RU2030090C1

RU2030090C1 - Electric motor drive

Info

Publication number: RU2030090C1
Authority: RU
Inventors: Поль Соломонович Райкин
Original assignee: Поль Соломонович Райкин
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: two single-phase bridge rectifiers and two controlled valves are inserted into supply circuit of each phase of stator of electric motor drive. In each phase of stator like output leads of rectifiers are connected to unlike leads-out of half-windings of phase of stator and other like output leads of same rectifiers are connected via controlled valves to other unlike leads-out of half-windings of same phase of stator. Inputs of rectifiers of each phase are linked to terminals of supply three-phase network which voltages are shifted by 90 deg. EFFECT: specified connection of half-windings makes it possible to enhance rotational speed of motor thanks to doubling of frequency of voltage fed to motor. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике. The invention relates to electrical engineering.

Известен автоматизированный регулируемый электропривод переменного тока, использующий асинхронные и синхронные двигатели и преобразовательные устройства [1]. Known automated adjustable AC electric drive using asynchronous and synchronous motors and converting devices [1].

Прототипом изобретения является трехфазный электропривод [2], содержащий 6 групп трехфазных управляемых мостов и трехфазный электродвигатель, каждая фазная обмотка статора которого состоит из двух полуобмоток. The prototype of the invention is a three-phase electric drive [2], containing 6 groups of three-phase controlled bridges and a three-phase electric motor, each phase of the stator winding of which consists of two semi-windings.

Недостатками аналогов и прототипа являются сложность устройства из-за большого числа примененных управляемых вентилей и невозможность повышения скорости вращения сверх частоты питающей сети. The disadvantages of analogues and prototype are the complexity of the device due to the large number of applied controlled valves and the inability to increase rotation speed in excess of the frequency of the supply network.

Целью изобретения является упрощение электропривода и повышение вдвое скорости его вращения. The aim of the invention is to simplify the drive and double the speed of its rotation.

Цель достигается тем, что в известном электроприводе, содержащем управляемые вентили и трехфазный электродвигатель, каждая фаза статора которого составлена из двух полуобмоток, в цепь питания каждой фазы статора двигателя введены два однофазных мостовых выпрямителя (и два управляемых вентиля), одни одноименные выходы указанных выпрямителей, относящиеся к одной фазе статора, соединены с разноименными выводами полуобмоток фазы статора, а другие одноименные выходы упомянутых выпрямителей через упомянутые вентили - с другими разноименными выводами полуобмоток той же фазы статора, а входы однофазных мостовых выпрямителей, относящихся к одной фазе статора, предназначены для подключения к зажимам трехфазной питающей сети, напряжения которых сдвинуты относительно друг друга на 90^о.The goal is achieved by the fact that in the known electric drive containing controlled valves and a three-phase electric motor, each phase of the stator of which is composed of two semi-windings, two single-phase bridge rectifiers (and two controlled valves), one of the same outputs of the said rectifiers are introduced into the power circuit of each phase of the motor stator related to one phase of the stator, connected to the opposite terminals of the semi-windings of the phase of the stator, and other outputs of the same name mentioned rectifiers through the mentioned valves are with the opposite and conclusions poluobmotok same stator phase and single-phase input bridge rectifier, belonging to one phase of the stator, are used to connect to the terminals of the three-phase mains voltage are shifted relative to each other at ^90.

На чертеже приведена электрическая схема одного из вариантов выполнения электропривода с использованием тиристоров. The drawing shows an electrical diagram of one embodiment of an electric drive using thyristors.

Электропривод выполнен следующим образом. The electric drive is made as follows.

