RU2596218C1 - Regulating device for asynchronous motor - Google Patents

Regulating device for asynchronous motor Download PDF

Info

Publication number
RU2596218C1
RU2596218C1 RU2015117744/07A RU2015117744A RU2596218C1 RU 2596218 C1 RU2596218 C1 RU 2596218C1 RU 2015117744/07 A RU2015117744/07 A RU 2015117744/07A RU 2015117744 A RU2015117744 A RU 2015117744A RU 2596218 C1 RU2596218 C1 RU 2596218C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switching
voltage
polar
filter capacitor
windings
Prior art date
Application number
RU2015117744/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Сидоров
Ярослава Константиновна Старостина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2015117744/07A priority Critical patent/RU2596218C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596218C1 publication Critical patent/RU2596218C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in converting equipment. In regulating device for asynchronous motor switching overvoltage protection circuits are introduced in polar capacitor filter, a switching transistor and two isolation diodes intended for connection of polar capacitor filter in parallel to inductive elements of device. Due to said running filter capacitor is transferred into mode of damping element, promoting smooth for switching of load current without accumulation of charge plates, which eliminates increasing level of switching overvoltage without excessive electromagnetic energy switching in discharge resistor.
EFFECT: technical result is improved reliability of ballast due to reduction of switching overvoltage without accompanying increase of losses of electric power and reducing efficiency of electric drive.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике, получающей применение в электроприводах переменного тока, и может быть использовано для ограничения пусковых токов асинхронных двигателей (АД).The invention relates to a conversion technique, which is used in AC electric drives, and can be used to limit the starting currents of induction motors (HELL).

Известно, что прямой пуск асинхронного двигателя мгновенным подключением к питающей сети сопровождается броском тока статорных обмоток, многократно превышающим номинальный уровень. Эта особенность создает трудности эксплуатации двигателей средней и большой мощности, так как приводит к просадкам сетевого напряжения, нарушающим нормальный режим электропитания других потребителей электроэнергии.It is known that a direct start of an induction motor by instant connection to the supply network is accompanied by a surge of stator windings, many times exceeding the nominal level. This feature creates difficulties in the operation of medium and high power engines, as it leads to drawdowns of the mains voltage, violating the normal power supply mode of other electricity consumers.

Известно, что ограничение пускового тока можно добиться плавным повышением частоты или амплитуды напряжения статорных обмоток. Наиболее простое решение состоит в повышении напряжения с помощью тиристорного регулятора переменного напряжения (ТРН), выполняемого на встречно-параллельных тиристорах (см. Розанов Ю.К. Силовая электроника: учебник для вузов / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А. Кваснюк. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007., стр. 285). Однако применение ТРН ухудшает форму тока, делая его прерывистым, что ведет к дополнительному уменьшению пускового момента и к увеличению потерь электроэнергии. Устранить данный недостаток удается в схемах пускорегулирующих устройств с вольтодобавочным трансформатором, снабженным ключевым регулятором напряжения, работающим в режиме высокочастотной широтно-импульсной модуляции.It is known that inrush current limitation can be achieved by smoothly increasing the frequency or voltage amplitude of the stator windings. The simplest solution is to increase the voltage using a thyristor AC voltage regulator (TRN), performed on counter-parallel thyristors (see Rozanov Yu.K. Power Electronics: a textbook for high schools / Yu.K. Rozanov, M.V. Ryabchitsky, A.A. Kvasnyuk. - M.: Publishing House MPEI, 2007., p. 285). However, the use of TRH worsens the shape of the current, making it intermittent, which leads to an additional decrease in the starting torque and to an increase in energy losses. This drawback can be eliminated in the circuits of ballasts with a booster transformer equipped with a key voltage regulator operating in the high-frequency pulse-width modulation mode.

