RU2289197C1 - Ac drive - Google Patents

Ac drive Download PDF

Info

Publication number
RU2289197C1
RU2289197C1 RU2005119412/09A RU2005119412A RU2289197C1 RU 2289197 C1 RU2289197 C1 RU 2289197C1 RU 2005119412/09 A RU2005119412/09 A RU 2005119412/09A RU 2005119412 A RU2005119412 A RU 2005119412A RU 2289197 C1 RU2289197 C1 RU 2289197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
rectifier
output
outputs
controlled
Prior art date
Application number
RU2005119412/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Леонидович Огнев (RU)
Геннадий Леонидович Огнев
Владимир Михайлович Хвастунов (RU)
Владимир Михайлович Хвастунов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Стромакс 2000"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Стромакс 2000" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Стромакс 2000"
Priority to RU2005119412/09A priority Critical patent/RU2289197C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2289197C1 publication Critical patent/RU2289197C1/en

Links

Classifications

    • Y02P80/116

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; general industrial electric drives.
SUBSTANCE: newly introduced in AC drive incorporating center-tapped bipolar rectifiers at outputs of controlled DC voltage converters and rectifier reference-voltage shapers of control units for DC voltage converter made in the form of desired-frequency sine-wave reference voltage shapers are output zero-voltage recording units, rectifier voltage signal switching units, and control pulse distributors using switches of rectifier voltage signal switching units. Connected to center tap of each rectifier voltage signal switching unit is one of phase leads of induction motor winding whose other lead is connected to center tap of rectifier. Power output of each controlled DC voltage converter incorporating rectifier and of each rectifier voltage signal switching unit equals that of induction motor respective phase. Input of each control unit of DC voltage converter is connected to output of respective three-phase operating-frequency balanced-voltage shaper of induction motor.
EFFECT: enhanced efficiency due to reducing frequency of power switches incorporated in rectifier voltage signal switching unit.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в общепромышленных электроприводах, в частности в приводах.The invention relates to electrical engineering and can be used in general industrial electric drives, in particular in drives.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к транзисторному инвертору напряжения с датчиком тока в цепи питания, блок постоянного тока, распределитель импульсов, задающий генератор, усилитель и компаратор [1].Known AC electric drive containing an asynchronous electric motor connected to a transistor voltage inverter with a current sensor in the power circuit, a DC unit, a pulse distributor, a master oscillator, an amplifier and a comparator [1].

Данный электропривод позволяет обеспечить плавный пуск электродвигателя с ограничением амплитуды тока и автоматическим выбором частоты, как в пуске, так и при набросе нагрузки. Однако известное устройство не позволяет обеспечить частотное регулирование электродвигателя в рабочем режиме.This electric drive allows for a smooth start of the electric motor with limitation of the current amplitude and automatic frequency selection, both at start-up and during load surge. However, the known device does not allow for frequency regulation of the electric motor in the operating mode.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный через датчик фазных токов к выходам инвертора напряжения на полностью управляемых ключах, источник постоянного тока, выходы которого соединены через датчик тока с цепями питания инвертора, распределитель импульсов, задающий генератор, блок управления инвертором и блок сравнения с задатчиками тока и компараторами [2].Known AC electric drive containing an asynchronous electric motor connected through a phase current sensor to the outputs of the voltage inverter on fully controllable keys, a DC source whose outputs are connected through the current sensor to the inverter power circuits, a pulse distributor, a driving generator, an inverter control unit and a comparison unit with current adjusters and comparators [2].

Указанное устройство позволяет обеспечить функционирование электродвигателя с заданной частотой вращения, защиту силовых транзисторов инвертора при увеличении тока выше заданного значения.The specified device allows you to ensure the functioning of the electric motor with a given speed, protection of the power transistors of the inverter with increasing current above a specified value.

Недостатками данного устройства являются невозможность регулирования напряжения питания инвертора и частоты его выходного напряжения, что исключает возможность управления частотой вращения электродвигателя, сужает область применения электропривода, а также достаточная сложность системы токовой защиты.The disadvantages of this device are the impossibility of regulating the supply voltage of the inverter and the frequency of its output voltage, which excludes the possibility of controlling the frequency of rotation of the electric motor, narrows the scope of the electric drive, as well as the sufficient complexity of the current protection system.

