RU2403669C1 - Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter - Google Patents
Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2403669C1 RU2403669C1 RU2009131941/07A RU2009131941A RU2403669C1 RU 2403669 C1 RU2403669 C1 RU 2403669C1 RU 2009131941/07 A RU2009131941/07 A RU 2009131941/07A RU 2009131941 A RU2009131941 A RU 2009131941A RU 2403669 C1 RU2403669 C1 RU 2403669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistors
- phase
- winding
- stator
- odd
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к преобразователям частоты и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя.The present invention relates to frequency converters and can be used in a controlled AC drive for power from a single-phase network of a single-phase two-winding asynchronous electric motor.
Известен однофазный 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 конденсатора соединена с нулем питающей сети (Копылов И.П. Электрические машины: учебник для вузов / И.П.Копылов. М.: Высшая школа, 2006. - С.343, рис.3.96).A single-phase capacitor motor is known in which the first output of the first winding is connected to zero of the supply network, and the second output of the first winding is connected to the first output of the second winding and to the phase of the supply network. The second output of the second winding is connected to the first lining of the paper capacitor. The second lining of the capacitor is connected to zero of the supply network (IP Kopylov Electric machines: a textbook for high schools / IP Kopylov. M .: Higher school, 2006. - P.343, Fig. 3.96).
Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности регулирования скорости вращения электродвигателя и повышенные габариты, а также низкая надежность вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости и непредсказуемость направления вращения электропривода.The disadvantages of this device are the inability to control the speed of rotation of the electric motor and the increased dimensions, as well as low reliability due to the need to use paper capacitors of large capacity and the unpredictability of the direction of rotation of the electric drive.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является одномостовая схема инвертора тока, с помощью которого осуществляется регулирование частоты напряжения, поступающего на каждую из обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, содержащая реверсивные полупроводниковые коммутаторы, выполненные на полупроводниковых ключах, которые соединены с питающей сетью постоянного тока и предназначены для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, а также сглаживающий силовой реактор и запирающий бумажный конденсатор, параллельно подключенный к обмотке двигателя. Каждый реверсивный полупроводниковый коммутатор выполнен на четырех тиристорах. Один выход сглаживающего силового реактора подключен к плюсу сети постоянного тока, а второй выход - к анодам двух тиристоров. Катоды этих тиристоров подключены к обмотке двигателя и обкладкам конденсатора соответственно, а также к анодам другой пары тиристоров. Катоды последней пары тиристоров предназначены для подключения к минусу сети постоянного тока (Лабунцов В.А. Автономные тиристорные инверторы / В.А.Лабунцов, Г.А.Ривкин, Г.И.Шевченко. - М.-Л.: Энергия, 1967. - С.20, рис.7в).The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a single-bridge current inverter circuit with which the frequency of the voltage supplied to each of the windings of a single-phase two-winding asynchronous motor is controlled, which contains reversible semiconductor switches made on semiconductor switches that are connected with a direct current supply network and are intended for connection with stator windings of a single-phase two-winding th asynchronous motor and power smoothing reactor and locking paper capacitor, connected in parallel to the motor winding. Each reversible semiconductor switch is made on four thyristors. One output of the smoothing power reactor is connected to the plus of the direct current network, and the second output is connected to the anodes of the two thyristors. The cathodes of these thyristors are connected to the motor winding and capacitor plates, respectively, as well as to the anodes of another pair of thyristors. The cathodes of the last pair of thyristors are designed to connect to the minus of the DC network (V. Labunts. Autonomous thyristor inverters / V. A. Labuntsov, G. A. Rivkin, G. I. Shevchenko. - M.-L.: Energy, 1967 . - C.20, Fig. 7c).
Основными недостатками описанного устройства являются увеличенные габариты, высокая стоимость, а также низкая надежность вследствие использования запирающих бумажных конденсаторов для обеспечения емкостного запирания тиристоров и возникновения опасности не закрытия тиристоров при перемене направления протекания тока по статорной обмотке и, как следствие, прорыв инвертора, то есть короткое замыкание источника постоянного тока.The main disadvantages of the described device are the increased dimensions, high cost, and low reliability due to the use of locking paper capacitors to ensure capacitive locking of the thyristors and the danger of not closing the thyristors when the current flow direction changes along the stator winding and, as a result, the inverter breaks, i.e., a short short circuit of a direct current source.
