RU2092962C1

RU2092962C1 - Ac drive

Info

Publication number: RU2092962C1
Authority: RU
Inventors: Виталий Александрович Фокин; Олег Витальевич Фокин
Original assignee: Виталий Александрович Фокин; Олег Витальевич Фокин
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: driving general industrial mechanisms. SUBSTANCE: drive motor stator has two windings connected in star and in delta and supplied with power from own current inverter, both using common control system in which control pulse decoders-distributes of separate inverters are coupled with adjustable pulse frequency setting element through additional scale-of-two frequency changer-decoder. EFFECT: improved design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, асинхронному управляемому электроприводу на основе использования инверторов. The invention relates to electrical engineering, an asynchronous controlled electric drive based on the use of inverters.

Известны электроприводы переменного тока, содержащие трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель и автономный инвертор тока. Known AC electric drives containing a three-phase asynchronous squirrel-cage motor and an autonomous current inverter.

Известен также электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель с двумя соединенными звездой и треугольником статорными обмотками, первый блок питания, связанный со входом первого инвертора тока, выход которого подключен к выводам одной статорной обмотки. Последнее решение выбрано в качестве прототипа. Also known is an AC electric drive containing a three-phase asynchronous squirrel-cage motor with two stator windings connected by a star and a triangle, the first power supply connected to the input of the first current inverter, the output of which is connected to the terminals of one stator winding. The latter solution is selected as a prototype.

Аналоги и прототип объединяет:
а) использование в них только одного трехфазного инвертора тока, от которого получает питание одна статорная обмотка;
б) обусловленное этим наличие в обмотке ротора составляющих несинусоидального тока, вызываемых пятой, седьмой и некоторыми другими высшими гармониками тока статорной обмотки;
в) наличие тепловых потерь от этих высших гармоник роторного тока;
г) существенное ограничение снизу диапазона регулирования частоты вращения управляемого двигателя вследствие колебаний электромагнитного момента и частоты вращения, вызываемых взаимодействием основной гармоники результирующего магнитного потока статора с указанными составляющими несинусоидального тока ротора. Эти недостатки не могут быть устранены средствами аналогов и прототипа и потому являются для них общими.Analogs and prototype combines:
a) the use in them of only one three-phase current inverter, from which one stator winding is powered;
b) the presence of non-sinusoidal current components in the rotor winding caused by the fifth, seventh and some other higher harmonics of the stator winding current;
c) the presence of heat loss from these higher harmonics of the rotor current;
d) a significant limitation from below the range of control of the speed of the controlled motor due to fluctuations in the electromagnetic moment and speed caused by the interaction of the main harmonic of the resulting magnetic flux of the stator with the indicated components of the non-sinusoidal current of the rotor. These shortcomings can not be eliminated by means of analogues and prototype and therefore are common to them.

Наличие указанных составляющих в токе ротора управляемого двигателя вызывает в нем соответствующие тепловые потери, что не способствует улучшению энергетических показателей. Вместе с тем наличие двух статорных обмоток в асинхронном двигателе прототипа создает предпосылки для возможного совершенствования такого электропривода, что является преимуществом прототипа перед аналогами. The presence of these components in the rotor current of the controlled motor causes corresponding heat losses in it, which does not contribute to the improvement of energy performance. However, the presence of two stator windings in the prototype induction motor creates the prerequisites for the possible improvement of such an electric drive, which is the advantage of the prototype over analogues.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и расширение диапазона регулирования частоты вращения. The aim of the invention is to improve energy performance and expand the range of speed control.