Близким техническим решением (прототипом) является устройство для плавного пуска АД на основе вольтодобавочного трансформатора и ключевого регулятора напряжения, приведенного в Патенте РФ №2294592, МПК Н02Р 1/16, опубл. 27.02.2007 г.A close technical solution (prototype) is a device for smooth start-up of blood pressure based on a boost transformer and a key voltage regulator described in RF Patent No. 2294592, IPC Н02Р 1/16, publ. 02/27/2007

Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие в цепях статорных обмоток асинхронного двигателя регулятора трехфазного переменного напряжения, снабженного устройством широтно-импульсного управления. При этом регулятор выполнен в виде трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого соединенные по схеме «звезда» своими первыми выводами подключены к источнику сетевого напряжения, в то время как вторичные обмотки, включенные встречно-последовательносо статорными обмотками двигателя, присоединены к этому же сетевому источнику, создавая тем самым встречные напряжения вольтодобавки, причем нулевая точка в цепях соединения первичных обмоток трансформатора по схеме «звезда» образуется присоединением их вторых выводов к зажимам переменного тока трехфазного диодного моста, между зажимами постоянного тока которого в проводящем направлении включен силовой транзисторный ключ, на управляющий вход которого поступает высокочастотный управляющий сигнал с выхода устройства широтно-импульсного управления.A common feature of the prototype and the proposed solution is the presence in the stator winding circuits of an asynchronous motor of a three-phase AC voltage regulator equipped with a pulse-width pulse control device. In this case, the regulator is made in the form of a three-phase booster transformer, the primary windings of which are connected according to the “star” scheme with their first leads connected to the mains voltage source, while the secondary windings connected by the anti-series-stator motor windings are connected to the same mains source, thereby creating counter voltages, and the zero point in the connection circuits of the primary windings of the transformer according to the "star" scheme is formed by connecting their second terminals to terminals of three-phase alternating current of the diode bridge, between the DC terminals is included in the conducting direction of the power transistor switch, the control input of which receives a high-frequency control signal output from the pulse-width control.

Недостатком прототипа является отсутствие энергетически эффективных цепей защиты регулятора от коммутационных перенапряжений, появляющихся в моменты запирания силового транзистора. Основной вклад в создание коммутационных перенапряжений вносит ЭДС индукции, наводимая в индуктивных элементах регулятора и самой сети в моменты резкого прерывания тока нагрузки силовым транзистором. Традиционной мерой защиты транзисторных ключей от перенапряжений служит параллельно подключенная RC-цепь (снаббер), работающая по принципу рассеивания избыточной электромагнитной энергии коммутации в резисторе. Однако ввиду значительности энергии коммутации данное решение в рассматриваемой схеме пускорегулирующего устройства ведет к недопустимо большим потерям электроэнергии и заметному понижению коэффициента полезного действия всего электропривода. Техническая сущность изобретения направлена на ограничение коммутационных перенапряжений без появления дополнительных коммутационных потерь электроэнергии и сопутствующего уменьшения коэффициента полезного действия.The disadvantage of the prototype is the lack of energy-efficient protection circuits of the regulator from switching overvoltages that appear at the moments of locking the power transistor. The main contribution to the creation of switching overvoltages is made by the induction EMF induced in the inductive elements of the controller and the network itself at the moments of a sharp interruption of the load current by the power transistor. A traditional measure of protecting transistor switches against overvoltage is a parallel-connected RC circuit (snubber), which operates on the principle of dissipating excess switching electromagnetic energy in a resistor. However, due to the importance of switching energy, this solution in the considered circuit of the ballast device leads to unacceptably large losses of electricity and a noticeable decrease in the efficiency of the entire electric drive. The technical essence of the invention is aimed at limiting switching overvoltages without the appearance of additional switching losses of electricity and a concomitant decrease in efficiency.