Предлагаемым изобретением решается задача уменьшения габаритов, повышения экономичности и надежности устройства за счет уменьшения числа полупроводниковых ключей при отсутствии необходимости использования запирающих бумажных конденсаторов и сглаживающего реактора в силовой части устройства.The present invention solves the problem of reducing the dimensions, increasing the efficiency and reliability of the device by reducing the number of semiconductor switches in the absence of the need to use locking paper capacitors and a smoothing reactor in the power part of the device.
Для решения поставленной задачи в полупроводниковом устройстве регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, содержащем реверсивные полупроводниковые коммутаторы, выполненные на полупроводниковых ключах, которые соединены с питающей сетью постоянного тока и предназначены для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя, согласно изобретению использован диодный мост, подключенный к фазе и нулю питающей сети переменного тока, каждый из трех реверсивных полупроводниковых коммутаторов выполнен на двух транзисторах, причем коллекторы нечетных транзисторов каждого полупроводникового коммутатора подключены к плюсу питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения, эмиттеры нечетных транзисторов соединены с коллекторами четных транзисторов, а эмиттеры четных транзисторов подключены к минусу питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения. Общая средняя точка соединения нечетного и четного транзисторов первого реверсивного полупроводникового коммутатора предназначена для подключения к объединенным входам статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Общая средняя точка соединения нечетного и четного транзисторов второго реверсивного полупроводникового коммутатора предназначена для соединения с выходом первой статорной обмотки двигателя. Общая средняя точка соединения нечетного и четного транзисторов третьего реверсивного полупроводникового коммутатора предназначена для соединения с выходом второй статорной обмотки асинхронного однофазного двухобмоточного двигателя.To solve the problem, in a semiconductor device for controlling the speed of a single-phase two-winding induction motor, which contains reversible semiconductor switches made on semiconductor switches that are connected to a DC power network and are designed to connect to the stator windings of a single-phase two-winding asynchronous motor, according to the invention, a diode bridge connected to phase and zero of the AC mains, each of the three reversible half Vodnikova switches formed on the two transistors, the collectors of transistors each odd semiconductor switch connected to the positive full-wave rectified mains voltage, the emitters of the odd transistors are connected to the collectors of transistors of even and odd emitters of transistors are connected to negative full-wave rectified mains voltage. The common midpoint of the connection of the odd and even transistors of the first reversing semiconductor switch is designed to connect to the combined inputs of the stator windings of a single-phase two-winding asynchronous motor. The common midpoint of the connection of the odd and even transistors of the second reversing semiconductor switch is for connecting to the output of the first stator winding of the motor. The common midpoint of the connection of the odd and even transistors of the third reversing semiconductor switch is designed to connect to the output of the second stator winding of an asynchronous single-phase two-winding motor.
Использование полупроводникового устройства регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя обуславливает создание различных типов вращающихся магнитных полей статора путем алгоритмической коммутации транзисторов, что позволяет получить не только требуемое направление тока в обмотках статора, но и регулировку частоты вращающего магнитного поля статора, а следовательно, и скорости электродвигателя.The use of a semiconductor device for controlling the speed of a single-phase two-winding asynchronous motor causes the creation of various types of rotating stator magnetic fields by means of algorithmic switching of transistors, which makes it possible to obtain not only the required current direction in the stator windings, but also the frequency of the stator rotating magnetic field and, therefore, the speed of the electric motor.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого полупроводникового устройства регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя; на фиг.2 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из трех фиксированных положений; на фиг.3 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из четырех фиксированных положений; на фиг.4 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из шести фиксированных положений; на фиг.5 - векторная диаграмма вращения магнитного потока поля статора, состоящего из восьми фиксированных положений; на фиг.6 - пофазное изменение магнитного потока в статорных обмотках в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.2; на фиг.7 - пофазное изменение магнитного потока в статорных обмотках в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.3; на фиг.8 - пофазное изменение магнитного потока в статорных обмотках в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.4; на фиг.9 - пофазное изменение магнитного потока в статорных обмотках в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.5.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a circuit diagram of a semiconductor device for controlling the speed of a single-phase two-winding induction motor; figure 2 is a vector diagram of the rotation of the magnetic flux of the stator field, consisting of three fixed positions; figure 3 is a vector diagram of the rotation of the magnetic flux of the stator field, consisting of four fixed positions; figure 4 is a vector diagram of the rotation of the magnetic flux of the stator field, consisting of six fixed positions; figure 5 is a vector diagram of the rotation of the magnetic flux of the stator field, consisting of eight fixed positions; figure 6 - phase-by-phase change of the magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram depicted in figure 2; figure 7 - phase-by-phase change in magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram shown in figure 3; on Fig - phase-by-phase change in magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram depicted in figure 4; in Fig.9 - phase-by-phase change in the magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram depicted in Fig.5.
