SU1046890A1 - A.c. electric drive - Google Patents

A.c. electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1046890A1
SU1046890A1 SU813341110A SU3341110A SU1046890A1 SU 1046890 A1 SU1046890 A1 SU 1046890A1 SU 813341110 A SU813341110 A SU 813341110A SU 3341110 A SU3341110 A SU 3341110A SU 1046890 A1 SU1046890 A1 SU 1046890A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
inverter
electric motor
circuit
circuits
Prior art date
Application number
SU813341110A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Львовна Локтева
Георгий Борисович Онищенко
Владимир Борисович Фитингоф
Юрий Аркадьевич Бродский
Владимир Эликович Ягнятинский
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Автоматизированному Электроприводу В Промышленности,Сельском Хозяйстве И На Транспорте "Внииэлектропривод"
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 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Автоматизированному Электроприводу В Промышленности,Сельском Хозяйстве И На Транспорте "Внииэлектропривод" filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Автоматизированному Электроприводу В Промышленности,Сельском Хозяйстве И На Транспорте "Внииэлектропривод"
Priority to SU813341110A priority Critical patent/SU1046890A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1046890A1 publication Critical patent/SU1046890A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а точнее к частотно-управл емым асин-хронным электроприводам, и предназначено дл  использовани  в различных област х промышленности и сельского хоз йства, дл  вентил торов , насосов, транспортеров и др. Известен электропривод переменно го тока, содержащий управл емый.вып р митель, соединенный через фильтр с инвертором и отсекающими диодами, блок управлени  инвертором, блок .автоматического подзар да коммутиру щих конденсаторов, блокиизмерени  параметров электродвигател  Cl |. Недостатком известногоустройства  вл етс  относительно низка  надежность из-за возможного срыва кoм тaции, что требует использовани  специальных узлов подзар да, ус ложн ющих реалйзацию.. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  электропривод переменного токд, содержащий инвертор напр жени  на тиристорах с конденсатором на входе, к выходу которого подключены фазы обмотки .электродвигател  и одни выв.оды коммутирующих l C-цепей, вторые выводы которйх подключены к блоку коммутирующих тиристоров, мос обратных диодов, соединенный параллельно инвертору напр жени , схему управлени  инвертором, состо щую из последовательно соединенных генератора регулируемой частоты,, распределител , схемы совпадени , выход кото рой подключен к управл ющим входам инвертора напр жени , блока задани  модулирующих импульсов, соединенного со схемой совпсщени  . Однако наличие дополнительного блока коммутирующих тиристоров усложн ет устройство и снижает его надежность . Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение его надежности. Поставленна  цель достигаетс  veM, что в электропривод переменного /ока, содержащий инвертор напр жени  на тиристорах с конденсатором на входе, к выходу которого подключены фазные обмотки электродвигател  и одни выводы коммутирующих 1С-цепей, схему управлени  инвертором, состо щую из последовательно соединенны.х генератора регулируемой частоты, рас прёделител , схемы совпадени , выход которой подключен к управл ющим входам инвертора напр жени , блбка задани  модулирующих импульсов, соединенного со схемой совпадени , коммутирующие LC-цепи подключены вторыми выводами к смежной фазе электродвигател , образу  с двум  фазами электродвигател  параллельную цепь, при этом блок зал.ани  модулирук цйх импульсов выполнен с частотой модул  ««и МОА о 1 с , , а параметры Ру анЬк- ., ЬС-цепи выбраны из услови  грег Гмод где 1)ддоц(. - максимальное напр жение посто нного токаг Рцло.|у - максимальна  мощность нагрузки;. Ly - индуктивность рассе ни , приведенна  к обмоткам статора; Ipg,- резонансна  частота Lс-цепи. На фиг.. 1 показана функциональна  схема электропривода переменного тока; на фигу 2 - диаграмма сигналов управлени , напр жений и., токов. Электропривод содержит преобразователь .1 напр жени  сети в регулируемое посто нное напр жение, фильтр на выходе этого преобразовател , состо щий из. дроссел  2 и фильтрового конденсатора 3, инвертор напр жени  на тиристорах 4-9, на выходы переменного гока которого параллельно обмоткам статора 10 асинхронного .электродвигател  подключены.ЬС-цепи состо щие из конденсаторов 11, 12 . и 13 и дросселей 14, 15 и 16..