Известен электропривод переменного тока, выбранный в качестве прототипа и содержащий электропривод управляемого преобразователя постоянного напряжения, выполненного на базе высокочастотного резонансного инвертора с выпрямителем на выходе, датчика и задатчика напряжения питания инвертора, компаратора напряжения, блока управления преобразователем постоянного напряжения, блока индикации и защиты, преобразователя напряжение-частота, при этом компаратор напряжения является фактически блоком измерения величины отклонения от заданного значения напряжения [3].Known AC electric drive, selected as a prototype and containing an electric drive of a controlled DC-DC converter, based on a high-frequency resonant inverter with a rectifier at the output, a sensor and an inverter supply voltage adjuster, a voltage comparator, a DC-DC converter control unit, an indication and protection unit, a converter voltage-frequency, while the voltage comparator is actually a unit for measuring the deviation from a given o voltage values [3].

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель, инвертор напряжения на полностью управляемых ключах, источник постоянного тока, датчик тока, управляемый задающий генератор, распределитель импульсов управления ключами инвертора, управляемый преобразователь постоянного напряжения с выпрямителем на выходе, блок управления преобразователем постоянного напряжения, датчик и задатчик напряжения питания инвертора, компаратор с оптодиодным элементом на выходе, преобразователь напряжение-частота, блок индикации и защиты и дополнительный блок питания. Датчик тока выполнен на базе трансформатора тока с выпрямителем на выходе. Распределитель импульсов содержит логический элемент НЕ, счетчик импульсов и шесть управляемых логических элементов НЕ. Блок индикации и защиты состоит из пяти логических элементов НЕ, логического элемента 2И-НЕ, управляемого генератора импульсов, двух светоизлучающих диодов, конденсатора, диода, кнопки "Пуск" и трех транзисторов.The AC electric drive contains an asynchronous motor, a voltage inverter on fully controllable switches, a direct current source, a current sensor, a controlled master oscillator, an inverter key control pulse distributor, a controlled constant voltage converter with a rectifier at the output, a DC voltage converter control unit, a sensor and voltage regulator inverter power supply, a comparator with an optodiode element at the output, a voltage-frequency converter, an indication unit and Ita and additional power supply. The current sensor is based on a current transformer with a rectifier at the output. The pulse distributor contains a logic element NOT, a pulse counter and six controllable logic elements NOT. The indication and protection unit consists of five logical elements NOT, a logical element 2I-NOT, a controlled pulse generator, two light-emitting diodes, a capacitor, a diode, a Start button and three transistors.

Указанное устройство позволяет регулировать напряжение питания инвертора напряжения, а следовательно, и напряжения питания асинхронного электродвигателя при одновременном пропорциональном регулировании частоты питающего асинхронный электродвигатель напряжения, стабилизировать напряжение питания асинхронного электродвигателя на заданном уровне, обеспечивать режим ограничения тока и выключение электропривода при коротком замыкании в силовых цепях инвертора и асинхронном электродвигателе, при этом используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ).The specified device allows you to adjust the supply voltage of the voltage inverter, and therefore the supply voltage of the induction motor with simultaneous proportional control of the frequency of the supply voltage of the induction motor, stabilize the supply voltage of the induction motor at a given level, provide current limiting mode and turn off the drive when a short circuit in the inverter power circuits and an asynchronous electric motor, while using a pulse-width th modulation (PWM).

При ШИМ выходное напряжение преобразователя формируется в виде серии импульсов, имеющих более высокую частоту по отношению к 1-й гармонике выходного напряжения. Путем регулирования скважности импульсов можно менять не только выходное напряжение, но и его гармонический состав, получая форму кривой выходного напряжения, близкую к синусоидальной.With PWM, the output voltage of the converter is formed as a series of pulses having a higher frequency with respect to the 1st harmonic of the output voltage. By adjusting the duty cycle of the pulses, it is possible to change not only the output voltage, but also its harmonic composition, obtaining a shape of the output voltage curve close to sinusoidal.

Однако с ростом частоты формирования растут динамические потери, особенно на фронтах переключений импульсов. Увеличение частоты может привести к уменьшению габаритов устройства, но при этом будут расти динамические потери.However, with an increase in the formation frequency, dynamic losses increase, especially at the pulse switching fronts. Increasing the frequency can lead to a decrease in the dimensions of the device, but dynamic losses will increase.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение КПД электропривода переменного тока за счет многократного уменьшения частоты силовых ключей коммутатора сигналов напряжений выпрямителя, за счет получения выходного напряжения, форма кривой которого близка к синусоидальной (максимально приближенной к идеальной синусоиде), что позволит существенно уменьшить потери в электродвигателе.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the AC electric drive by repeatedly reducing the frequency of the power switches of the switch of the rectifier voltage signals, by obtaining the output voltage, the shape of the curve of which is close to sinusoidal (as close as possible to an ideal sinusoid), which will significantly reduce losses in the electric motor.