Кроме того, на чертежах изображено следующее:In addition, the drawings show the following:
- Uсети - напряжение, поступающее от источника питания переменного напряжения;- U network - voltage coming from an AC voltage power source;
- Uвыпр - выпрямленное напряжение;- U rect - rectified voltage;
- t - текущее время;- t is the current time;
- Ф - фаза;- f - phase;
- 0 - ноль;- 0 - zero;
- C1-C4 - выводы статорных обмоток двухфазного асинхронного двигателя;- C1-C4 - conclusions of stator windings of a two-phase asynchronous motor;
- L1, L2 - статорные обмотки.- L1, L2 - stator windings.
- VT1-VT6 - транзисторы;- VT1-VT6 - transistors;
- I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора асинхронного двигателя;- I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII - sequential fixed positions of the magnetic flux vector of a circular rotating field of the stator of an induction motor;
- дугообразные линии со стрелками - направления вращения магнитного поля статора;- arcuate lines with arrows - directions of rotation of the stator magnetic field;
- прямые линии со стрелками - направления магнитного потока в соответствующей обмотке статора.- straight lines with arrows - directions of the magnetic flux in the corresponding stator winding.
Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя содержит три реверсивных полупроводниковых коммутатора, выполненных на полупроводниковых ключах, каждый из которых состоит из двух транзисторов, подсоединенных к диодному однофазному двухполупериодному мосту, обеспечивающему выпрямленное двухполупериодное напряжение, который используется для векторно-алгоритмической коммутации обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Полупроводниковые ключи соединены с питающей сетью постоянного тока и предназначены для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя.The semiconductor device for controlling the speed of a single-phase two-winding induction motor contains three reversible semiconductor switches made on semiconductor switches, each of which consists of two transistors connected to a diode single-phase two-half-wave bridge providing a rectified two-half-wave voltage that is used for vector-algorithmic single-phase asynchronous asynchronous switching engine. The semiconductor switches are connected to the DC supply network and are intended for connection with the stator windings of a single-phase two-winding induction motor.
Так, первый реверсивный полупроводниковый коммутатор выполнен на нечетном и четном транзисторах 1 (VT1) и 2 (VT2), второй реверсивный полупроводниковый коммутатор выполнен на нечетном и четном транзисторах 3 (VT3) и 4 (VT4), и третий полупроводниковый коммутатор выполнен на нечетном и четном транзисторах 5 (VT5) и 6 (VT6). Транзисторы 1, 2, 3, 4, 5, 6 (VT1-VT6) подключены по два транзистора встречно-параллельно.So, the first reversible semiconductor switch is made on the odd and even transistors 1 (VT1) and 2 (VT2), the second reversible semiconductor switch is made on the odd and even transistors 3 (VT3) and 4 (VT4), and the third semiconductor switch is made on the odd and even transistors 5 (VT5) and 6 (VT6).
