SK922018A3 - Zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd - Google Patents

Abstract

Zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd pozostáva z bloku (1) žiadaného prúdu, súčtového obvodu (2), prúdového regulátora (3), logiky meniča (4), jednovetvového maticového meniča (5), dvojfázového pohonu (6) a symetrického napájacieho zdroja (7) s vyvedeným stredom. Zapojenie sa vyznačuje tým, že spoločný prúd tečúci do dvojfázového pohonu (6) je možné riadiť na žiadanú hodnotu prúdu, čím sa dosiahne požadované správanie dvojfázového pohonu (6). Veľkosťou spoločného prúdu je možné plynule meniť prevádzkové stavy záťaže, akými sú rozbeh motora, minimálna/menovitá záťaž, alebo reverzovať otáčky motora. Navyše zapojenie obsahuje jednovetvový maticový menič (5), čím odpadá nutnosť použitia napájacieho zdroja s usmerňovačom a filtračnými kondenzátormi.

Description

Oblasť techniky

Predmetom vynálezu je zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd, ktoré je určené predovšetkýmpre bežné pohony s komerčne dostupnými dvojfázovými elektromotormi. Vynález patrí do oblasti výkonovej elektroniky. Výnález využíva jednofázovú napájaciu sieť, ktorá napája jednovetvový maticový meniča a spadá do oblasti výkonovej elektroniky.

Doterajší stav techniky

Dvojfázové elektromotory sú známe skôr pod názvom jednofázové elektromotory. Sú napájané z jednofázovej elektrickej siete, pričom pomocná fáza je pripojená cez vhodný kondenzátor, ktorý zabezpečí fázový posun prúdu pomocnej lazy. potrebný pre vznik točivého magnetického poľa. Voľba kondenzátora je kľúčová, pretože jeho hodnota sa dá optimalizovať vzhľadom na jednu konkrétnu záťaž, najčastejšie pre menovitú. Pre iný stav záťaže by bola potrebná iná hodnota kapacity kondenzátora. Navyše takéto riešenie neumožňuje meniť otáčky motora. Napájať dvojfázový motor z dvojfázového frekvenčného meniča je možné, ale tento spôsob je ekonomicky náročný (vysoká cena) - problémom je pomerne veľký počet polovodičových spínačov, preto sa málo používa.

Doterajšie riešenie napájania dvojfázového elektromotora s konštantnou frekvenciou s minimalizovaným počtom polovodičových spínačov je uvedené na obr. 2 (M. Chomat, T. A. Lipo: Adjustable-Speed SinglePhaselM Drive With ReducedNumber of Switches, IHHH Transactions onlndustry Applications, Vol. 39, No. 3, May/June 2003).

Zapojenie pre svoju činnosť využíva jednovetvový napäťový striedač s jednosmerným napäťovým medziobvodom, tvoreným dvomi kondenzátormi nabíjanými jednocestne s príslušne polarizovanou polvlnou sieťového napätia. Nevýhodou stále ostáva počet aktívnych aj pasívnych výkonových súčiastok. Vzhľadom na úsporné zapojenie je potrebné napäťové predimenzovanie použitých súčiastok - celkové napätie na kondenzátoroch predstavuje približne dvojnásobokhodnoty napätia siete.

Predkladaný vynález využíva namiesto veľkokapacitných rozmerných kondenzátorov a diód dimenzovaných na dvojnásobné napätie obojsmerné spínače, ktoré zmenšujú rozmery meniča. Napätia potrebné pre chod elektromotora sa vytvárajú vhodným spínaním napätí z napájacieho zdroja s vyvedenýmstredom

Podstata vynálezu

Zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd pozostáva z troch častí.

Prvá časť systému - porovnávacia, je tvorená porovnaním žiadaného prúdu a hodnoty skutočného prúdu, meraného v jednovetvovommaticovom meniči, z rozdielu ktorých sav súčtovomobvode vytvára referencia pre prúdový regulátor.

Druhú časť systému tvorí logika meniča, jednovetvový maticový menič a dvojfázový pohon, pričom jednovetvový maticový menič na základe požiadaviek prúdového regulátora a hodnoty napätí symetrického napájacieho zdroja s vyvedenýmstredom vytvára požadovaný prúd pre dvojfázový pohon.