Для этого в состав предлагаемого устройства предлагается ввести цепь защиты от коммутационных перенапряжений в виде полярного конденсатора фильтра, коммутирующего транзистора и двух разделительных диодов с объединенными катодами. Указанные разделительные диоды предназначены для подключения полярного конденсатора фильтра параллельно к зажимам постоянного тока указанного трехфазного диодного моста, при этом первый разделительный диод служит для присоединения положительной обкладки полярного конденсатора фильтра, а второй разделительный диод - для присоединения отрицательной обкладки полярного конденсатора фильтра в направлении тока заряда полярного конденсатора фильтра, при этом аноды указанных разделительных диодов соединены коммутирующим транзистором в направлении тока разряда указанного полярного конденсатора фильтра. Кроме этого в состав устройства управления необходимо ввести блок задержки управляющих импульсов для коммутирующего транзистора.To this end, the proposed device is proposed to introduce a protection circuit against switching overvoltages in the form of a polar filter capacitor, a switching transistor and two isolation diodes with combined cathodes. These isolation diodes are used to connect the polar filter capacitor in parallel to the DC terminals of the specified three-phase diode bridge, while the first isolation diode serves to connect the positive plate of the filter’s polar capacitor, and the second isolation diode serves to connect the negative plate of the filter’s polar capacitor in the direction of the polar charge current the filter capacitor, while the anodes of the indicated diode diodes are connected by a switching transistor direction of the discharge current of said capacitor polar filter. In addition, a control delay unit for the switching transistor must be introduced into the control device.

Отличительный положительный эффект предлагаемого решения состоит в устранении недостатков указанного прототипа без существенного усложнения силовой схемы пускорегулирующего устройства и заметного возрастания установленной мощности комплектующих элементов. Это объясняется введением в схему дополнительных элементов в виде коммутирующего транзистора и двух разделительных диодов сравнительно малой установленной мощности по причине кратковременности действия, ведущей к малой токовой загрузке данных приборов.A distinctive positive effect of the proposed solution is to eliminate the disadvantages of this prototype without significantly complicating the power circuit of the ballast and a noticeable increase in the installed power of component parts. This is explained by the introduction of additional elements in the form of a switching transistor and two isolation diodes of relatively low installed power due to the short duration of the action leading to a small current load of these devices.

Принципиальная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, а его компьютерная модель в пакете MATLAB/Simulink - на фиг. 2. На фиг. 3 приведены полученные в процессе компьютерного моделирования диаграммы тока статорных обмоток ia, ib, ic, скорости вала асинхронного двигателя UA(t), а также кривые мгновенного UA(t) и действующего UA напряжений в статорной обмотке фазы А, иллюстрирующие работу данного устройства при пуске с нулевых начальных значений указанных координат привода. На фиг. 3 представлены диаграммы напряжения U C ф

Figure 00000001
(t) и тока i C ф
Figure 00000002
(t) полярного конденсатора фильтра в составе цепи защиты от коммутационных перенапряжений традиционного (фиг. 3(а)) и предлагаемого (фиг. 3(б)) исполнений.A schematic diagram of the proposed device is shown in FIG. 1, and its computer model in the MATLAB / Simulink package is shown in FIG. 2. In FIG. Figure 3 shows the current diagrams of the stator windings i a , i b , i c , the shaft speed of an induction motor U A (t), as well as the curves of the instantaneous U A (t) and current U A voltages in the stator winding of phase A, obtained during computer simulation illustrating the operation of this device when starting from zero initial values of the specified coordinates of the drive. In FIG. 3 shows voltage diagrams U C f
Figure 00000001
(t) and current i C f
Figure 00000002
(t) a polar filter capacitor in the circuit protection against switching overvoltages of the traditional (Fig. 3 (a)) and the proposed (Fig. 3 (b)) versions.