В первом реверсивном полупроводниковом коммутаторе коллектор нечетного транзистора 1 (VT1) соединен с плюсом диодного моста 7, то есть с плюсом питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения, а эмиттер нечетного транзистора 1 (VT1) соединен с коллектором четного транзистора 2 (VT2). Средняя общая точка соединения нечетного транзистора 1 (VT1) и четного транзистора 2 (VT2) предназначена для соединения с объединенными входами 8 (С2), 9 (С4) первой 10 (L1) и второй 11 (L2) статорных обмоток асинхронного однофазного двухобмоточного двигателя. Эмиттер четного транзистора 2 (VT2) соединен с минусом диодного моста 7, то есть с минусом питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения.In the first reversible semiconductor switch, the collector of the odd transistor 1 (VT1) is connected to the plus of the diode bridge 7, that is, to the plus of the supply network of the rectified half-wave voltage, and the emitter of the odd transistor 1 (VT1) is connected to the collector of the even transistor 2 (VT2). The average common connection point of the odd transistor 1 (VT1) and the even transistor 2 (VT2) is designed to connect with the combined inputs 8 (C2), 9 (C4) of the first 10 (L1) and second 11 (L2) stator windings of an asynchronous single-phase two-winding motor. The emitter of the even transistor 2 (VT2) is connected to the minus of the diode bridge 7, that is, to the minus of the supply network of the rectified half-wave voltage.
Во втором реверсивном полупроводниковом коммутаторе коллектор нечетного транзистора 3 (VT3) соединен с плюсом диодного моста 7, то есть с плюсом питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения, а эмиттер нечетного транзистора 3 (VT3) соединен с коллектором четного транзистора 4 (VT4). Средняя общая точка соединения нечетного транзистора 3 (VT3) и четного транзистора 4 (VT4) предназначена для соединения с выходом 12 (C1) первой 10 (L1) статорной обмотки асинхронного однофазного двухобмоточного двигателя. Эмиттер транзистора 4 (VT4) соединен с минусом диодного моста 7, то есть с минусом питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения.In the second reversible semiconductor switch, the collector of the odd transistor 3 (VT3) is connected to the plus of the diode bridge 7, that is, to the plus of the supply network of the rectified half-wave voltage, and the emitter of the odd transistor 3 (VT3) is connected to the collector of the even transistor 4 (VT4). The average common connection point of the odd transistor 3 (VT3) and the even transistor 4 (VT4) is designed to connect with the output 12 (C1) of the first 10 (L1) stator winding of an asynchronous single-phase two-winding motor. The emitter of transistor 4 (VT4) is connected to the minus of the diode bridge 7, that is, to the minus of the supply network of the rectified half-wave voltage.
В третьем реверсивном полупроводниковом коммутаторе коллектор нечетного транзистора 5 (VT5) соединен с плюсом диодного моста 7, то есть с плюсом питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения, а эмиттер нечетного транзистора 5 (VT5) соединен с коллектором четного транзистора 6 (VT6). Средняя общая точка соединения нечетного транзистора 5 (VT5) и четного транзистора 6 (VT6) предназначена для соединения с выходом 13 (C3) второй 11 (L2) статорной обмотки асинхронного однофазного двухобмоточного двигателя. Эмиттер транзистора 6 (VT6) соединен с минусом диодного моста 7, то есть с минусом питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения.In the third reversible semiconductor switch, the collector of the odd transistor 5 (VT5) is connected to the plus of the diode bridge 7, that is, to the plus of the power supply network of the rectified half-wave voltage, and the emitter of the odd transistor 5 (VT5) is connected to the collector of the even transistor 6 (VT6). The average common connection point of the odd transistor 5 (VT5) and the even transistor 6 (VT6) is designed to connect to the output 13 (C3) of the second 11 (L2) stator winding of an asynchronous single-phase two-winding motor. The emitter of transistor 6 (VT6) is connected to the minus of the diode bridge 7, that is, to the minus of the supply network of the rectified half-wave voltage.
С помощью полупроводникового устройства регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя возможно осуществить векторно-алгоритмическое управление однофазным двухобмоточным асинхронным электродвигателем, создавая несколько типов вращающихся полей статора: прохождением трех, или четырех, или шести, или восьми последовательных фиксированных положений вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора двигателя.Using a semiconductor device for controlling the speed of a single-phase two-winding induction motor, it is possible to carry out vector-algorithmic control of a single-phase two-winding asynchronous motor, creating several types of rotating stator fields: the passage of three, or four, or six, or eight consecutive fixed positions of the magnetic flux vector of a circular rotating field of the motor stator .