Поставленная цель достигается тем, что в него введены второй блок питания, второй инвертор тока, два дешифратора распределителя, дешифратор - делитель на два, генератор регулируемой частоты и датчик частоты вращения, а соответствующие пары фаз двух статорных обмоток выполнены соосными, выход датчика частоты через генератор регулируемой частоты подключен ко входу дешифратора делителя на два, выходы которого подключены ко входам первого и второго дешифраторов распределителей соответственно, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго инверторов тока соответственно, выход второго блока питания соединен со входом второго инвертора тока, выход которого подключен к выводам другой статорной обмотки. This goal is achieved by the fact that a second power supply unit, a second current inverter, two distributor decoders, a decoder-divider for two, an adjustable frequency generator and a speed sensor are introduced into it, and the corresponding phase pairs of the two stator windings are made coaxial, the output of the frequency sensor through the generator adjustable frequency connected to the input of the decoder of the divider into two, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second decoders of the distributors, respectively, the outputs of which are connected to the control input At the first and second current inverters, respectively, the output of the second power supply is connected to the input of the second current inverter, the output of which is connected to the terminals of another stator winding.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема электропривода; на фиг.2 - временные диаграммы токов в фазах двух обмоток статора асинхронного двигателя; на фиг. 3 временные диаграммы магнитодвижущих сил в фазах статорных обмоток, приведенные к числу витков одной из этих обмоток; на фиг.4 временные диаграммы как импульсов, проходящих через элементы системы управления и подаваемые на управляющие электроды тиристоров двух инверторов тока, так и токов на выходе этих инверторов, а также токов в фазах статорных обмоток управляемого двигателя. In FIG. 1 shows a schematic diagram of an electric drive; figure 2 is a timing diagram of currents in phases of two stator windings of an induction motor; in FIG. 3 time diagrams of magnetomotive forces in the phases of stator windings, reduced to the number of turns of one of these windings; in Fig.4 time diagrams of both pulses passing through the elements of the control system and supplied to the control electrodes of the thyristors of two current inverters, and the currents at the output of these inverters, as well as currents in the phases of the stator windings of the controlled motor.

Согласно принципиальной схеме фиг.1 электропривод содержит асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 1, на статоре 2 которого размещены две обмотки 3, 4, соединенные соответственно звездой и треугольником, присоединенные к своим инверторам тока 5, 6, каждый из которых имеет свой источник 7, 8 постоянного тока. Общая для обоих инверторов система управления содержит генератор регулируемой частоты 9, дешифратор делитель частоты импульсов на два 10, дешифраторы распределители 11, 12, а также датчик фактической частоты вращения 13. According to the schematic diagram of figure 1, the electric drive contains an squirrel-cage induction motor 1, on the stator 2 of which two windings 3, 4 are placed, connected by a star and a triangle, connected to their current inverters 5, 6, each of which has its own source 7, 8 direct current. Common to both inverters, the control system contains an adjustable frequency generator 9, a decoder, a pulse frequency divider by two 10, decoders distributors 11, 12, and an actual speed sensor 13.