Poslednú časť systému tvorí symetrický napájači zdroj s vyvedenýmstredom, ktorý z napájacieho napätia vytvára symetrické napätia pre jednovetvový maticový menič.

Zapojenie sa vyznačuje tým, že spoločný prúd tečúci do dvojfázového pohonu je možné riadiť na presnú hodnotu žiadaného prúdu, čím sa dosiahne požadované správanie celého pohonu. Pri konkrétnom zaťažení je možné veľkosťou prúdu tečúceho do pohonu plynulé meniť prevádzkové stavy záťaže, akými sú rozbeh motora, minimálna/menovitá záťaž, alebo reverzovať otáčky motora. Navyše zapojenie obsahuje jednovetvový maticový menič, čím odpadá nutnosť použitia napájacieho zdroja s usmerňovačom a filtračnými kondenzátormi.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je zobrazená bloková schéma zapojenia dvojfázového elektromotora riadeného na spoločný prúd.

Na obr. 2 je bloková schéma zapojenia na napájanie dvojfázového elektromotora z napäťového meniča s konštantnou frekvenciou s minimalizovaným počtompolovodičových spínačov. Obrázok 2 dopĺňa opis doterajšieho stavu techniky.

S K 92-2018 Α3

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd, podľa obr. 1, sa skladá z bloku 1 žiadaného prúdu, od ktorého sav súčtovomobvode 2 odčíta hodnota skutočného prúdu meraného v jednovetvovom maticovom meniči 5. Tento rozdiel prúdov saprivádza do prúdového regulátora 3, ktorého úlohou je vyiegulovať tento rozdiel. Výstup z prúdového regulátora 3 sa privádza do logiky meniča 4 spolu s informáciou o hodnote napätí symetrického napájacieho zdroja 7 s vyvedeným stredom prostredníctvom meracích prvkov jednovetvového maticového meniča 5, kde sa vyhodnotia spínacie stavy pre jednovetvový maticový menič 5. Na základe spínacích stavov jednovetvový maticový menič 5 z napätí symetrického napájacieho zdroja 7 naspína požadované napätia pre dvojfázový pohonó. Symetrický napájači zdroj 7 vytváraz napájacieho napätia symetrické napätia pie jednovetvový maticový menič 5.

Priemyselná využiteľnosť

Zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd je určené na napájanie dvojfázového elektromotora lebo ako náhrada zapojenia s napäťovým meničom s minimalizovaným počtom polovodičových spínačov. Zapojenie umožňuje napájať dvojfázový elektromotor s konštantnou, alebo premenlivou frekvenciou namiesto klasického zapojenia srozbehovýmkondenzátorom. Pri konkrétnej prevádzke je možné veľkosť spoločného prúdu meniť podľa aktuálneho stavu záťaže ako je rozbeh motora, minimálna/menovitá záťaž, alebo reverzovať otáčky motora. Výhodou je, že zapojenie neobsahuje usmerňovač.

S K 92-2018 Α3

Zoznam vzťahových značiek

- Blok žiadaného prúdu

- Súčtový obvod

3 - Prúdový regulátor

- Logika meniča

- Jednovetvový maticový menič

- Dvojfázový pohon

- Symetrický napájači zdroj s vyvedenýmstredom

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Zapojenie dvojfázového elektromotora riadené na spoločný prúd pozostávajúce z bloku (1) žiadaného prúdu, súčtového obvodu (2), prúdového regulátora (3), logiky meniča (4), jednovetvového maticového meniča 5 (5), dvojfázového pohonu (6) a symetrického napájacieho zdroja (7) s vyvedeným stredom, vyznačujúce satým, že súčtový obvod (2) je pomocou signálových vodičov pripojený ku bloku (1) žiadaného prúdu a jednovetvovému maticovému meniču (5), ďalej že výstup zo súčtového obvodu(2) je pomocou signálových vodičov pripojený na prúdový regulátor (3), ktorého výstup je pomocou signálových vodičov pripojený na logiku meniča (4), pričom logika meniča (4) je pomocou signálových vodičov pripojená na jednovetvový 10 maticový menič (5), ktorý je pomocou silových vodičov pripojený ku dvojfázového pohonu (6) a ku symetrickému napájaciemu zdroju (7) s vyvedenýmstredom