор трехфазного асинхронного двигателя, питающегося от однофазной сети
RU109938U1 (ru) Преобразователь частоты, ведомый однофазной сетью переменного тока, для питания однофазного асинхронного двигателя
RU221498U1 (ru) Устройство бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети
RU215764U1 (ru) Реверсивное полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
CN102751820A (zh) 全风速增能增效型同步风力发电机组
RU222375U1 (ru) Устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя
RU127549U1 (ru) Однофазно-трехфазный полупроводниковый коммутатор, ведомый однофазной сетью переменного тока
RU2467466C1 (ru) Транзисторный разнополярный частотный преобразователь, регулирующий скорость синхронного шагового двигателя
CN105429553A (zh) 感应电机驱动系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190621