На фиг.2а приведена временная диаграмма несинусоидального тока в стороне треугольника первой фазе обмотки 4; на фиг.2б, фиг.2в токов в ее второй и третьей фазах; на фиг.2г приведена временная диаграмма тока в луче звезды - первой фазе обмотки 3; на фиг.2д, фиг.2е токов в ее второй и третьей фазах. Изображенные на фиг.3 временные диаграммы характеризуют магнитодвижущие силы обмоток 3, 4, приведенные к числу витков обмотки 3, что выразилось в делении на это число витков этих м.д.с. Именно поэтому на фиг.3а изображена временная диаграмма тока в первой фазе обмотки 3; на фиг. 3б, фиг. 3в токов во второй и третьей фазах этой обмотки; на фиг. 3г изображена временная диаграмма приведенной м.д.с. первой фазы обмотки 4; на фиг. 3д, фиг. 3е приведенных м.д.с. второй и третьей фаз обмотки 4, соединенной треугольником. На фиг. 3ж изображена временная диаграмма суммы приведенных м.д.с. первой фазы соосных обмоток 3, 4; на фиг. 3з, фиг.3и суммы приведенных м.д.с. второй и третьей фаз соосных обмоток статора 3, 4. На фиг. 4а приведена временная диаграмма импульсов на выходе генератора регулируемой частоты 9; на фиг. 4б импульсов на входе дешифратора распределителя импульсов 11 и на одном из двух выходов дешифратора делителя частоты на два 10; на фиг. 4в на входе распределителя импульсов 12 и на другом входе дешифратора 10. На фиг. 4г изображена временная диаграмма фазного тока первой фазы статорной обмотки 4; на фиг. 4д второй фазы обмотки 4; на фиг. 4е третьей фазы этой обмотки. На фиг. 4ж, фиг. 4з, фиг. 4и приведены временные диаграммы линейных токов обмотки 4, совпадающие с соответствующими выходными токами инвертора 6. На фиг. 4к изображена временная диаграмма тока в первой фазе обмотки 3; на фиг. 4л во второй; на фиг. 4м в третьей фазе соединенной звездой обмотки 3, вследствие чего эти временные диаграммы выражают также зависимость от времени соответствующих линейных и выходных токов инвертора 5. On figa shows a timing diagram of a non-sinusoidal current in the side of the triangle of the first phase of the winding 4; on figb, figv currents in its second and third phases; Fig.2g shows a time diagram of the current in the ray of the star - the first phase of the winding 3; on fig.2d, fig.2e currents in its second and third phases. The time diagrams shown in FIG. 3 characterize the magnetomotive forces of the windings 3, 4, reduced to the number of turns of the winding 3, which is expressed in the division by this number of turns of these ppms That is why figa shows a timing diagram of the current in the first phase of the winding 3; in FIG. 3b, FIG. 3c currents in the second and third phases of this winding; in FIG. 3d shows a time diagram of the given p.m. the first phase of the winding 4; in FIG. 3d, FIG. 3 given ppm the second and third phases of the winding 4 connected by a triangle. In FIG. 3g shows a time diagram of the sum of the given p.m. the first phase of the coaxial windings 3, 4; in FIG. 3h, fig. 3i the sum of the given second and third phases of coaxial stator windings 3, 4. In FIG. 4a is a timing diagram of pulses at the output of an adjustable frequency generator 9; in FIG. 4b pulses at the input of the decoder of the pulse distributor 11 and at one of the two outputs of the decoder of the frequency divider into two 10; in FIG. 4c at the input of the pulse distributor 12 and at the other input of the decoder 10. FIG. 4g shows a time diagram of the phase current of the first phase of the stator winding 4; in FIG. 4d of the second phase of the winding 4; in FIG. 4th phase of this winding. In FIG. 4g, fig. 4h, FIG. 4i shows the timing diagrams of the linear currents of the winding 4, coinciding with the corresponding output currents of the inverter 6. In FIG. 4k shows a time diagram of the current in the first phase of the winding 3; in FIG. 4l in the second; in FIG. 4m in the third phase by a star-connected winding 3, as a result of which these time diagrams also express the time dependence of the corresponding linear and output currents of the inverter 5.