Схема на фиг. 1 содержит асинхронный двигатель (АД) 1 с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к источнику 2 сетевого напряжения с помощью встречно-последовательно включенных вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора 3. Первичные обмотки вольтодобавочного трансформатора 3 своими первыми выводами подключены к выходным зажимам источника 2 сетевого напряжения. Эти обмотки выполнены по схеме звезды, функции нулевой точки которой выполняет силовой транзисторный ключ 4 (V0), включенный между полюсами постоянного тока трехфазного диодного моста 5 (V1-V6), выводы переменного тока которого присоединены к вторым выводам указанных первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора 3. В составе устройства 6 управления имеется блок 7 временной задержки управляющих импульсов для коммутирующего транзистора 8 (V8). Предлагаемая цепь защиты от коммутационных перенапряжений содержит полярный конденсатор фильтра 9 (Сф), коммутирующий транзистор 8 (V8), первый 10 (V7) и второй 11 (V9) разделительные диоды с объединенными катодами. При этом первый разделительный диод 10 (V7) служит для соединения положительной обкладки полярного конденсатора фильтра 9 (Сф) с положительным полюсом, а второй разделительный диод 11 (V9) - для соединения отрицательной обкладки полярного конденсатора фильтра 9 (Сф) с отрицательным полюсом трехфазного диодного моста 5 (V1-V6) в направлении тока заряда полярного конденсатора фильтра 9 (Сф), при этом аноды разделительных диодов 10 (V7) и 11 (V9) соединены коммутирующим транзистором 8 (V8) в направлении тока разряда полярного конденсатора фильтра 9 (Сф).The circuit of FIG. 1 contains an asynchronous motor (HELL) 1 with a squirrel-cage rotor, the stator windings of which are connected to a source of voltage 2 using counter-series-connected secondary windings of a boost transformer 3. The primary windings of a boost transformer 3 are connected by their first terminals to the output terminals of the source 2 of the main voltage. These windings are made according to the star scheme, the zero-point function of which is performed by a power transistor switch 4 (V 0 ), connected between the poles of the direct current of the three-phase diode bridge 5 (V 1 -V 6 ), the terminals of the alternating current of which are connected to the second terminals of the indicated primary windings of the boost transformer 3. As part of the control device 6 there is a block 7 of the time delay of the control pulses for the switching transistor 8 (V8). The proposed circuit overvoltage protection contains a polar filter capacitor 9 (SF), a switching transistor 8 (V8), the first 10 (V7) and the second 11 (V9) isolation diodes with combined cathodes. In this case, the first isolation diode 10 (V7) serves to connect the positive lining of the polar capacitor of the filter 9 (Cf) with the positive pole, and the second isolation diode 11 (V9) serves to connect the negative lining of the polar capacitor of the filter 9 (Cf) with the negative pole of the three-phase diode bridge 5 (V 1 -V 6 ) in the direction of the charge current of the polar capacitor of the filter 9 (Cf), while the anodes of the diodes 10 (V7) and 11 (V9) are connected by a switching transistor 8 (V8) in the direction of the discharge current of the polar capacitor of the filter 9 (Cf).