Технический результат достигается тем, что в электроприводе переменного тока, содержащем асинхронный электродвигатель, источник постоянного тока, задающий генератор, управляемый преобразователь постоянного напряжения с выпрямителем на выходе, блок управления преобразователем постоянного напряжения с формирователем опорного напряжения выпрямителя, датчик напряжения выпрямителя, в отличие от известного, в нем выпрямитель на выходе управляемого преобразователя постоянного напряжения выполнен двуполярным со средней точкой, формирователь опорного напряжения выпрямителя в блоке управления преобразователем постоянного напряжения выполнен в виде формирователя опорного синусоидального напряжения с требуемой (заданной) частотой, а также введены блок фиксации нулевых значений напряжений на выходах, коммутатор сигналов напряжений выпрямителя, распределитель импульсов управления ключами коммутатора сигналов напряжений выпрямителя, при этом к средней точке коммутатора сигналов напряжений выпрямителя подключен один из выводов обмотки асинхронного электродвигателя, второй вывод которой подключен к средней точке выпрямителя, при этом количество вышеперечисленных блоков соответствует количеству фаз асинхронного электродвигателя, а мощность каждого управляемого преобразователя постоянного напряжения с выпрямителем и каждого коммутатора сигналов напряжений выпрямителя должна быть равна мощности соответствующей фазы асинхронного электродвигателя, причем вход каждого блока управления преобразователем постоянного напряжения подсоединен к выходу вновь введенного формирователя симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты питания асинхронного электродвигателя.The technical result is achieved by the fact that in an alternating current electric drive containing an induction motor, a direct current source, a driving generator, a controlled constant voltage converter with a rectifier at the output, a DC voltage converter control unit with a rectifier reference voltage driver, a rectifier voltage sensor, in contrast to the known , in it the rectifier at the output of the controlled DC-DC converter is made bipolar with a midpoint, The rectifier reference voltage generator in the DC-DC converter control unit is made in the form of a reference sinusoidal voltage generator with the required (set) frequency, and also a block for fixing zero voltage values at the outputs, a rectifier voltage signal switch, a pulse distributor for control keys of the rectifier voltage signal switch, are introduced at this to the midpoint of the switch voltage signals of the rectifier is connected to one of the terminals of the winding of an induction motor, the second output of which is connected to the midpoint of the rectifier, while the number of the above blocks corresponds to the number of phases of the induction motor, and the power of each controlled DC / DC converter with a rectifier and each switch of voltage signals of the rectifier should be equal to the power of the corresponding phase of the asynchronous motor, and the input of each converter control unit DC voltage connected to the output of the newly introduced shaper symmetric tr hfaznogo voltage operating frequency of the induction motor power.

Требуемой частотой в рассматриваемом случае является частота питания двигателя.The required frequency in this case is the frequency of the motor.

Повышение КПД возможно за счет многократного уменьшения частоты силовых ключей коммутатора сигналов напряжений выпрямителя по сравнению с ключами инвертора напряжения.An increase in efficiency is possible due to a multiple decrease in the frequency of the power switches of the switch of the rectifier voltage signals in comparison with the keys of the voltage inverter.