Каждая фазная обмотка статора асинхронного (или синхронного) двигателя электропривода состоит из полуобмотки 1 и включенной по току и магнитному потоку ей навстречу полуобмотки 2. Один вывод полуобмотки 1 подключен непосредственно к положительному полюсу однофазного мостового выпрямителя, собранного на диодах 3, вход которого соединен с фазным выходом трехфазной питающей сети АВС. Другой вывод полуобмотки 1 подключен через тиристор 4 к отрицательному полюсу этого выпрямителя. Управляющий электрод тиристора 4 соединен с положительным полюсом мостового выпрямителя через опорный диод 5 и резистор 6, определяющие порог срабатывания тиристора. Один вывод полуобмотки 2 подключен непосредственно к положительному полюсу мостового выпрямителя, собранного на диодах 7, вход которого соединен с линейным выходом питающей сети, напряжение на котором сдвинуто на 90^о по отношению к указанному выше выпрямителю. Другой вывод полуобмотки 2 подключен через тиристор 8 к отрицательному полюсу выпрямителя на диодах 7. Управляющий электрод тиристора 8 соединен с положительным полюсом выпрямителя через опорный диод 9 и резистор 10. Управляющие входы всех тиристоров могут быть зашунтированы накопительными конденсаторами 11, которые совместно с резисторами 6 и 10 представляют собой элементы задержки открывания тиристоров. Резисторы 12 являются делителями выходного напряжения выпрямителей. Аналогично подключены полуобмотки 1 и 2 всех фаз статора электродвигателя. Так как линейное напряжение сети в 1,73 раза больше фазного, число витков в полуобмотках 1 и 2 может иметь такое же соотношение.Each phase winding of the stator of an asynchronous (or synchronous) electric drive motor consists of a half-winding 1 and a current and magnetic flux turned on to meet the half-winding 2. One output of the half-winding 1 is connected directly to the positive pole of a single-phase bridge rectifier assembled on diodes 3, the input of which is connected to a phase the output of the three-phase power network ABC. The other output of the semi-winding 1 is connected through a thyristor 4 to the negative pole of this rectifier. The control electrode of the thyristor 4 is connected to the positive pole of the bridge rectifier through a reference diode 5 and a resistor 6, which determine the threshold of the thyristor. One terminal of semi-winding 2 is connected directly to the positive pole of a bridge rectifier assembled on diodes 7, the input of which is connected to the linear output of the supply network, the voltage of which is shifted by 90 ^° with respect to the rectifier indicated above. The other terminal of the semi-winding 2 is connected through the thyristor 8 to the negative pole of the rectifier on the diodes 7. The control electrode of the thyristor 8 is connected to the positive pole of the rectifier through the reference diode 9 and resistor 10. The control inputs of all thyristors can be bridged by storage capacitors 11, which together with resistors 6 and 10 are thyristor opening delay elements. Resistors 12 are dividers of the output voltage of the rectifiers. Similarly connected half windings 1 and 2 of all phases of the stator of the electric motor. Since the line voltage of the network is 1.73 times greater than the phase voltage, the number of turns in the semi-windings 1 and 2 can have the same ratio.

Электропривод работает следующим образом. The electric drive operates as follows.

При достижении пульсирующим напряжением на выходе выпрямителя, собранного на диодах 3, подключенного к фазе А питающей сети, порога срабатывания опорного диска 5 происходит (при наличии конденсатора 11 с некоторой задержкой) открывание тиристора 4.При этом по полуобмотке 1 фазы АХ статора двигателя течет выпрямленный ток,который прекращается в паузе тока выпрямителя. При достижении соответствующего уровня напряжения (близкого к амплитудному) на выходе выпрямителя на диодах 7, подключенного к линии ВС сети, открывается опорный диод 9. Благодаря элементам 10, 11 задержки тиристор 8 открывается позже и по полуобмотке 2 фазы АХ статора течет ток, который прекращается в паузе тока выпрямителя. Таким образом, за один период питающего напряжения сети ток в обмотке фазы АХ статора изменяет свое направление дважды. Аналогичные процессы происходят в других фазах статора электродвигателя. Выравнивание действующих в полуобмотках 1 и 2 магнитных потоков может быть обеспечено за счет разных величин задержки элементами 6, 10, 11 и 12 открывания тиристоров 4 и 8, что эквивалентно изменению величины питающего напряжения. When the pulsing voltage at the output of the rectifier, assembled on diodes 3 connected to phase A of the supply network, reaches the threshold of operation of the reference disk 5 (in the presence of a capacitor 11 with a certain delay), the thyristor 4 is opened. current that stops during rectifier current pause. When the corresponding voltage level (close to the amplitude) is reached, the output diode 9 opens at the output of the rectifier on the diodes 7 connected to the BC line of the network. Thanks to the delay elements 10, 11, the thyristor 8 opens later and a current flows through the half-winding of phase 2 of the stator AX phase. in the rectifier current pause. Thus, in one period of the supply voltage of the network, the current in the winding of the stator AX phase changes its direction twice. Similar processes occur in other phases of the stator of the electric motor. The alignment of the magnetic fluxes acting in the semi-windings 1 and 2 can be achieved due to different delay values by the opening elements 6, 10, 11 and 12 of the thyristors 4 and 8, which is equivalent to a change in the supply voltage.

Естественное выключение тиристоров 4 и 8 в паузах токов выпрямителей существенно упрощает схему и конструкцию устройства, способствует повышению его надежности и снижению стоимости и величин коммутационных помех. The natural shutdown of thyristors 4 and 8 in the pauses of the rectifier currents significantly simplifies the circuit and design of the device, helps to increase its reliability and reduce the cost and values of switching noise.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в возможности повышения скорости вращения асинхронного и синхронного электропривода и расширении его частотного диапазона, а также в повышении надежности устройства и снижении его стоимости. The technical and economic efficiency of the invention lies in the possibility of increasing the rotation speed of an asynchronous and synchronous electric drive and expanding its frequency range, as well as increasing the reliability of the device and reducing its cost.

Claims

ELECTRIC DRIVE containing a three-phase electric motor, each phase of the stator of which is composed of two semi-windings, and two controlled valves in each phase, characterized in that two single-phase bridge rectifiers, one of the same outputs of the rectifiers of the same phase, are introduced into the power circuit of each phase of the stator of the electric motor stator, connected to one opposite terminal of the semi-windings of the stator phase, other output terminals of the same name through the corresponding controlled valves to other opposite terminals semi-windings of the same phase of the stator, and the inputs of single-phase bridge rectifiers related to one phase of the stator are designed to connect to the terminals of the supply three-phase network, the voltages of which are 90 ^o offset from each other.