Работа электропривода определяется, в частности, работой входящих в его состав инверторов 5, 6. Будем полагать, что каждый из инверторов 5, 6 характеризуется обычным соединением его вентилей как между собой, так и с коммутирующими конденсаторами [2, 4] Поэтому при описании работы электропривода отпадает необходимость в подробном описании электромагнитных процессов в каждом инверторе тока и в питаемой им статорной обмотке асинхронного двигателя. Важнее остановиться на особенностях электромагнитных процессов, обусловленных совместной работой двух инверторов тока и питаемых ими статорных обмоток двигателя, соединенных звездой и треугольником. Выявить эти особенности помогают временные диаграммы фиг. 2 4. Взаимная связь временных диаграмм токов в различных элементах электропривода, определяемых общей для инверторов системой управления, выражается, в частности, временными диаграммами управляющих импульсов, приведенными на фиг. 4. Поэтому описание работы электропривода целесообразно начать с диаграмм фиг. 4. Из сравнения временных диаграмм фиг. 4б и фиг. 4в с диаграммой фиг. 4а следует, что, если, например, на вход дешифратора распределителя 11 поступают нечетные импульсы генератора 9, то на вход аналогичного распределителя 12 четные. Поскольку каждый из распределителей 11, 12 выполняет операцию деления частоты импульсов на шесть, а дешифратор 10 деления на два, вместе взятые эти дешифраторы выполняют операцию деления числа импульсов на двенадцать. Это обеспечивает взаимный сдвиг на двенадцатую часть периода между системой несинусоидальных периодических токов на выходе инвертора 5 и системой аналогичных по форме токов на выходе инвертора 6, что показывает сравнение временных диаграмм фиг. 4ж, фиг. 4з, фиг. 4и для выходных токов инвертора 6 с временными диаграммами фиг. 4к, фиг. 4л, фиг. 4м для выходных токов инвертора 5. Поскольку выходные токи инверторов 5, 6 являются также линейными токами питаемых инверторами обмоток 3, 4 двигателя, то системы линейных токов этих обмоток статора оказываются взаимно сдвинутыми на двенадцатую часть периода. В соответствии с первым законом Кирхгофа система линейных токов фиг. 4ж, фиг. 4з, фиг. 4к приводит к изображенным на фиг. 4г, фиг. 4д, фиг. 4е несинусоидальным периодическим токам в фазах соединенной треугольником статорной обмотки 4 управляемого асинхронного двигателя. Эти фазные токи взаимно сдвинуты на третью часть периода, как и соответствующая им система линейных несинусоидальных токов. Вместе с тем временные диаграммы токов фиг. 4 показывают, что система основных гармоник фазных токов обмотки 4:
а) сдвинута на двенадцатую часть периода относительно системы основных гармоник линейных токов этой обмотки;
б) совпадает по фазе с системой основных гармоник фазных токов соединенной звездой другой обмотки 3 статора двигателя.The operation of the electric drive is determined, in particular, by the operation of the inverters 5, 6 included in its composition. We will assume that each of the inverters 5, 6 is characterized by the usual connection of its valves both between themselves and with switching capacitors [2, 4] Therefore, when describing the work An electric drive eliminates the need for a detailed description of electromagnetic processes in each current inverter and in the stator winding of an induction motor fed to it. It is more important to dwell on the features of electromagnetic processes caused by the joint operation of two current inverters and the stator windings of the motor fed by them, connected by a star and a triangle. The timing diagrams of FIG. 2 4. The interconnection of time diagrams of currents in various elements of an electric drive determined by a control system common to inverters is expressed, in particular, by time diagrams of control pulses shown in FIG. 4. Therefore, it is advisable to start the description of the operation of the electric drive with the diagrams of FIG. 4. From a comparison of the timing diagrams of FIG. 4b and FIG. 4c with the diagram of FIG. 4a it follows that, if, for example, odd pulses of the generator 9 arrive at the input of the decoder of the distributor 11, then even inputs at the input of the similar distributor 12. Since each of the distributors 11, 12 performs the operation of dividing the pulse frequency by six, and the decoder 10 is divided by two, combined these decoders perform the operation of dividing the number of pulses by twelve. This provides a twelfth shift between the system of non-sinusoidal periodic currents at the output of the inverter 5 and the system of similar currents at the output of the inverter 6, which shows a comparison of the timing diagrams of FIG. 4g, fig. 4h, FIG. 4 and for the output currents of the inverter 6 with timing diagrams of FIG. 4k, FIG. 4L, FIG. 4m for the output currents of the inverter 5. Since the output currents of the inverters 5, 6 are also linear currents of the motor windings 3, 4 supplied by the inverters, the linear current systems of these stator windings are mutually shifted by a twelfth of the period. In accordance with Kirchhoff’s first law, the linear current system of FIG. 4g, fig. 4h, FIG. 4k leads to those depicted in FIG. 4g, FIG. 4e, FIG. 4e non-sinusoidal periodic currents in the phases of a stator winding 4 connected by a triangle 4 of a controlled asynchronous motor. These phase currents are mutually shifted by the third part of the period, as well as the corresponding system of linear non-sinusoidal currents. However, the timing diagrams of the currents of FIG. 4 show that the system of fundamental harmonics of the phase currents of the winding 4:
a) shifted to the twelfth of the period relative to the system of fundamental harmonics of the linear currents of this winding;
b) coincides in phase with the system of main harmonics of the phase currents connected by a star of another winding 3 of the motor stator.