Суть изобретения поясняется графическими материалами, на которых приведена функциональная (структурная) схема электропривода переменного тока с трехфазным асинхронным электродвигателем.The essence of the invention is illustrated by graphic materials that show a functional (structural) diagram of an alternating current electric drive with a three-phase asynchronous electric motor.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1, источник постоянного напряжения 2, управляемые преобразователи постоянного напряжения 31, 32, 33 с выпрямителем 41, 42, 43 (двуполярным со средней точкой) соответственно на выходе каждого, блок управления 51, 52, 53 преобразователем постоянного напряжения с формирователем опорного синусоидального напряжения (БУППНФОН), коммутаторы 61, 62, 63 сигналов напряжений выпрямителя, датчики 71, 72, 73 напряжений выпрямителей соответственно, блоки фиксации нулевых значений напряжений на выходах выпрямителя (БФНЗНВВ) 81, 82, 83, распределитель импульсов управления 91, 92, 93 ключами коммутатора, а также формирователь 10 симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты. Источник постоянного тока 2 подсоединен к входам управляемых преобразователей постоянного напряжения (УППН) 31, 32, 33. Выходы выпрямителей 41, 42, 43 связаны с входами датчиков напряжения 71, 72, 73 соответственно, выходы которых в свою очередь подключены соответственно к БФНЗНВВ 81, 82, 83. Выходы БФНЗНВВ 81, 82, 83 через распределители импульсов управления ключами коммутатора (РИУКК) 91, 92, 93 связаны соответственно с коммутаторами сигналов напряжений выпрямителя 61, 62, 63, выход БУППНФОН 51, 52, 53 в свою очередь связан с управляемым преобразователем постоянного напряжения. Выходы формирователя симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты (ФСТНРЧ) 10 связаны со вторыми входами БУППНФОН 51, 52, 53.The AC electric drive contains an asynchronous electric motor 1, a constant voltage source 2, controlled DC voltage converters 3 1 , 3 2 , 3 3 with a rectifier 4 1 , 4 2 , 4 3 (bipolar with a midpoint), respectively, at the output of each, control unit 5 1 5 2 , 5 3 DC-DC converter with a sinusoidal reference voltage driver (BUPPNFON), switches 6 1 , 6 2 , 6 3 signals of the voltage of the rectifier, sensors 7 1 , 7 2 , 7 3 of the voltage of the rectifiers, respectively, blocks for fixing zero values of voltage the outputs of the rectifier (BFNZNVV) 8 1 , 8 2 , 8 3 , the distributor of control pulses 9 1 , 9 2 , 9 3 switch keys, as well as the shaper 10 of a symmetrical three-phase voltage of the operating frequency. The DC source 2 is connected to the inputs of the controlled DC / DC converters (UPPN) 3 1 , 3 2 , 3 3 . The outputs of the rectifiers 4 1 , 4 2 , 4 3 are connected to the inputs of the voltage sensors 7 1 , 7 2 , 7 3, respectively, the outputs of which in turn are connected respectively to the BFNZNVV 8 1 , 8 2 , 8 3 . The outputs of the BFNZNVV 8 1 , 8 2 , 8 3 through the pulse distributors of the switch key management switch (RIUKK) 9 1 , 9 2 , 9 3 are connected respectively with the switch rectifier voltage signals 6 1 , 6 2 , 6 3 , the output BUPPNFON 5 1 , 5 2 , 5 3 in turn is connected to a controlled DC / DC converter. The outputs of the shaper of a symmetric three-phase voltage of the operating frequency (FSTNRCH) 10 are connected to the second inputs of BUPPNFON 5 1 , 5 2 , 5 3 .

При этом каждый из выпрямителей 41, 42, 43 выполнен двуполярным со средней точкой, а к средней точке коммутатора сигналов напряжения выпрямителя подключен один из выводов обмотки одной из фаз асинхронного электродвигателя, второй вывод которой подключен к средней точке выпрямителя.In this case, each of the rectifiers 4 1 , 4 2 , 4 3 is made bipolar with a midpoint, and one of the winding terminals of one of the phases of the induction motor is connected to the midpoint of the rectifier voltage signal switch, the second terminal of which is connected to the midpoint of the rectifier.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства, начиная с описания работы блоков, формирующих напряжение питания в одной из фаз двигателя.Consider the operation of the proposed device, starting with a description of the operation of the blocks that form the supply voltage in one of the phases of the engine.

Один из выводов каждой статорной обмотки асинхронного электродвигателя 1 подключен к нулевому выводу соответствующего выпрямителя 41, а второй вывод каждой обмотки подключен к выходу коммутатора 61 сигналов напряжений выпрямителя, входы которого подключены к положительному и отрицательному выходам двуполярного выпрямителя 41, к которым также подключен вход датчика напряжения 71. Вход двуполярного выпрямителя 41 соединен с выходом управляемого преобразователя постоянного напряжения 31, вход которого подключен к источнику постоянного напряжения 2.One of the terminals of each stator winding of the induction motor 1 is connected to the zero terminal of the corresponding rectifier 4 1 , and the second terminal of each winding is connected to the output of the switch 6 1 of the voltage signals of the rectifier, the inputs of which are connected to the positive and negative outputs of the bipolar rectifier 4 1 , to which it is also connected voltage sensor input 7 1 . The input of the bipolar rectifier 4 1 is connected to the output of the controlled DC / DC converter 3 1 , the input of which is connected to a constant voltage source 2.