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора двухфазного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг.2, в последовательности I-II-III, необходимо подавать управляющие импульсы на транзисторы 1, 2, 3, 4, 5, 6 (VT1-VT6) в следующем порядке:To ensure rotation of the magnetic flux vector of the stator field of a two-phase asynchronous motor in accordance with the vector diagram shown in figure 2, in the sequence I-II-III, it is necessary to apply control pulses to
- в первый полупериод выпрямленного напряжения включаются и работают транзисторы 5 (VT5) и 2 (VT2), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 11 (L2) в показанном направлении;- in the first half-period of the rectified voltage, transistors 5 (VT5) and 2 (VT2) turn on and work, providing I a fixed position of the stator magnetic flux when current flows along the stator winding 11 (L2) in the direction shown;
- во второй полупериод выпрямленного напряжения выключаются транзисторы 5 (VT5) и 2 (VT2), включаются и работают транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4) и 6 (VT6), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорным обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении;- in the second half-period of the rectified voltage, transistors 5 (VT5) and 2 (VT2) turn off, transistors 1 (VT1), 4 (VT4) and 6 (VT6) turn on and work, providing II a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator windings 10 (L1) and 11 (L2) in the direction shown;
- в третий полупериод выпрямленного напряжения выключаются транзисторы 1 (VT1) и 4 (VT4), включаются и работают транзисторы 3 (VT3) и 6 (VT6), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорным обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении.- in the third half-period of the rectified voltage, transistors 1 (VT1) and 4 (VT4) turn off, transistors 3 (VT3) and 6 (VT6) turn on and work, providing III a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator windings 10 (L1) and 11 (L2) in the direction shown.
Начиная с четвертого полупериода, цикл включения транзисторов повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.Starting from the fourth half-cycle, the switching cycle of the transistors is repeated, providing a circular rotation of the stator field.
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг.3, в последовательности I-II-III-IV, необходимо подавать управляющие импульсы на транзисторы 1, 2, 3, 4, 5, 6 (VT1-VT6) в следующем порядке:To ensure rotation of the magnetic flux vector of the stator field of a single-phase two-winding induction motor in accordance with the vector diagram shown in figure 3, in the sequence I-II-III-IV, it is necessary to apply control pulses to
- в первый полупериод выпрямленного напряжения включаются и работают транзисторы 3 (VT3) и 2 (VT2), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 10 (L1) в показанном направлении;- in the first half-period of the rectified voltage, transistors 3 (VT3) and 2 (VT2) turn on and work, providing I a fixed position of the stator magnetic flux when current flows along the stator winding 10 (L1) in the direction shown;
- во второй полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 3 (VT3), включаются и работают транзисторы 5 (VT5) и 2 (VT2), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 11 (L2) в показанном направлении;- in the second half-period of the rectified voltage, the transistor 3 (VT3) turns off, the transistors 5 (VT5) and 2 (VT2) turn on and work, providing II a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator winding 11 (L2) in the direction shown;
- в третий полупериод выпрямленного напряжения выключаются транзисторы 5 (VT5) и 2 (VT2), включаются и работают транзисторы 1 (VT1) и 4 (VT4), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 10 (L1) в показанном направлении;- in the third half-period of the rectified voltage, transistors 5 (VT5) and 2 (VT2) turn off, transistors 1 (VT1) and 4 (VT4) turn on and work, providing III a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator winding 10 (L1) in direction shown;
- в четвертый полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 4 (VT4), включаются и работают транзисторы 1 (VT1) и 6 (VT6), обеспечивая IV фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 11 (L2) в показанном направлении.- in the fourth half-period of the rectified voltage, transistor 4 (VT4) turns off, transistors 1 (VT1) and 6 (VT6) turn on and work, providing an IV fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator winding 11 (L2) in the direction shown.
Начиная с пятого полупериода, цикл включения транзисторов повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.Starting from the fifth half-cycle, the switching cycle of the transistors is repeated, providing a circular rotation of the stator field.