Существенное различие формы кривых несинусоидальных токов в соосных фазах статорных обмоток 3 и 4, вытекающее из сравнения фиг. 4г и фиг. 4к или фиг. 4д и фиг. 4л, или фиг. 4е и фиг. 4м, обусловливают существенное различие углов начальной фазы той или иной высшей гармоники токов в этих соосных фазах обмоток статора, выявляемое разложением этих несинусоидальных кривых в гармонический ряд. A significant difference in the shape of the curves of non-sinusoidal currents in the coaxial phases of the stator windings 3 and 4, resulting from a comparison of FIG. 4d and FIG. 4k or FIG. 4e and FIG. 4L, or FIG. 4e and FIG. 4m, cause a significant difference in the angles of the initial phase of a higher harmonic currents in these coaxial phases of the stator windings, revealed by the expansion of these non-sinusoidal curves in a harmonic series.

К аналогичным выводам приводят соответствующие временные диаграммы фиг. 2, которые повторяют некоторые диаграммы фиг. 4. Из этих диаграмм следует, что основные составляющие несинусоидальных токов в каждой паре соосных фаз статорных обмоток 3,4 совпадают по фазе; б) формы несинусоидальных кривых токов в разных обмотках соосных парах их фаз существенно различаются; в) несинусоидальные токи других фаз отдельной обмотки, совпадая по формесдвинуты на третью часть периода во взаимно противоположные стороны относительно несинусоидального тока их первой фазы. Такой характер изменения токов в фазах обмоток 3, 4 статора обусловлен как различием соединения этих обмоток, так и особенностями системы управления инверторами тока электропривода. Из временных диаграмм фиг.2 следует также поочередность циклического отключения от источника тока одной из фаз соединенной звездой обмотки 3 статора управляемого двигателя, что выражено нулевым значением тока в фазе этой обмотки в продолжение двенадцатой части периода изменения статорного тока. Далее будет показано, что электромашинный характер нагрузки трехфазного инвертора тока приводит к тому, что в эти интервалы времени ток изменяется несколько иначе вследствие влияния м. д.с. ротора на электромагнитные процессы в статорной обмотке. The corresponding timing diagrams of FIG. 2, which repeat some diagrams of FIG. 4. From these diagrams it follows that the main components of non-sinusoidal currents in each pair of coaxial phases of the stator windings 3,4 coincide in phase; b) the forms of non-sinusoidal current curves in different windings of the coaxial pairs of their phases differ significantly; c) non-sinusoidal currents of other phases of a separate winding, coinciding in shape, are shifted by a third of the period in mutually opposite directions relative to the non-sinusoidal current of their first phase. This nature of the change in currents in the phases of the stator windings 3, 4 is due to both the difference in the connection of these windings and the features of the control system of the drive current inverters. From the time diagrams of figure 2 also follows the sequence of cyclic disconnection from the current source of one of the phases of the stator winding 3 of the stator of the controlled motor, which is expressed by the zero value of the current in the phase of this winding during the twelfth of the period of change of the stator current. It will be shown below that the electromechanical nature of the load of a three-phase current inverter leads to the fact that at these time intervals the current changes somewhat differently due to the influence of the magnetic field gradient rotor electromagnetic processes in the stator winding.

Разложение в гармонический ряд несинусоидальных кривых фиг.2а и фиг.2г для токов в соосных фазах обмоток 4 и 3 позволяет установить, что:
а) первые гармоники этих несинусоидальных токов совпадают по фазе;
б) пятая, седьмая, семнадцатая и другие высшие гармоники токов, т.е. с номером, на единицу отличающимся от произведения шести на нечетное число, оказываются в противофазе по сравнению с теми же гармониками в паре соосных фаз обмоток 4 и 3. Аналогичные выводы напрашиваются при сравнении резко отличающихся по форме кривых фиг.2а и фиг.2г для токов в первой паре соосных фаз статорных обмоток 4, 3. То же самое можно заключить из сравнения кривых фиг.2б и фиг.2д для токов другой пары фаз соосных обмоток или из кривых фиг. 2в и фиг.2е для третьей пары соосных фаз этих обмоток. Кривые для токов второй или третьей пары соосных фаз обмоток отличаются от соответствующих кривых токов первой пары фаз сдвигом на третью часть периода.The expansion in a harmonic series of non-sinusoidal curves figa and fig.2d for currents in the coaxial phases of the windings 4 and 3 allows us to establish that:
a) the first harmonics of these non-sinusoidal currents coincide in phase;
b) the fifth, seventh, seventeenth and other higher harmonics of currents, i.e. with a number that is one unit different from the product of six by an odd number, are out of phase compared with the same harmonics in the pair of coaxial phases of the windings 4 and 3. Similar conclusions arise when comparing the curves of Fig. 2a and Fig. 2d for currents in the first pair of coaxial phases of the stator windings 4, 3. The same can be inferred from a comparison of the curves of FIG. 2b and FIG. 2d for the currents of another pair of phases of the coaxial windings or from the curves of FIG. 2c and 2e for the third pair of coaxial phases of these windings. The curves for the currents of the second or third pair of coaxial phases of the windings differ from the corresponding current curves of the first pair of phases by a shift by the third part of the period.

