SU1030944A1

SU1030944A1 - Electric drive with non-reversible control for hoisting device

Info

Publication number: SU1030944A1
Application number: SU823423311A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Краилин; Валерий Павлович Малыгин; Ефим Маркович Певзнер; Евгений Георгиевич Подобедов; Андрей Георгиевич Яуре
Original assignee: Электромашиностроительный Завод "Динамо" Им.С.М.Кирова
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1983-07-23

Description

11 Изобретение относитс к электротехнике , а точнее управл емому элек роприводу с тиристорным преобразователем . Известно устройство дл неревер сивного управлени трехфазным асинхронным двигателем, содержащее систему контуров, включенных во все фазы мамины и образованных из встречно соединенных вентилей, и блок управлени вентилей, причем каждый блок составлен из одного управл емого вентил и одного неуправл емого диоДа Г ПНедостатком известного устройства вл етс невозможность его исполь зовани дл управлени асинхронным двигателем в зоне частот, ниже частоты питающей сети, поскольку упрёвл емым вл етс только один полупериОД тока в каждой фазной обмотке двигател , формируемый включением соответствуюи (его тиристора. При этом длительностью включени тиристора можно изменить действующее значение первой гармоники напр жени , подводимого к. двигателю равной частоте питающей сети . Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением вл етс электропривод грузоподъемного . механизма дл регулировани скорости вращени асинхронного двигател с дву м группами фазных обмоток, соединенных в звезду, две группы коммутационных элементов в цеп х статора, не посредственный преобразователь часто ты, состо щий из Групп тиристоров в каждой цепи питани схемы управлени преобразователем, котора состои из последовательно соединенного датчика низкой частоты, пересчетного ус ройства, смесител , соединенного по входу с датчиком высокой частоты, вы полн юи его роль блока синхронизации, а выход смесител через блок импульс но-фазового управлени соединен с уп равл ю1цими входами тиристоров преобразовател , переключател режимов и фазового распределител импульсов, причем переключатель режимов св зан с датчиком высокой частоты, смесител и фазовым распределителем импульсов, который соединен с блоком импульснофазового управлени и датчиком высокой частоты, а преобразователь часто ты включен последовательно между ком мутационными элементами и источником питани t Недостатком указанного устройства вл етс сложность и его недостаточ на надежность в св зи с невысоким заполнением кривой тока выходного напр жени при работе двигател на пониженных частотах. Цель изобретени - упрощение электропривода и повышение его надежности. Поставленна цель достигаетс тем, что в электроприводе, содержащем асинхронный двигатель с двум группами фазных обмоток, одна из которых соединена в звезду, группы тиристоров B каждой цепи питани , две группь ком мутирующих элементов, блок синхронизации , соединенный с входными клеммами , распределитель импульсов, который через блок импульсно-фазового управлени соединен с управл ющими входами тиристоров, введен умножитель частоты, а группа тиристоров состоит из пары встречно-включенных тиристоров на фазу, при этом выводы группы фазных обмоток, соединенных в звезду, подключены к одним выводам другой группы фазных обмоток, соединенных в звезду, подключены к одним выводам другой группы фазных обмоток через упом нутые пары тиристоров , перва группа коммутирующих элементов соедин ет выводы групп фазных обмоток, соединенных в звезду с входными зажимами, второй группы обмоток, а втора группа коммутирующих элементов соедин ет общие точки соединени пар тиристоров и фазных обмоток второй группы обмоток, первый вход блока Синхронизации через умножитель частоты соединен с распределителем импульсов а второй - с входом блока импульсно-фазового управлени . На фиг. 1 представлена электрическа схема электропривода грузоподъемного механизма с нереверсивным управлением; на фиг. 2 - диаграмма напр жений на различных элементах схемы. Электропривод грузоподъемного механизма состоит из двух групп фазных обмоток 1 и 2 асинхронного двигател , встречно-включенных пар тиристоров 3 коммутирую1цих элементов k первой группы , коммутирующих элементов 5 второй группы, блока 6 синхронизации, умножител 7 частоты, распределител 8 импульсов , блока 9 импульсно-фазового управлени , формировател 10 управл ю щих импульсов. К питакицей сети подключены начала одной группы фазных обмоток 1 асинхронного двигател , концы которых через пары встречно-включенных тиристоров 3 подключены к началам второй группы фазных обмоток 2, концы которых соединены в звезду. Перва группа коммутирующих элементов k шунтирует последовательно соединенные фазную обмотку второй группы обмоток 2 и пару тиристоров этой фазы, а втора группа коммутирующих элементов 5 соедин ет общие точки соединени пар тиристоров и фазных обмоток второй группы обмоток .. Входы блока 6 синхронизации предназначены дл подключени к питающей сети, первый выход блока Ь синхронизации через умножитель 7 частоты соединен с распределителем 8 импульсов, а второй выход блока 6 синхронизации - с входом бло ка 9 импульсно-фазового управлени . Управл ющие электроды групп встречно-включенных тиристоров 3 подсоединены к выходам формировател 10 управл ющих импульсов, вход которого подключен к выходу блока 9 импульснофазового управлени . Номинальна скорость электропривода обеспечиваетс при формировании в обмотках 1 и 2 статора асинхронного двигател тока с частотой питающей сети. В указанном режиме управл юи4ие импульсы на тиристоры 3 не по даютс , и фазные обмотки групп обмоток 1 и . вк/ючением коммутируюи4их элементов и 5 соедин ютс параллел но в две звезды. Дл обеспечени мал скорости в обмотках двигател формируютс напр жени пониженной частоты регулируемые по частоте и величине .