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на фиг.4, в последовательности I-II-III-IV-V-VI, необходимо подавать управляющие импульсы на транзисторы 1, 2, 3, 4, 5, 6 (VT1-VT6) в следующем порядке:To ensure rotation of the magnetic flux vector of the stator field of a single-phase two-winding induction motor in accordance with the vector diagram shown in figure 4, in the sequence I-II-III-IV-V-VI, it is necessary to apply control pulses to
- в первый полупериод выпрямленного напряжения включаются и работают транзисторы 3 (VT3) и 2 (VT2), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 10 (L1) в показанном направлении;- in the first half-period of the rectified voltage, transistors 3 (VT3) and 2 (VT2) turn on and work, providing I a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through winding 10 (L1) in the direction shown;
- во второй полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 3 (VT3), включаются и работают транзисторы 5 (VT5) и 2 (VT2), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 11 (L2) в показанном направлении;- in the second half-period of the rectified voltage, transistor 3 (VT3) turns off, transistors 5 (VT5) and 2 (VT2) turn on and work, providing II a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through winding 11 (L2) in the direction shown;
- в третий полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 2 (VT2), включаются и работают транзисторы 5 (VT5) и 4 (VT4), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении;- in the third half-period of the rectified voltage, transistor 2 (VT2) turns off, transistors 5 (VT5) and 4 (VT4) turn on and work, providing III a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through windings 10 (L1) and 11 (L2) in the shown direction;
- в четвертый полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 5 (VT5), включаются и работают транзисторы 1 (VT1) и 4 (VT4), обеспечивая IV фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 10 (L1) в показанном направлении;- in the fourth half-period of the rectified voltage, the transistor 5 (VT5) turns off, transistors 1 (VT1) and 4 (VT4) turn on and work, providing an IV fixed position of the stator magnetic flux when the current flows through winding 10 (L1) in the direction shown;
- в пятый полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 4 (VT4), включаются и работают транзисторы 1 (VT1) и 6 (VT6), обеспечивая V фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмотке 11 (L2) в показанном направлении;- in the fifth half-period of the rectified voltage, transistor 4 (VT4) turns off, transistors 1 (VT1) and 6 (VT6) turn on and work, providing V a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through winding 11 (L2) in the direction shown;
- в шестой полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 1 (VT1), включаются и работают транзисторы 3 (VT3) и 6 (VT6), обеспечивая VI фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении.- in the sixth half-period of the rectified voltage, transistor 1 (VT1) turns off, transistors 3 (VT3) and 6 (VT6) turn on and work, providing a VI fixed position of the stator magnetic flux when current flows through windings 10 (L1) and 11 (L2) in the shown direction.
Начиная с седьмого полупериода, цикл включения транзисторов повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.Starting from the seventh half-cycle, the switching cycle of the transistors is repeated, providing a circular rotation of the stator field.
Для обеспечения вращения вектора магнитного потока поля статора однофазного двухобмоточного 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, 2, 3, 4, 5, 6 (VT1-VT6) в следующем порядке:To ensure rotation of the magnetic flux vector of the stator field of a single-phase two-winding induction motor in accordance with the vector diagram shown in Fig. 5, in the sequence I-II-III-IV-V-VI-VII-VIII, it is necessary to apply control pulses to
- в первый полупериод выпрямленного напряжения включаются и работают транзисторы 3 (VT3), 2 (VT2), обеспечивая I фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 10 (L1) в показанном направлении;- transistors 3 (VT3), 2 (VT2) turn on and work in the first half-period of the rectified voltage, providing I a fixed position of the stator magnetic flux when current flows along the stator winding 10 (L1) in the direction shown;
- во второй полупериод выпрямленного напряжения включаются и работают транзисторы 2 (VT2), 3 (VT3) и 5 (VT5), обеспечивая II фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорным обмоткам (10) LI и (11) L2 в показанном направлении;- in the second half-period of the rectified voltage, transistors 2 (VT2), 3 (VT3) and 5 (VT5) turn on and work, providing II a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator windings (10) LI and (11) L2 in the direction shown ;