Схема управлени  инвертором состоит из последовательно соединенных генера-. тора 17 регулируемой частоты, распределител  18, cxeivtti 19 совпадени , выход которой подключен к управл ющим; , входам инверторанапр жени . Блок 20 задани  модулирующих импульсов соединен с входом схемы совпадени . . Работа .электропривода основана на том, что каждый полупериод напр жени  на фазе электродвигател  формируетс  из импульсов напр жени  посто нной частоты и длительности, дл  этого на управл ющие электроды тиристоров попарно (например, на тиристоры 4 и 7) подаютс  пачки импульсов . После каждого импульса пачки происходит следующий процесс. Тиристоры открываютс , конденсаторы , например, 11) зар жаютс  до напр жени , превышающего Og, где Uj - напр жение цепи выпр мленного тока, и через интервал времени, .несколько больший полупериода собственных колебаний ЬС-цепи, включенной между ра-; ботающими тиристорами 1в данном случае 4, 7), тиристоры закрываютс  под действием обратного напр жени , возникающего при колебательном зар ле конденсатора до напр жени , превышающего Ug. Затем конденсатор разр жаетс  на обмотку фазы двигател . После следующего импульса пачки происходит аналогичный процесс. После окончани  этой пачки.работает друга  пара тиристоров и т;д. Диаграмма импульсов управлени , поступающих на тиристоры, напр жени  на конденсаторе, напр жений и токов фазы двигател  показана на фиг. 2, где 1),0 - сигнал блока задани  мопулируквдих импульсов; сигнал управлени  тиристоров инвертора. Как следует из фиг. 2,период напр  жени  на фазе двигател  складываетс  из импульсов высокой неизмен ем частоты и длительности-.- Значение этой частоты определ ют по энергетическим соображени м и услови м работы в режиме источника напр жени . За полупериод напр жени  на ста tope двигател  на фазу двигател  поступает энерги , равна  С(.)сч:о1 где Vi, - число импульсов, поступи шее на обмотку за полупериод. Тогд мощность фазьа двигател  равна . где5у - частота импульсов в пачке 6.0с licwan - UCKOM Соотношение Л1) позвол ет опреде лить нижний предел частоты Sn по энергетическим соображени м мокс V4 MUU л-,, .1. 1 М«И 11 .Ылокс с мокс Lгде ЬУС igjQy c прин тое максимальное значение разности напр жений на кон денсаторе в процессе зар да-разр да Кроме того, частота-импульсов должна быть выбрана так, чтобы питание двигател  производилось от источника напр жени . При этих услови х не требуетс  сложна  замкнута  система управлени  и при регули ровании скорости в первом приближении достаточно поддерживать соотно шение напр жени  и частоты двигател  / дв Зависимость (1) показывает, что дл  заданного значени  скорости (частоты )при посто нном напр жении L)в мощность пропорциональна Ь.( Это значит, что, выбрав дл  максимального момен та нагрузки максимальное значение UCMOKC Р заданной скорости €IAB)JC будет устанавливатьс  ав томатически в зависимости от нагрузки , а среднее напр жение на двигателе будет оставатьс  практически гюсто нным. Автоматическое изменение Uc при изменении нагрузки в предлагаемом электроприводе возможн прти условии, что интервал между импульсами в пачке несколько меньше полупериода колебаний контуров, об2 разованных индуктивностью Ьц обмоток двигател  и питающими их конденсаторами 11, 12 и 13 V -TCVUKC Соотнесение (3) формирует в данном способе условие режима источника напр жени . С учетом (2J и (3) получим следующее соотношение; TQ-t ДЦсмакс I, NVDKC К Таким образом, в предлагаемом электроприводе напр жение фазы электродвигател  ,складываетс  из импульсов частоты.ц , определ емой по соотношению (.4), и амплитудой,, устанавливаемой преобразователем 1. Длительность импульсов посто нна и зависит от величины конденсаторов 11, 12 и 13 и индуктивности LK электродвигател . Количество импульсов В полупериоде напр жени  статора электродвих ател  равно количеству импульсов управлени  в пачке. Регулирование скорости асинхронного электродвигател  производитс  , изменением частоты импульсов генератора 17. Колебательные LC -цепи обеспечивают надежное гашение тиристоров при динамических токах, что позвол ет измен ть, сигнал управлени  генератором 17 без задатчика интенсивности . Торможение двигател  конденсаторное, что делает предлагаемый электропривод быстродействующим . Преобразователь в электроприводе содержит небольшое количество элементов как в силовой цепи, так и в системе управлени . При этом инверторный мост так же прост, как в ин-(верторе тока, но обладает свойствами и преимуществами инвертора напр   ени  - не требует специального согласовани  элементов двигател  и инвертора , обладает простой системой управлени . Простота и малое количество элементов обусловливают низкую стоимость предлагаемого технического решени  .