Временные диаграммы фиг.3а фиг.3е характеризуют зависимость от времени магнитодвижущих сил, создаваемых несинусоидальными токами в фазах обмоток 3,4 после их приведения к числу витков обмотки 3, сводимого к делению этих м. д.с. на число витков обмотки 3. Исходя из предположения, что число витков в соединенной треугольником обмотке 4 превышает в

раз число витков обмотки 3, на фиг. 3ж построена временная диаграмма для приведенной таким образом суммарной м.д.с. первой пары соосных фаз обмоток 3, 4, на фиг.3з для второй, на фиг.3и для третьей пары соосных фаз этих обмоток.Timing diagrams of figa 3a fig.3e characterize the time dependence of magnetomotive forces created by non-sinusoidal currents in the phases of the windings 3.4 after they are reduced to the number of turns of the winding 3, reduced to the division of these MD by the number of turns of winding 3. Based on the assumption that the number of turns in a triangular connected winding 4 exceeds

times the number of turns of the winding 3, in FIG. 3g, a time diagram is constructed for the total m.s. the first pair of coaxial phases of the

windings

3, 4, Fig.3z for the second, Fig.3i for the third pair of coaxial phases of these windings.

Разложение в гармонический ряд кривой фиг.3ж приводит к выражению

Гармонический анализ кривых фиг. 3з и фиг.3и для аналогичным образом приведенных суммарных м. д. с. второй и третьей пары соосных фаз статорных обмоток привел к выражениям

Сравнение кривых фиг.2а, фиг.2г с кривой фиг.3ж с учетом аналитического выражения (I) показывает, что:
а) временная диаграмма суммарной м.д.с. первой пары соосных фаз статорных обмоток 3, 4 значительно ближе к синусоидальной форме по сравнению с кривыми токов в каждой из обмоток этой пары соосных фаз;
б) суммарная м. д. с. первой пары соосных фаз статорных обмоток 3,4 не содержит высшие гармоники, номер каждой из которых на единицу отличается от произведения нечетного числа на шесть, т.е. пятую, седьмую, семнадцатую и т. д. Эти выводы в равной мере относятся ко второй и третьей парам соосных фаз статорных обмоток 3,4, что следует из сравнения кривых фиг.2б, фиг.2д с кривой фиг.3з или кривых фиг.2в, фиг.2е с кривой фиг.3и, а также выражений (2), (3).The expansion in the harmonic series of the curve of fig.3g leads to the expression

Harmonic analysis of the curves of FIG. 3h and 3i for similarly summarized ppm sums. the second and third pairs of coaxial phases of the stator windings led to the expressions

Comparison of the curves of figa, fig.2g with the curve fig.3zh taking into account the analytical expression (I) shows that:
a) time diagram of the total m.s. the first pair of coaxial phases of the

stator windings

3, 4 is much closer to the sinusoidal shape compared to the current curves in each of the windings of this pair of coaxial phases;
b) total ppm the first pair of coaxial phases of the stator windings 3.4 does not contain higher harmonics, the number of each of which is one different from the product of an odd number by six, i.e. fifth, seventh, seventeenth, etc. These findings equally apply to the second and third pairs of coaxial phases of the

stator windings

3,4, which follows from a comparison of the curves of fig.2b, fig.2d with the curve fig.3z or curves of fig.3 2c, fig.2e with the curve of fig.3i, as well as the expressions (2), (3).

Аналогичны различия в зависимости от времени магнитных потоков, создаваемых отдельными обмотками какой-либо пары соосных фаз и суммарным магнитным потоком, создаваемым совместным действием, входящих в эту пару соосных фаз обмоток. Исчезновение в кривой результирующего магнитного потока, создаваемого совместным действием м.д.с. какой-либо пары соосных фаз статорных обмоток, проходящего через воздушный зазор и пронизывающего обмотку ротора, большой группы упомянутых гармонических составляющих обусловлено вытеснением на пути потоков рассеяния этих гармоник потока. Исключение пятой, седьмой, семнадцатой и некоторых других высших гармоник в магнитном потоке ротора делает невозможным проявление этих гармоник в кривых зависимости несинусоидальных ЭДС и тока ротора. Вследствие этого в роторной обмотке данного электропривода исчезает большая группа вращающихся магнитных полей, создаваемых каждое своими системами токов повышенной частоты. The differences are similar depending on the time of the magnetic flux generated by the individual windings of a pair of coaxial phases and the total magnetic flux created by the combined action of this pair of coaxial phases of the windings. The disappearance in the curve of the resulting magnetic flux created by the joint action of the p.m. any pair of coaxial phases of the stator windings passing through the air gap and penetrating the rotor winding of a large group of these harmonic components is due to the displacement of these flow harmonics on the path of the scattering fluxes. The exclusion of the fifth, seventh, seventeenth and some other higher harmonics in the magnetic flux of the rotor makes it impossible for these harmonics to appear in the curves of the dependence of the non-sinusoidal EMF and rotor current. As a result, a large group of rotating magnetic fields, each created by its own systems of high frequency currents, disappears in the rotor winding of this electric drive.