- в третий полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 3 (VT3), включаются и работают транзисторы 5 (VT5) и 2 (VT2), обеспечивая III фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 11 (L2) в показанном направлении;- in the third half-period of the rectified voltage, transistor 3 (VT3) turns off, transistors 5 (VT5) and 2 (VT2) turn on and work, providing III a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator winding 11 (L2) in the direction shown;
- в четвертый полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 2 (VT2), включаются и работают транзисторы 5 (VT5) и 4 (VT4), обеспечивая IV фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорным обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении;- in the fourth half-period of the rectified voltage, transistor 2 (VT2) turns off, transistors 5 (VT5) and 4 (VT4) turn on and work, providing an IV fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator windings 10 (L1) and 11 (L2) in direction shown;
- в пятый полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 5 (VT5), включаются и работают транзисторы 1 (VT1) и 4 (VT4), обеспечивая V фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 10 (L1) в показанном направлении;- in the fifth half-period of the rectified voltage, the transistor 5 (VT5) turns off, transistors 1 (VT1) and 4 (VT4) turn on and work, providing a V fixed position of the stator magnetic flux when current flows along the stator winding 10 (L1) in the direction shown;
- в шестой полупериод выпрямленного напряжения включаются и работают транзисторы 1 (VT1), 4 (VT4) и 6 (VT6), обеспечивая VI фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорным обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении;- in the sixth half-period of the rectified voltage, transistors 1 (VT1), 4 (VT4) and 6 (VT6) turn on and work, providing a VI fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator windings 10 (L1) and 11 (L2) in the direction shown ;
- в седьмой полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 4 (VT4), включаются и работают транзисторы 1 (VT1) и 6 (VT6), обеспечивая VII фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорной обмотке 11 (L2) в показанном направлении;- in the seventh half-period of the rectified voltage, the transistor 4 (VT4) turns off, transistors 1 (VT1) and 6 (VT6) turn on and work, providing VII a fixed position of the stator magnetic flux when current flows along the stator winding 11 (L2) in the direction shown;
- в восьмой полупериод выпрямленного напряжения выключается транзистор 1 (VT1), включаются и работают транзисторы 3 (VT3) и 6 (VT6), обеспечивая VIII фиксированное положение магнитного потока статора при протекании тока по статорным обмоткам 10 (L1) и 11 (L2) в показанном направлении.- in the eighth half-period of the rectified voltage, transistor 1 (VT1) turns off, transistors 3 (VT3) and 6 (VT6) turn on and work, providing VIII a fixed position of the stator magnetic flux when current flows through the stator windings 10 (L1) and 11 (L2) in direction shown.
Начиная с девятого полупериода, цикл включения транзисторов повторяется, обеспечивая круговое вращение поля статора.Starting from the ninth half-cycle, the switching cycle of the transistors is repeated, providing a circular rotation of the stator field.
Таким образом меняя алгоритм включения транзисторов можно изменять (уменьшать) скорость вращения двигателя в соответствии с формулой:Thus, changing the algorithm for turning on transistors, you can change (decrease) the engine speed in accordance with the formula:
где Where
ω - скорость вращения двигателя;ω is the engine speed;
fc - частота сети;f c - network frequency;
fрег - регулировочная частота;f reg - adjusting frequency;
n - количество полупериодов, участвующих в организации полного поворота на 360° вращающегося магнитного поля статора;n is the number of half-periods involved in organizing a full 360 ° rotation of the stator's rotating magnetic field;
p - число пар полюсов.p is the number of pole pairs.
Кроме того, для каждого из типов вращающихся полей можно производить и высокочастотное переключение транзисторов для повышения скорости вращения электродвигателя, переключая транзисторы в том же порядке, но с более высокой частотой, как и при низкочастотном переключении транзисторов.In addition, for each type of rotating field, high-frequency switching of transistors can be performed to increase the speed of rotation of the electric motor, switching transistors in the same order, but with a higher frequency, as with low-frequency switching of transistors.