и экономический эффект от его использовани . Таким образом, за счет уменьшени  количества элементов достигаетс  повышение надежности, а за счет импульсного характера формировани  напр жени  статора двигател  обеспечиваетс  повышение .быстродействи .The invention relates to electrical engineering, and more specifically, to frequency-controlled asin-hron electric drives, and is intended for use in various areas of industry and agriculture, for fans, pumps, conveyors, etc. The known AC drive contains An actuator connected through a filter with an inverter and cut-off diodes, an inverter control unit, an automatic charging of switching capacitors, a block measuring the parameters of the motor Cl |. A disadvantage of the known device is the relatively low reliability due to the possible breakdown of the capacitor, which requires the use of special charging units that complicate the implementation. The closest to the proposed is the AC drive containing a voltage inverter on a thyristor with an input capacitor, the output of which is connected to the phase of the winding. The electric motor and one output of the commuting l C-circuits, the second terminals of which are connected to the block of switching thyristors, the mos reverse diodes, paired In a voltage inverter, an inverter control circuit consisting of a variable frequency generator, a distributor, a coincidence circuit, the output circuit of which is connected to the control inputs of a voltage inverter, a modulating impulse unit connected to a matching circuit. However, the presence of an additional switching thyristor unit complicates the device and reduces its reliability. The purpose of the invention is to simplify the device and increase its reliability. The goal is achieved by veM that an ac / o electric drive containing a voltage inverter on the thyristors with a capacitor at the input, to the output of which the phase windings of the electric motor and one output of the switching 1C circuits are connected, an inverter control circuit consisting of a series-connected generator adjustable frequency, voltage switch, coincidence circuit, the output of which is connected to the control inputs of the voltage inverter, block for setting the modulating pulses connected to the coincidence circuit, switching LC- the circuits are connected by the second terminals to the adjacent phase of the electric motor, forming a parallel circuit with the two phases of the electric motor, the block of the moduli module of the pulses being made with the frequency of the modulus and MOA about 1 s, and the parameters of the PNBc., LC circuit are selected from the condition of Greg Gmod where 1) dots (. is the maximum DC voltage Rclo. | y is the maximum load power; Ly is the dissipation inductance reduced to the stator windings; Ipg, is the resonant frequency of the Lc circuit. In Fig. 1 shows a functional diagram of the AC drive; Fig. 2 is a diagram of control signals, voltages, and., currents. The electric drive contains a .1 mains voltage to an adjustable direct voltage converter, a filter at the output of this converter consisting of. throttle 2 and filter capacitor 3, a voltage inverter on thyristors 4-9, at the outputs of a variable gok which, parallel to the windings of the stator 10 of the asynchronous electric motor, are connected. A TC circuit consisting of capacitors 11, 12. and 13 and chokes 14, 15 and 16. The control circuit of the inverter consists of series-connected generators. adjustable frequency torus 17, distributor 18, cxeivtti 19 coincidence, the output of which is connected to the control; the inputs of the inverter voltage. The block 20 for setting the modulating pulses is connected to the input of the coincidence circuit. . The operation of the electric drive is based on the fact that each half-cycle of voltage on the phase of an electric motor is formed from voltage and frequency voltage pulses. For this, thyristors 4 and 7 are put in pairs of pulses on the control electrodes of the thyristors. After each pulse of the packet, the following process occurs. Thyristors open, capacitors, for example, 11) are charged to a voltage higher than Og, where Uj is the voltage of the rectified current circuit, and after a time interval that is slightly longer than the half-period of the natural oscillations of the LC circuit connected between the pa; In this case, 4, 7), the thyristors are closed by the action of the reverse voltage, which occurs when the oscillatory charge of the capacitor is before a voltage higher than Ug. The capacitor is then discharged