Принцип действия пускорегулирующего устройства для асинхронного двигателя обеспечивает уменьшение броска пускового тока асинхронного двигателя за счет плавного наращивания напряжения статорных обмоток, которое образуется встречным соединением источника 2 сетевого напряжения со вторичными обмотками вольтодобавочного трансформатора 3 (UcA=UA-ΔU; UcB=UB-ΔU; UcC=UC-ΔU). Плавное уменьшение напряжений вторичных обмоток с максимального значения до нуля ΔU→0 осуществляется широтно-импульсным способом. Для этого подключение первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора 3 к источнику 2 сетевого напряжения осуществлено с помощью силового транзисторного ключа 4 (V0), переключения которого происходят со сравнительно высокой тактовой частотой. Регулирование напряжения вольтодобавки ΔU достигается изменением длительности включенного состояния силового транзисторного ключа 4 (V0) в течение каждого такта модуляции. Форма широтно-импульсного сигнала на управляющем электроде силового транзисторного ключа 4 (V0) определяется формой управляющего сигнала на выходе широтно-импульсного модулятора 12 (ШИМ) в составе устройства 6 управления. Диаграммы на фиг. 3 отражают форму мгновенного ua(t) и действующего UA(t) значений результирующего напряжения в статорной обмотке асинхронного двигателя в процессе пуска. Как отмечалось, это напряжение получается в результате вычитания из напряжения первичного сетевого источника UA(t) регулируемого широтно-импульсным способом напряжения вольтодобавки ΔU(t). Видно, что на основном участке разгона двигателя встречное напряжение вольтодобавки уменьшается, что обеспечивает такое же увеличение результирующего напряжения на статорных обмотках асинхронного двигателя. После окончания переходного процесса действующее значение напряжения статорных обмоток принимает максимальное значение, равное номинальному напряжению сетевого источника UcA=220 В при ΔU=0. В результате компьютерного моделирования установлено, что выбранный способ наращивания напряжения уменьшает первоначальный бросок тока статорных обмоток асинхронного двигателя не менее чем в два раза.The principle of operation of the ballast for an induction motor provides a decrease in the inrush current of the induction motor due to a smooth increase in the voltage of the stator windings, which is formed by the counter-connection of the supply voltage source 2 with the secondary windings of the boost transformer 3 (U cA = U A -ΔU; U cB = U B -ΔU; U cC = U C -ΔU). A smooth decrease in the voltage of the secondary windings from the maximum value to zero ΔU → 0 is carried out by the pulse-width method. For this, the primary windings of the boost transformer 3 are connected to the mains voltage source 2 using a power transistor switch 4 (V 0 ), the switching of which occurs with a relatively high clock frequency. The voltage regulation voltage ΔU is achieved by changing the duration of the on state of the power transistor switch 4 (V 0 ) during each modulation cycle. The shape of the pulse-width signal at the control electrode of the power transistor switch 4 (V 0 ) is determined by the shape of the control signal at the output of the pulse-width modulator 12 (PWM) as part of the control device 6. The diagrams in FIG. 3 reflect the shape of the instantaneous u a (t) and current U A (t) values of the resulting voltage in the stator winding of the induction motor during start-up. As noted, this voltage is obtained by subtracting from the voltage of the primary network source U A (t) regulated by the pulse-width method the voltage boost ΔU (t). It can be seen that in the main section of the acceleration of the motor, the counter voltage of the voltage boost decreases, which provides the same increase in the resulting voltage on the stator windings of the induction motor. After the end of the transition process, the effective voltage value of the stator windings takes a maximum value equal to the rated voltage of the mains supply U cA = 220 V at ΔU = 0. As a result of computer simulation, it was found that the chosen method of increasing the voltage reduces the initial inrush current of the stator windings of the induction motor by at least two times.

Как отмечалось, периодические переключения силового транзистора в известной схеме сопровождаются выделением на индуктивных элементах тока нагрузки значительных коммутационных перенапряжений. Традиционное ограничение этих перенапряжений осуществляется с помощью полярного конденсатора фильтра, подключаемого параллельно индуктивным элементам с помощью трехфазного диодного моста. Как показано на фиг. 4,а, повторяющийся односторонний процесс заряда конденсатора в данной схеме способен привести к накапливанию напряжения на его обкладках и соответственно к возрастанию уровня перенапряжений до величин, превышающих напряжение пробоя полупроводниковых приборов, и изоляции обмоток трансформатора.As noted, the periodic switching of the power transistor in the known circuit is accompanied by the release of significant switching overvoltages on the inductive elements of the load current. The traditional limitation of these overvoltages is carried out using a polar filter capacitor, connected in parallel with inductive elements using a three-phase diode bridge. As shown in FIG. 4a, the repeating one-sided process of charging a capacitor in this circuit can lead to the accumulation of voltage on its plates and, accordingly, to an increase in the level of overvoltages to values exceeding the breakdown voltage of semiconductor devices and the insulation of transformer windings.