Таким образом, предлагаемое изобретение может быть использовано для регулирования скорости вращения однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя при питании от сети двухполупериодного выпрямленного напряжения, при высоких показателях надежности и экономичности и малых габаритах.Thus, the present invention can be used to control the speed of rotation of a single-phase two-winding induction motor when powered from a network of a half-wave rectified voltage, with high reliability and efficiency and small dimensions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131941/07A RU2403669C1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131941/07A RU2403669C1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2403669C1 true RU2403669C1 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=44026186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009131941/07A RU2403669C1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2403669C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467466C1 (en) * | 2011-07-06 | 2012-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Transistor heteropolar frequency converter that controls speed of synchronous step motor |
RU2613345C1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-03-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Semiconductor device of regulating speed of single-phase double-wound asynchronous electromotor with mentioned dc link |
RU2625566C1 (en) * | 2016-02-10 | 2017-07-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" | Double-rate control system of single-phase induction motor |
RU222375U1 (en) * | 2023-11-01 | 2023-12-21 | Данил Валерьевич Дорохов | Speed control device for single-phase two-winding asynchronous electric motor |
-
2009
- 2009-08-24 RU RU2009131941/07A patent/RU2403669C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467466C1 (en) * | 2011-07-06 | 2012-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Transistor heteropolar frequency converter that controls speed of synchronous step motor |
RU2613345C1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-03-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Semiconductor device of regulating speed of single-phase double-wound asynchronous electromotor with mentioned dc link |
RU2625566C1 (en) * | 2016-02-10 | 2017-07-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" | Double-rate control system of single-phase induction motor |
RU222375U1 (en) * | 2023-11-01 | 2023-12-21 | Данил Валерьевич Дорохов | Speed control device for single-phase two-winding asynchronous electric motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102106069B (en) | Electric power converter | |
EP3706309A1 (en) | Rotary electric machine control device | |
CN109787532B (en) | Three-phase variable structure inverter and control method thereof | |
WO2019140728A1 (en) | Driver topology of open-winding motor and modulation method therefor | |
RU193358U1 (en) | Reversible switching device for starting a three-phase asynchronous squirrel-cage motor from a single-phase network | |
CN105939134B (en) | Biswitch reluctance motor operation control system based on the driving of single power inverter | |
CN104079227B (en) | A kind of have the electric system reducing common mode disturbances ability | |
RU2420857C1 (en) | Semiconductor device to control speed of single-phase double-winding induction motor | |
RU2403669C1 (en) | Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter | |
CN106301102B (en) | A kind of multiphase permanent magnet synchronous motor drive system and its control method | |
RU162848U1 (en) | SEMICONDUCTOR REVERSE DEVICE FOR STARTING AND OPERATING A THREE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR SUPPLY FROM A SINGLE-PHASE AC NETWORK | |
CN104883115B (en) | One kind opens winding permanent magnet synchronous motor hybrid multilevel inverter and control system | |
RU2403671C1 (en) | Semiconductor single-phase two-winding induction motor speed setter | |
RU2439774C1 (en) | Semiconductor gear guided by mains for speed control of one-phase double-winding asynchronous motor | |
CN101179231A (en) | Three-phase inversion topological circuit | |
CN206432928U (en) | A kind of single-phase motor variable frequency drive | |
Bala et al. | Matrix converter BLDC drive using reverse-blocking IGBTs | |
RU2403670C1 (en) | Network driven adjustable transistor reducer with explicit direct current link | |
CN110707989A (en) | Inverter switched by three-phase half-bridge-series winding topological structure and switching method thereof | |
RU157687U1 (en) | REVERSE CONDENSOR-FREE DEVICE STARTING A SINGLE-PHASE TWO-WAY ASYNCHRONOUS MOTOR | |
CN106033947A (en) | Three-phase inverter circuit for driving three-phase AC motor and vector modulation control method thereof | |
RU185924U1 (en) | Single-phase two-winding induction motor control device | |
RU109938U1 (en) | FREQUENCY CONVERTER SLAVE BY A SINGLE-PHASE AC NETWORK FOR POWERING A SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR | |
RU185627U1 (en) | Semiconductor control device for single-phase two-winding induction motor | |
RU2402864C1 (en) | Adjustable transistor reducer of three-phase asynchronous motor supplied power to from single-phase mains |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110825 |