Управляющий вход преобразователя 31 постоянного напряжения соединен с выходом блока управления 51 преобразователем постоянного напряжения с опорным синусоидальным напряжения Esin Ωt, вход которого подключен к одному из выходов формирователя симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты 10. Выход датчика напряжения 71 соединен с входом блока фиксации нулевых значений напряжения 81 на выходах выпрямителя, выход которого подключен к входу распределителя импульсов управления 91 ключами коммутатора сигналов напряжений выпрямителя, выход которого соединен с входом управления коммутатора 61 сигналов напряжений выпрямителя.The control input of the DC / DC converter 3 1 is connected to the output of the control unit 5 1 DC / DC converter with a sinusoidal reference voltage Esin Ωt, the input of which is connected to one of the outputs of the symmetric three-phase voltage driver of the operating frequency 10. The output of the voltage sensor 7 1 is connected to the input of the zero-fixing block voltages at outputs 1 August rectifier, whose output is connected to the input control pulse distributor 1 September key switch rectifier voltage signals, turn is connected to the control input of switch 6 January rectifier voltage signals.

Питание каждой фазы асинхронного электродвигателя 1 осуществляется переменным напряжением, каждая полуволна которого соответствующей полярности через коммутатор 61 сигналов напряжений выпрямителя подается на второй вывод обмоток, первый вывод которых подключен к средней точке двуполярного выпрямителя 41 питания каждой фазы. Текущие значения положительного и отрицательного напряжений на выходах двуполярного выпрямителя 41 определяются уровнем переменного напряжения высокой частоты, поступающего на вход двуполярного выпрямителя 41 от управляемого преобразователя 31 постоянного напряжения, питаемого от источника постоянного напряжения 2. Управляемый преобразователь 31 постоянного напряжения по сигналу от блока управления преобразователем постоянного напряжения 51 с опорным синусоидальным напряжением изменяет значения выходного переменного напряжения по синусоидальному закону. Формирователь 10 симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты обеспечивает необходимый фазовый сдвиг между блоками управления преобразователями постоянного напряжения 51, получая, таким образом, из выходных напряжений управляемых преобразователей 31 постоянного напряжения высокочастотную трехфазную сеть, модулированную частотой, определяемой сигналом опорного синусоидального напряжения в блоке управления преобразователем постоянного напряжения 51. После выпрямления высокочастотного модулированного напряжения на положительном и отрицательном входах питания коммутатора 61 сигналов напряжений выпрямителя появляются напряжения, амплитуда которых изменяется от нуля до максимальных по модулю значений и снова до нуля по синусоидальному закону с частотой опорного синусоидального напряжения блока управления преобразователем постоянного напряжения 51. Информация от датчика напряжения 71 выпрямителя поступает в блок фиксации нулевых значений напряжения 81 на выходах выпрямителя, который при нулевом напряжении через распределитель импульсов управления 91 ключами коммутатора сигналов напряжений выпрямителя включает на полпериода опорного синусоидального напряжения тот ключ коммутатора 61 сигналов напряжений выпрямителя, который подключает обмотку двигателя к напряжению той полярности, которая требуется на формируемом полупериоде. При следующем нулевом значении напряжения блок фиксации нулевых значений напряжения 81 на выходах выпрямителя, распределитель импульсов управления 91 ключами коммутатора сигналов напряжений выпрямителя, отключив ранее включенный ключ, включает на полпериода опорного синусоидального напряжения ключ коммутатора 61 сигналов напряжений выпрямителя, подключающий обмотку двигателя к напряжению противоположной полярности, обеспечивая тем самым протекание переменного тока в обмотках асинхронного электродвигателя 1.The power of each phase of the induction motor 1 is carried out by alternating voltage, each half-wave of which is of the corresponding polarity through the switch 6 1 of the voltage signals of the rectifier is supplied to the second output of the windings, the first output of which is connected to the midpoint of the bipolar rectifier 4 1 power supply of each phase. The current values of the positive and negative voltages at the outputs of a bipolar rectifier 4 1 are determined by the level of an alternating voltage of high frequency supplied to the input of a bipolar rectifier 4 1 from a controlled converter 3 1 of a constant voltage supplied from a source of constant voltage 2. A controlled converter 3 1 of a constant voltage by a signal from converter control unit 5 V DC 1 reference sinusoidal voltage changes the output AC voltages a sinusoidal law. Shaper 10 of a symmetric three-phase voltage of the operating frequency provides the necessary phase shift between the control units of the DC / DC converters 5 1 , thereby obtaining from the output voltages of the controlled DC / DC converters 3 1 a high-frequency three-phase network, modulated by the frequency determined by the reference sinusoidal voltage signal in the converter control unit DC voltage 5 1 . After rectification of the high-frequency modulated voltage at the positive and negative power inputs of the switch 6 1 of the rectifier voltage signals, voltages appear, the amplitude of which varies from zero to maximum values in absolute value and again to zero according to a sinusoidal law with the frequency of the reference sinusoidal voltage of the control unit of the DC / DC converter 5 1 . Information on the voltage July 1 rectifier sensor is supplied to the block fixation zero values 8 V 1 on the rectifier output, which is at zero voltage through the control pulse distributor 1 September keys voltage signals switch rectifier comprises a half-period of the reference sinusoidal voltage the switch-key 6 January rectifier voltage signal, which connects the motor winding to the voltage of that polarity, which is required on the formed half-cycle. At the next zero voltage value, the unit for fixing zero voltage values of 8 1 at the outputs of the rectifier, the distributor of control pulses 9 1 of the switch keys of the rectifier voltage signals switch, turning off the previously turned on key, turns on the half-period of the reference sinusoidal voltage switch key 6 1 of the rectifier voltage signals connecting the motor winding to voltage of opposite polarity, thereby ensuring the flow of alternating current in the windings of an induction motor 1.