Суть предлагаемого технического решения направлена на устранение накапливания заряда конденсатора за счет создания режима двухстороннего обмена энергией конденсатора с индуктивными элементами защищаемых цепей. Для этого каждый процесс запирания силового транзисторного ключа 4 (V0) осуществляется с помощью предлагаемой цепи в два этапа. При этом полагается, что начальное напряжение полярного конденсатора фильтра 9 (Сф), обуславливающее допустимый уровень коммутационных перенапряжений, благодаря наличию индуктивных элементов превышает амплитудное напряжение питающей сети. В результате этого превышения диоды трехфазного диодного моста 5 (V1-V6) так же, как и разделительные диоды 10 (V7), 11 (V9) в исходном состоянии, оказываются запертыми. Началом первого этапа коммутации служит кратковременное включение коммутирующего транзистора 8 (V8) с помощью управляющего импульса, поступающего из блока 7 временной задержки. Благодаря превышению начального напряжения полярного конденсатора фильтра 9 (Сф) это приведет к уведению тока силового транзисторного ключа 4 (V0) в параллельную цепь, содержащую катодную группу трехфазного диодного моста 5 (V1-V6), коммутирующий транзистор 8 (V8), полярный конденсатор фильтра 9 (Сф) и анодную группу трехфазного диодного моста 5 (V1-V6). Этот процесс будет сопровождаться частичным разрядом полярного конденсатора фильтра 9 (Сф), устраняющим накапливание напряжения на его обкладках. Благодаря уведению тока выключение силового транзисторного ключа 4 (V0) в начале второго этапа коммутации будет происходить практически в обесточенном состоянии, что уменьшает внутренние потери мощности и благотворным образом влияет на его перегрузочную способность и надежность в работе. После выключения силового транзисторного ключа 4 (V0) накопленная в индуктивных элементах устройства и питающей сети электромагнитная энергия вновь поступит в полярный конденсатор фильтра 9 (Сф), что приведет к его повторному заряду до исходного уровня. Этот процесс протекает по цепи, содержащей трехфазный диодный мост 5 (V1-V6) и разделительные диоды 10 (V7), 11 (V9).The essence of the proposed technical solution is aimed at eliminating the accumulation of a capacitor charge by creating a two-way exchange of capacitor energy with inductive elements of the protected circuits. For this, each process of locking the power transistor switch 4 (V 0 ) is carried out using the proposed circuit in two stages. It is assumed that the initial voltage of the polar capacitor of the filter 9 (SF), which determines the permissible level of switching overvoltages, due to the presence of inductive elements exceeds the amplitude voltage of the supply network. As a result of this excess, the diodes of the three-phase diode bridge 5 (V1-V6), as well as the separation diodes 10 (V7), 11 (V9) in the initial state, are locked. The beginning of the first stage of switching is the short-term inclusion of a switching transistor 8 (V8) using a control pulse coming from block 7 of the time delay. Due to the excess of the initial voltage of the polar capacitor of the filter 9 (SF), this will lead to the diversion of the current of the power transistor switch 4 (V 0 ) into a parallel circuit containing the cathode group of the three-phase diode bridge 5 (V1-V6), the switching transistor 8 (V8), the polar capacitor filter 9 (SF) and the anode group of the three-phase diode bridge 5 (V1-V6). This process will be accompanied by a partial discharge of the polar filter capacitor 9 (SF), eliminating the accumulation of voltage on its plates. Due to the removal of current, the power transistor switch 4 (V 0 ) will be switched off at the beginning of the second switching stage in an almost de-energized state, which reduces internal power losses and has a beneficial effect on its overload capacity and operational reliability. After turning off the power transistor switch 4 (V 0 ), the electromagnetic energy accumulated in the inductive elements of the device and the supply network will again enter the polar capacitor of the filter 9 (Сф), which will lead to its recharge to the initial level. This process proceeds along a circuit containing a three-phase diode bridge 5 (V1-V6) and isolation diodes 10 (V7), 11 (V9).

Представленные результаты компьютерного моделирования позволяют сравнить эффективность традиционного (фиг. 4,а) и предлагаемого (фиг. 4,б) исполнения защитной цепи на основе полярного конденсатора фильтра. Подтверждается, что перевод полярного конденсатора фильтра в режим периодического «частичного разряда-заряда» обеспечивает устойчивое поддержание коммутационных перенапряжений на заданном уровне без необходимости рассеивания энергии в разрядном резисторе. Важно отметить, что достигнутое повышение энергетических показателей сочетается с повышением перегрузочной способности и надежности работы силового транзисторного ключа в динамических режимах работы электропривода.The presented results of computer simulation allow us to compare the effectiveness of the traditional (Fig. 4, a) and the proposed (Fig. 4, b) versions of the protective circuit based on the polar filter capacitor. It is confirmed that the transfer of the polar filter capacitor to the periodic “partial discharge-charge” mode provides stable maintenance of switching overvoltages at a given level without the need for energy dissipation in the discharge resistor. It is important to note that the achieved increase in energy indicators is combined with an increase in the overload capacity and reliability of the power transistor switch in dynamic modes of operation of the electric drive.