напр жени Дл этого на выходе блока 6 синхронизации формируетс трехфазна система пр моугольных напр же ний и (фиг. 2) , сйнхронизи,руемых с переходами через нуль фазных напр же 1Ь питающей сети. В умножителе 7 частоты формируетс последовательность импульсов и.,, часто та которых в кратное число раз больш частоты питающей сети. Дл данного электропривода на основе шестивентил ного преобразовател на выходе умножител 7 частоты достаточно сформировать шестикратную выходную частоту по отношению к частоте питающей сети что обеспечиваетс формированием выходных импульсов в блоке 7 при изменении знака напр жений в синхрониза10 оре 6. В .распределителе 8 импульсов оследовательность импульсов на выхое умножител 7 частотыраспредел тс на 3 канала, соответствующих трем фазам преобразовател . При этом выходна частота преобразовател определ етс коэффициентом делени частоты в узле 8 распределител . Диаграмма напр жений на выходе распределител 8 представлена на фиг. 2 при формировании выходной частоты пре- сети образовател Изменение величины напр жени , подводимого к двигателю в зоне частотного регулировани , обеспечиваетс блоком 9 импульсно-фазового управлени , в котором в течение разреиюнного промежутка времени, определ емого длительностью импульсов Ug на выходе узла В распределител , по соответствующим каналам пропускаетс - напр жение развертки {синусоидальные или пилообразные), начала которых синхронизированы с сигналами из узла 6 синхронизатора. В момент сравнени напр жени развертки с управл ю1цим напр жением, определ ю1чим уставку величины напр жени на обмотках 1 и 2 статора асинхронного двигател , на выходе узла 9 импульсно-фазового управлени формируютс импульсы (JQ , которые затем усиливаютс по мощности и подаютс с выходом блока 1 О на управл ющие электроды тиристоров 3. При этом на обмотках 1 и . формируютс напр жени регулируемые по частоте и величине, например,U 2A 2в 2С рассматриваемого случа на фиг. 2, обмотки двигател 1 и 7. при этом через тиристоры 3 включаютс последбвательно. Исполнение электродвигател с двум фазными обмотками и их последовательное включение через тиристоры в режиме регулировани частоты позвол ет в два раза увеличить требуемую величину напр жений на двигателе на любой из пониженных частот по сравнению с его величиной при параллельном соединении обмоток и, тем самым, повысить коэффициент заполнени тока в Фазных обмотках статора. Это способствует обеспечению равномерности вращени двигател в зоне низких частот , повышает надежность электропривода . Отключение тиристоров при работе электропривода на частоте питающей сети позвол ет уменьшить их установленную мощность и также приводит к повышению надежности электропривода.11 The invention relates to electrical engineering, and more specifically to a controlled electric drive with a thyristor converter. A device for non-reversible control of a three-phase asynchronous motor is known, which contains a system of circuits included in all phases of mum's and formed from counter-connected gates, and a control unit of gates, each block consisting of one controllable valve and one uncontrollable diode. It is impossible to use it to control an asynchronous motor in the frequency range below the mains frequency, since only one half-cycle of current is controlled. For each phase winding of the engine, the corresponding value of the first harmonic of the voltage supplied to the motor equal to the frequency of the supply network can be changed by turning on the thyristor. In this case, the closest to the proposed technical solution is a lifting motor. rotational speeds of an induction motor with two groups of phase windings connected in a star, two groups of switching elements in a stator A non-direct frequency converter, consisting of thyristor groups in each power supply circuit of a converter control circuit, which consists of a series-connected low-frequency sensor, recalculating device, a mixer connected to the high-frequency sensor, is its role as a synchronization unit. , and the mixer output is connected via a pulse-phase control unit with the control inputs of the thyristors of the converter, the mode switch and the phase distributor of pulses, and the mode switch They are connected to a high-frequency sensor, a mixer and a phase distributor of pulses, which is connected to a pulse-phase control unit and a high-frequency sensor, and the frequency converter is connected in series between switching elements and a power source. t The disadvantage of this device is complexity and is insufficient for reliability due to the low filling of the output voltage current curve when the engine is running at lower frequencies. The purpose of the invention is to simplify the drive and increase its reliability. The goal is achieved by the fact that in an electric drive containing an asynchronous motor with two groups of phase windings, one of which is connected to a star, thyristor groups B of each power supply circuit, two groups of switching elements, a synchronization unit connected to the input terminals, a pulse distributor, which through the pulsed-phase control unit connected to the control inputs of the thyristors, a frequency multiplier is introduced, and the group of thyristors consists of a pair of opposite-connected thyristors per phase, with the conclusions of group f The various windings connected in a star