Аналогичным образом работают блоки, формирующие напряжение питания в остальных фазах двигателя.Similarly, the blocks that form the supply voltage in the remaining phases of the motor work in the same way.

Коммутатор напряжения выпрямителя для каждой фазы представляет собой полумост на IGBT или полевых транзисторах на ток и напряжение, определяемые параметрами обмоток электродвигателя, а требования к быстродействию транзисторов определяются частотой питания электродвигателя [4].The rectifier voltage switch for each phase is a half-bridge on IGBT or field effect transistors for current and voltage, determined by the parameters of the motor windings, and the performance requirements of the transistors are determined by the frequency of the electric motor [4].

Распределитель импульсов управления коммутатора напряжения выпрямителя может быть выполнен на основе драйверов фирмы Intersil или Intemational Rectifier, предназначенных для управления затворами транзисторов в полумостовых схемах (см. каталог продукции фирм эл. компоненты 2003, Платан, с.12).The distributor of control pulses of the rectifier voltage switch can be made on the basis of Intersil or Intemational Rectifier drivers designed to control transistor gates in half-bridge circuits (see the product catalog of electronic components companies 2003, Platan, p.12).

Блок фиксации нулевых значений напряжения на выходах выпрямителя может быть выполнен с использованием микросхем, включающих в свою структуру детектор нуля, например, контроллеры фактора мощности МС33262, МС34262 производства фирмы ON Semiconductor (каталог эл. компоненты 2003, Платан, стр.40) или схема может быть реализована на компараторе AD 8561,8598, AD 790JN, 521САЗ.The unit for fixing zero voltage values at the rectifier outputs can be performed using microcircuits that include a zero detector in their structure, for example, power factor controllers MC33262, MC34262 manufactured by ON Semiconductor (electronic components catalog 2003, Platan, p.40) or a circuit may be implemented on the comparator AD 8561.8598, AD 790JN, 521САЗ.

Формирователь симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты может быть выполнен на основе 3-фазных драйверов фирмы Intemational Rectifier (см. каталог эл. компоненты 2003, Платан, с.13).The generator of a symmetric three-phase voltage of the operating frequency can be performed on the basis of 3-phase drivers from Intemational Rectifier (see the catalog of electronic components 2003, Platan, p.13).