Claims (1)

Пускорегулирующее устройство для асинхронного двигателя содержит регулятор трехфазного переменного напряжения в статорных обмотках этого двигателя, цепь для защиты регулятора от коммутационных перенапряжений и устройство широтно-импульсного управления, при этом регулятор выполнен в виде трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого, соединенные по схеме «звезда», своими первыми выводами подключены к источнику сетевого напряжения, а вторичные обмотки, включенные встречно-последовательно со статорными обмотками двигателя, присоединены к этому же сетевому источнику и тем самым служат для создания отрицательного напряжения вольтодобавки, причем нулевая точка в цепях соединения первичных обмоток трансформатора по схеме «звезда» образуется присоединением их вторых выводов к зажимам переменного тока трехфазного диодного моста, между зажимами постоянного тока которого в проводящем направлении включен силовой транзисторный ключ с параллельно подключенной цепью для защиты от коммутационных перенапряжений, причем на управляющий вход силового транзисторного ключа поступает высокочастотный управляющий сигнал с выхода устройства широтно-импульсного управления, отличающееся тем, что цепь защиты от коммутационных перенапряжений выполнена с применением полярного конденсатора фильтра, коммутирующего транзистора и двух разделительных диодов с объединенными катодами, предназначенными для подключения полярного конденсатора фильтра параллельно к зажимам постоянного тока указанного трехфазного диодного моста, при этом первый разделительный диод служит для присоединения положительной обкладки полярного конденсатора фильтра, а второй разделительный диод - для присоединения отрицательной обкладки полярного конденсатора фильтра в направлении тока заряда полярного конденсатора фильтра, при этом аноды разделительных диодов соединены между собой коммутирующим транзистором в направлении тока разряда полярного конденсатора фильтра, а в состав устройства управления введен блок временной задержки управляющих импульсов для коммутирующего транзистора. The control gear for an induction motor contains a three-phase alternating voltage regulator in the stator windings of this motor, a circuit for protecting the regulator from switching overvoltages and a pulse-width control device, the regulator being made in the form of a three-phase boost transformer, the primary windings of which are connected according to the star pattern , their first conclusions are connected to a source of mains voltage, and the secondary windings connected in counter-series with the stator voltages windings of the motor are connected to the same network source and thereby serve to create a negative voltage voltage boost, and the zero point in the connection circuits of the primary windings of the transformer according to the "star" circuit is formed by attaching their second terminals to the AC terminals of a three-phase diode bridge, between DC terminals which in the conducting direction includes a power transistor switch with a parallel-connected circuit to protect against switching overvoltages, moreover, to the control input of forces A new transistor switch receives a high-frequency control signal from the output of a pulse-width-pulse control device, characterized in that the switching overvoltage protection circuit is made using a polar filter capacitor, a switching transistor, and two isolation diodes with combined cathodes designed to connect the filter polar capacitor in parallel to the terminals direct current of the indicated three-phase diode bridge, while the first isolation diode is used to connect a positive plate of the polar filter capacitor, and a second isolation diode for connecting the negative plate of the polar filter capacitor in the direction of the charge current of the polar filter capacitor, while the anodes of the separation diodes are interconnected by a switching transistor in the direction of the discharge current of the polar filter capacitor, and a control device is introduced a block of time delay control pulses for a switching transistor.
RU2015117744/07A 2015-05-12 2015-05-12 Regulating device for asynchronous motor RU2596218C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117744/07A RU2596218C1 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Regulating device for asynchronous motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117744/07A RU2596218C1 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Regulating device for asynchronous motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596218C1 true RU2596218C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117744/07A RU2596218C1 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Regulating device for asynchronous motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596218C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660187C1 (en) * 2017-04-04 2018-07-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Four-quadrant low-voltage ac drive and method of its control
RU2702761C2 (en) * 2017-11-22 2019-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Low-vibration frequency-controlled electric drive and method of controlling said electric drive
WO2022186684A1 (en) * 2021-03-01 2022-09-09 Некоммерческое Акционерное Общество "Алматинский Университет Энергетики И Связи Имени Гумарбека Даукеева" Device for smoothly starting synchronously rotating induction motors