are connected to one terminal of another group of phase windings connected in a star, connected to one terminal of another group of phase windings through the mentioned thyristor pairs, the first group of switching elements connects the terminals of phase winding groups connected to a star with input clamps of the second group of windings, and the second group of switching elements connects the common points of connection of thyristor pairs and phase windings of the second group of windings, the first input of the Synchronization unit through the frequency multiplier It is equipped with a pulse distributor and the second with an input of a pulse-phase control unit. FIG. 1 shows the electrical circuit of the electric drive of the lifting mechanism with non-reversible control; in fig. 2 is a voltage chart for various circuit elements. The load-lifting electric drive consists of two groups of phase windings 1 and 2 of an induction motor, counter-switched thyristor pairs 3 switching elements k of the first group, switching elements 5 of the second group, synchronization unit 6, frequency multiplier 7, pulse distributor 8, pulse-phase unit 9 control, driver 10 control pulses. The pitch of one network of phase windings 1 of an induction motor is connected to the pitakitsy network, the ends of which are connected through pairs of counter-connected thyristors 3 to the beginning of the second group of phase windings 2, the ends of which are connected to a star. The first group of switching elements k shunts the serially connected phase windings of the second group of windings 2 and a pair of thyristors of this phase, and the second group of switching elements 5 connects the common connection points of the thyristor pairs and phase windings of the second group of windings .. The inputs of the synchronization unit 6 are connected to the power supply network, the first output of the synchronization block b is connected via frequency multiplier 7 to the distributor 8 pulses, and the second output of the synchronization unit 6 to the input of block 9 of the pulse-phase control. The control electrodes of the groups of anti-switched thyristors 3 are connected to the outputs of the driver 10 of the control pulses, the input of which is connected to the output of the block 9 of the pulse-phase control. The nominal speed of the electric drive is ensured by the formation in the windings 1 and 2 of the stator of an asynchronous current motor with the frequency of the supply network. In this mode, the control pulses on the thyristors 3 are not given, and the phase windings of the winding groups 1 and. On / off the switching elements and 5 are connected in parallel into two stars. In order to ensure low speed in the windings of the engine, undervoltage voltages are formed, adjustable in frequency and voltage. To do this, a three-phase system of rectangular voltages is formed at the output of the synchronization unit 6 and (Fig. 2) synchronized with zero-phase transitions For example, 1b mains. In the frequency multiplier 7, a sequence of pulses is generated, i.e., often one that is a multiple of the frequency of the supply network. For this electric drive based on a six-converter converter at the output of frequency multiplier 7, it is sufficient to form a six-fold output frequency relative to the supply mains frequency, which is ensured by the generation of output pulses in block 7 when the sign of voltages in synchronization 10 ore 6 changes. The output of the multiplier 7 frequency distribution of the TC on 3 channels corresponding to the three phases of the converter. In this case, the output frequency of the converter is determined by the frequency division factor in node 8 of the distributor. The voltage diagram at the outlet of the distributor 8 is shown in FIG. 2 when forming the output frequency of the converter pre-mains. The change in the voltage supplied to the motor in the frequency control zone is provided by the pulsed-phase control unit 9, in which during a time period determined by the pulse duration Ug at the output of the distributor node B, The corresponding channels are passed through - the sweep voltage {sinusoidal or sawtooth), the beginnings of which are synchronized with the signals from node 6 of the synchronizer. At the time of comparison of the sweep voltage with the control voltage, determined by the voltage setting on the windings 1 and 2 of the stator of the induction motor, pulses are generated at the output of the pulse-phase control node 9 (JQ, which are then amplified by power and fed to the output of the unit 1 O to the control electrodes of the thyristors 3. Voltages adjustable in frequency and magnitude, for example, U 2A 2 to 2C of the case under consideration in Fig. 2, motor windings 1 and 7, are formed on the windings 1 and I. At the same time, through the thyristors 3 they turn on last The motor design with two phase windings and their sequential connection through the thyristors in the frequency control mode allows to double the required voltage level on the motor at any of the lower frequencies compared to its value when the windings are connected in parallel and, thereby, increase current filling factor in the stator phase windings This helps to ensure uniform rotation of the motor in the low-frequency zone, increases the reliability of the electric drive. Turning off the thyristors during the operation of the electric drive at the frequency of the mains supply reduces their installed power and also leads to an increase in the reliability of the electric drive.