Управляемый преобразователь постоянного напряжения может быть выполнен по любой из известных схем с регулированием выходного напряжения, а блок управления преобразователем постоянного напряжения с опорным синусоидальным напряжением может быть реализован на цифровых генераторах синуса AD9830, AD9831, AD9832, AD9834, AD9835 с возможностью частотной/фазовой манипуляции производства фирмы Analog Devices (ЗАО "АРГУС СОФТ Компани", каталог 2005, стр.19).The controlled DC / DC converter can be performed according to any of the known schemes with output voltage regulation, and the control unit of the DC / DC converter with a reference sinusoidal voltage can be implemented on digital sine generators AD9830, AD9831, AD9832, AD9834, AD9835 with the possibility of frequency / phase manipulation of production Analog Devices (CJSC "ARGUS SOFT Company", catalog 2005, p. 19).

Таким образом, предлагаемый электропривод переменного тока позволяет осуществить регулирование частоты вращения асинхронного электродвигателя с высокими энергетическими характеристиками, существенно повысив коэффициент полезного действия, и уменьшить стоимость устройства в целом. Стоимость силовых элементов, формирующих ШИМ-синусоиды, составляет существенную часть преобразователя, т.к. повышение частотных характеристик силовых элементов приводит к увеличению цены на порядок. В предлагаемом же электроприводе переменного тока частота переключения силовых элементов определяется требуемой частотой выходного напряжения питания двигателя, что редко превышает 2000 Гц.Thus, the proposed AC drive allows you to control the speed of an induction motor with high energy characteristics, significantly increasing the efficiency, and reduce the cost of the device as a whole. The cost of the power elements forming the PWM sinusoid is an essential part of the converter, because an increase in the frequency characteristics of power elements leads to an increase in prices by an order of magnitude. In the proposed AC electric drive, the switching frequency of the power elements is determined by the required frequency of the output voltage of the motor supply, which rarely exceeds 2000 Hz.

ЛитератураLiterature

1. Авторское свидетельство СССР №1471278, кл. Н 02 Р 7/42, 1987.1. USSR copyright certificate No. 1471278, cl. H 02 P 7/42, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР №1450765, кл. Н 02 Р 7/42, Н 02 Р 7/10, 1979.2. USSR author's certificate No. 1450765, cl. H 02 P 7/42, H 02 P 7/10, 1979.

3. Патент RU №2054223, МПК 6: Н 02 Р 7/42, 10.02.1996 - прототип.3. Patent RU No. 2054223, IPC 6: H 02 P 7/42, 02/10/1996 - prototype.

4. "Статистические агрегаты бесперебойного питания" под ред. Ф.И.Ковалева, М., Энергоатомиздат, 1992, сс.84-87, 224-227.4. "Statistical Uninterruptible Power Supplies", ed. F.I. Kovaleva, M., Energoatomizdat, 1992, pp. 84-87, 224-227.

Claims (1)

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, источник постоянного тока, подключенный к входам управляемых преобразователей постоянного напряжения, количество которых равно количеству фаз асинхронного двигателя, выпрямители на выходах управляемых преобразователей постоянного напряжения, блоки управления преобразователями постоянного напряжения, датчики напряжения выпрямителей, выпрямители на выходах управляемых преобразователей постоянного напряжения выполнены двуполярными с нулевой точкой, блоки управления преобразователями постоянного напряжения снабжены формирователями опорного синусоидального напряжения выпрямителя с требуемой частотой, введены блоки фиксации нулевых значений напряжений, выходы которых подключены ко входам блоков формирования опорного синусоидального напряжения выпрямителей, коммутаторы сигналов напряжений выпрямителей, распределители импульсов управления ключами коммутаторов сигналов напряжений выпрямителей, к нулевому выводу соответствующего выпрямителя подключен один из выводов каждой обмотки асинхронного двигателя, второй вывод каждой обмотки асинхронного двигателя подключен к выходу коммутатора сигналов напряжения выпрямителя, входы блоков фиксации нулевых значений напряжения соединены с выходами датчиков напряжения выпрямителя, а выходы подключены к входам распределителей импульсов управления ключами коммутатора, а мощность каждого управляемого преобразователя постоянного напряжения с выпрямителем и каждого коммутатора сигналов напряжений выпрямителя равна мощности соответствующей фазы асинхронного электродвигателя, причем вход каждого блока управления преобразователем постоянного напряжения подсоединен к выходу вновь введенного формирователя симметричного трехфазного напряжения рабочей частоты питания асинхронного электродвигателя.An AC drive containing an asynchronous electric motor, a direct current source connected to the inputs of controlled DC / DC converters, the number of which is equal to the number of phases of the asynchronous motor, rectifiers at the outputs of controlled DC / DC converters, control units for DC / DC converters, voltage sensors of rectifiers, rectifiers at the outputs of controlled DC / DC converters are made bipolar with a zero point, the blocks are the control panels with DC voltage converters are equipped with shapers of the reference sinusoidal voltage of the rectifier with the required frequency, zero voltage fixing blocks are introduced, the outputs of which are connected to the inputs of the blocks of the formation of the reference sinusoidal voltage of the rectifiers, rectifier voltage signal switches, pulse distributors of control keys of the rectifier voltage signal switches, to the zero output of the corresponding rectifier, one of the terminals of each winding is connected asynchronous motor, the second output of each winding of the induction motor is connected to the output of the rectifier voltage signal commutator, the inputs of the voltage zero-fixing blocks are connected to the outputs of the rectifier voltage sensors, and the outputs are connected to the inputs of the pulse distributors of switch control keys, and the power of each controlled DC-voltage converter with rectifier and each rectifier voltage signal switch is equal to the power of the corresponding phase of the asynchronous electric motor of Tell, wherein each DC voltage converter control unit input is connected to the output of the newly inputted symmetrical three-phase voltage shaper operating frequency of the induction motor power.
RU2005119412/09A 2005-06-23 2005-06-23 Ac drive RU2289197C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119412/09A RU2289197C1 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Ac drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119412/09A RU2289197C1 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Ac drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2289197C1 true RU2289197C1 (en) 2006-12-10