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69021187T2 (en) * 1989-12-26 1996-04-04 Allen Bradley Co Controller for starting and stopping electric motors.
RU2294592C1 (en) * 2005-12-02 2007-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Device for smooth launch of asynchronous engine
JP2009303323A (en) * 2008-06-11 2009-12-24 Ebara Shinwa Ltd Controller for three-phase motor
WO2011063851A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Abb Research Ltd. A softstarter for controlling an asynchronous three-phase motor
RU2464695C1 (en) * 2011-02-15 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Electric drive with three-phase asynchronous motor
RU2530532C1 (en) * 2013-03-26 2014-10-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Asynchronous motor soft start-up device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69021187T2 (en) * 1989-12-26 1996-04-04 Allen Bradley Co Controller for starting and stopping electric motors.
RU2294592C1 (en) * 2005-12-02 2007-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Device for smooth launch of asynchronous engine
JP2009303323A (en) * 2008-06-11 2009-12-24 Ebara Shinwa Ltd Controller for three-phase motor
WO2011063851A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Abb Research Ltd. A softstarter for controlling an asynchronous three-phase motor
US8390238B2 (en) * 2009-11-30 2013-03-05 Abb Research Ltd. Softstarter for controlling an asynchronous three-phase motor
RU2464695C1 (en) * 2011-02-15 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Electric drive with three-phase asynchronous motor
RU2530532C1 (en) * 2013-03-26 2014-10-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Asynchronous motor soft start-up device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660187C1 (en) * 2017-04-04 2018-07-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Four-quadrant low-voltage ac drive and method of its control
RU2702761C2 (en) * 2017-11-22 2019-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Low-vibration frequency-controlled electric drive and method of controlling said electric drive
WO2022186684A1 (en) * 2021-03-01 2022-09-09 Некоммерческое Акционерное Общество "Алматинский Университет Энергетики И Связи Имени Гумарбека Даукеева" Device for smoothly starting synchronously rotating induction motors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10673320B2 (en) Snubber circuit and power conversion system including same
CN109256941B (en) Software control system and method for soft start of inverter
EP3068023A1 (en) Inrush limiter for motor drive ac/ac power converters
CN104272571A (en) Power conversion device
CN107534408B (en) Control device for AC rotating machine
US8941340B2 (en) Regenerative variable frequency drive
EP2719888A1 (en) Dual-DC bus starter/generator
RU2596218C1 (en) Regulating device for asynchronous motor
RU2375804C2 (en) Ship electric power system
US10972015B2 (en) Method of initiating a regenerative converter and a regenerative converter
US11990830B2 (en) Power conversion system and virtual DC voltage generator circuit
US9673741B2 (en) System for supplying electrical power to a load and corresponding power supply method
RU2411629C1 (en) Multi-level transistor converter of frequency for control of ac electric motor
Wijaya et al. Reducing induction motor starting current using magnetic energy recovery switch (MERS)
CN201328095Y (en) Mineral flame-proof type variable-frequency high-voltage soft start device
RU115132U1 (en) AUTONOMOUS INVERTER VOLTAGE CONVERTER
EP3961847A1 (en) Power supply device
RU124454U1 (en) AUTONOMOUS POWER SUPPLY SYSTEM
Starostina Energy Effective Protection Circuits Of The Start-Up Device Against Switching Overvoltage
WO2019088878A1 (en) Power supply for an inductor
RU194561U1 (en) INTELLECTUAL DEPTH PUMP CONTROL SYSTEM FREQUENCY CONVERTER
RU2314636C1 (en) Asynchronous rectifier cascade
RU158492U1 (en) CAPACITY-DISCHARGE DEVICE FOR CAPACITY ENERGY STORAGE
RU194734U1 (en) Frequency converter for three-phase asynchronous electric motors with the possibility of power from a low-voltage source of constant voltage
Salim Phase Conversion of VFD based Induction Motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170513