U x Ur сети I I I I I I I I I I U x Ur network I I I I I I I I I I

aa

вat

U.U.

ИХTHEIR

и,and,

/г/ g

4-r4-r

/3./ 3.

a,a,

иand

i::i ::

137 137

rfc.rfc.

FF

глch

;j; j

r:r:

::j:: j

х:Пx: P

..

.Z I I I I I I I.Z I I I I I I I

Claims

ELECTRIC DRIVE OF THE LIFTING MECHANISM · NON-REVERSIVE CONTROL, containing an induction motor with two groups of phase windings, one of which is connected to a star, groups of thyristors in each power circuit, two groups of switching elements, a synchronization unit connected to input terminals, a pulse distributor, which through the block pulse-phase control is connected to the control inputs of the thyristors, characterized in that, in order to simplify and increase reliability, a frequency multiplier is introduced, and each group of thyristors s consists of a pair of in-turn thyristors per phase, while the terminals of the group of phase windings connected to a star are connected to one terminal of another group of phase windings through the said pairs of thyristors, the first group of switching elements connects the terminals of the groups of phase windings connected to the input star clamps of the second group, and the first group of switching elements connects common points of connection of pairs of thyristors and phase windings of the second group of windings, the first output of the synchronization unit through a frequency multiplier is connected with a pulse distributor, and the second with the input of the pulse-phase control unit.

SU „„ 1030944

1 1030944 ϊ