Family

ID=37665713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119412/09A RU2289197C1 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Ac drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2289197C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8222857B2 (en) 2007-09-25 2012-07-17 Mitsubishi Electric Corporation Motor controlling device
US8278855B2 (en) 2007-10-29 2012-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Controller of motor preventing an increase in inverter loss
RU2528621C2 (en) * 2009-06-11 2014-09-20 Итон Корпорейшн System and method for dynamic control of active power at load
RU2549172C2 (en) * 2013-07-01 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" Control method of non-linear dynamics of dc-to-dc converter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8222857B2 (en) 2007-09-25 2012-07-17 Mitsubishi Electric Corporation Motor controlling device
US8278855B2 (en) 2007-10-29 2012-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Controller of motor preventing an increase in inverter loss
RU2528621C2 (en) * 2009-06-11 2014-09-20 Итон Корпорейшн System and method for dynamic control of active power at load
RU2549172C2 (en) * 2013-07-01 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" Control method of non-linear dynamics of dc-to-dc converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmed et al. A new configuration of single-phase symmetrical PWM AC chopper voltage controller
US10434882B2 (en) Track-bound vehicle converter
RU2303851C1 (en) Multilevel static frequency converter for feeding induction and synchronous motors
CN110048617B (en) Split-phase power conversion apparatus, method and system
US7433216B2 (en) Voltage control and harmonic minimization of multi-level converter
JP4735188B2 (en) Power converter
RU2289197C1 (en) Ac drive
US7327587B2 (en) System and method for power conversion
US20150061612A1 (en) Switch mode power supply
US6643156B2 (en) Transformerless two-phase inverter
Jibhakate et al. Power factor improvement using nine switch AC-DC-AC converter
KR100902940B1 (en) System for controlling switch of single-phase double conversion ups
US11728746B2 (en) Current source inverter and method of operating a current source inverter
Artal-Sevil et al. Asymmetrical multilevel inverter with staircase modulation for variable frequency drives in fractional horsepower applications
RU2204880C2 (en) Off-line multilevel phase voltage inverter
Deshmukh et al. Unity Power Factor Three Phase Induction Motor Drive Using Combined Extinction Angle and PWM Controlled Technique
Bhambare et al. Single phase to three phase MOSFET based inverter
Aydogmus et al. Design of a two-phase pmsm fed by an ac-ac converter
Singh et al. Half bridge boost converter for power quality improvement in PMBLDCM drive
EP1860761B1 (en) Device and method for controlling inverters connected in series
Chaudhary et al. IMPLEMENTATION OF AC INDUCTION MOTOR CONTROL USING CONSTANT V/HZ PRINCIPLE AND SINE WAVE PWM TECHNIQUE WITH TMS320F28027
JP4389531B2 (en) Power converter
RU174075U1 (en) FREQUENCY CONVERTER
JPH0652998B2 (en) Method and device for controlling control voltage of three-phase inverter for AC motor power supply
KR101680025B1 (en) Multi phase alternation method of parallel ups for increasing efficiency and light weight of ups

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080926

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100624