Поскольку каждое из этих вращающихся магнитных полей наводит свою составляющую ЭДС в поочередно отключаемой от источника фазе статорной обмотки 3, то их сумма в данном электроприводе должна существенно уменьшиться по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения. Поочередно отключаемая от источника фаза статорной обмотки 3 сохраняет электрическую связь с другими элементами электропривода через посредство коммутирующих конденсаторов, вследствие чего:
а) в ней не возникают недопустимые перенапряжения от суммы ЭДС, наводимых вращающимися магнитными полями роторной обмотки от составляющих несинусоидального тока ротора;
б) в ней протекает ток, равный сумме составляющих, каждая из которых обусловлена своей составляющей ЭДС;
в) в этой фазе статорной обмотки в интервал отключенного состояния выделяются тепловые потери от несинусоидального тока, величина которых существенно уменьшается из-за исключения целого ряда высших гармоник в токе роторной обмотки.Since each of these rotating magnetic fields induces its EMF component in the phase of the stator winding 3, which is alternately disconnected from the source, their sum in this drive should significantly decrease in comparison with known devices of a similar purpose. The phase of the stator winding 3, which is alternately disconnected from the source, maintains electrical connection with other elements of the electric drive through switching capacitors, as a result of which:
a) it does not cause unacceptable overvoltages from the sum of the EMF induced by the rotating magnetic fields of the rotor winding from the components of the non-sinusoidal current of the rotor;
b) a current flows in it, equal to the sum of the components, each of which is due to its component EMF;
c) in this phase of the stator winding, the heat loss from a non-sinusoidal current is allocated to the disconnected state interval, the value of which decreases significantly due to the exclusion of a number of higher harmonics in the rotor winding current.

Отсутствие в кривой несинусоидального тока ротора этого электропривода большой группы составляющих повышенной частоты, вызываемых, например, пятой и седьмой гармониками м.д.с. статорной обмотки, обусловит:
а) существенное уменьшение величины колебательного электромагнитного момента;
б) расширение вниз диапазона изменения частоты вращения управляемого асинхронного двигателя вследствие существенного увеличения частоты колебаний электромагнитного момента;
в) улучшение энергетических показателей вследствие, например, уменьшения потерь в роторной обмотке;
г) уменьшение перенапряжений в поочередно отключаемой от источника фазе статорной обмотки 3 без дополнительного увеличения емкости коммутирующих конденсаторов;
д) обусловленное этим относительное улучшение массогабаритных показателей электропривода.The absence in the curve of the non-sinusoidal current of the rotor of this electric drive of a large group of components of increased frequency, caused, for example, by the fifth and seventh harmonics stator winding, will cause:
a) a significant decrease in the magnitude of the vibrational electromagnetic moment;
b) expanding down the range of changes in the speed of the controlled asynchronous motor due to a significant increase in the frequency of oscillations of the electromagnetic moment;
c) improved energy performance due to, for example, a decrease in losses in the rotor winding;
d) reduction of overvoltages in the phase of the stator winding 3, which is alternately disconnected from the source, without an additional increase in the capacitance of the switching capacitors;
d) the relative improvement in the overall dimensions of the electric drive resulting from this.

Claims

An AC drive containing a three-phase asynchronous squirrel-cage motor with two stator windings connected by a star and a triangle, the first power supply connected to the input of the first current inverter, the output of which is connected to the terminals of one stator winding, characterized in that, in order to improve energy performance and expand speed control range, a second power supply unit, a second current inverter, two distributor decoders, a decoder divider for two, a generator reg a frequency and a rotational speed sensor, and the corresponding phase pairs of two stator windings are made coaxial, the frequency sensor output through an adjustable frequency generator is connected to the input of the decoder-divider into two, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second decoders-distributors, respectively, the outputs of which are connected to control inputs of the first and second current inverters, respectively, the output of the second power supply is connected to the input of the second current inverter, the output of which is connected to the terminals of another stator th winding.