to the motor phase winding. After the next pack pulse, a similar process occurs. After this pack is finished, a pair of thyristors and so on work another; e. A diagram of control pulses applied to the thyristors, the voltage across the capacitor, the voltages and currents of the motor phase is shown in FIG. 2, where 1), 0 is the signal of the task unit of monopulsed impulses; inverter thyristor control signal. As follows from FIG. 2, the voltage period on the motor phase is composed of pulses of high frequency and duration constant. The value of this frequency is determined by energy considerations and operating conditions in the voltage source mode. Over the half-period of the voltage per hundred tope of the engine, the energy arrives at the phase of the engine, equal to С (.) Сч: о1 where Vi, is the number of pulses passed to the winding for the half period. Then the power of the engine phase is equal. where 5y is the frequency of pulses in a 6.0s packet licwan - UCKOM (RL1) allows you to determine the lower limit of the frequency Sn by energy considerations V4 MUU l- ,, .1. 1 M И 11 Ы. Hylox with mox L where ÜUS igjQy c the accepted maximum value of the voltage difference across the capacitor during charge-discharge. In addition, the frequency-pulses must be selected so that the motor is powered from the voltage source. Under these conditions, a complex closed control system is not required and when adjusting the speed in the first approximation it is sufficient to maintain the ratio of the voltage and frequency of the engine / engine. Dependence (1) shows that for a given value of speed (frequency) at a constant voltage L) the power is proportional to b. (This means that by choosing the maximum value UCMOKC P for the maximum load moment € IAB setpoint speed) JC will be set automatically depending on the load and the average voltage on the motor will be t remain virtually Gusteau constant. Automatic change of Uc when the load changes in the proposed electric drive is possible under the condition that the interval between pulses in a pack is somewhat less than the half-cycle of oscillations of the circuits formed by the inductance lc of the motor windings and capacitors supplying them 11, 12 and 13 V -TCVUKC way the condition of the voltage source mode. Taking into account (2J and (3), we obtain the following relation; TQ-t DCsmax I, NVDKC K) Thus, in the proposed electric drive, the phase voltage of an electric motor is composed of frequency pulses.c determined by the ratio (.4) and amplitude set by the converter 1. The pulse duration is constant and depends on the size of the capacitors 11, 12 and 13 and the inductance LK of the electric motor. The number of pulses In the half-period of the stator voltage of the electric motors is equal to the number of control pulses in the bundle. The electric motor is produced by changing the frequency of the generator pulses 17. Oscillating LC circuits provide reliable quenching of thyristors at dynamic currents, which allows changing the control signal of the generator 17 without an intensity control. Motor braking is capacitor, which makes the proposed electric drive fast. The converter in the electric drive contains a small the number of elements in the power circuit and in the control system. At the same time, the inverter bridge is as simple as in the (current inverter), but it has the properties and advantages of the inverter - it does not require special matching of the motor elements and the inverter, it has a simple control system. The simplicity and the small number of elements cause a low cost of the proposed technical solution. .and the economic effect of its use. Thus, by reducing the number of elements, reliability is increased, and due to the pulsed nature of the formation of static voltage Engine performance is enhanced.

Claims (1)

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий инвертор напряжения на тиристорах с конденсатором на входе, к выходу которого подключены фазные обмотки электродвигате;ля и одни выводы коммутирующих LC - цепей, схему управления инвертором, состоящую из последовательно соединенных генератора регулируемой частоты, распределителя, схемы совпадения, выход которой подключен к управляющим входам инвертора напряжения, блока задания модулирующих импульсов, соединенного со схемой совпадения, отличающийся тем, что, с целью упрощения’ и повышения надежности, коммутирующие UC-цепи подключены вторыми выводами к смежной фазе электродвигателя, образуя с двумя фазами электродвигателя параллельную цепь, при этом блок задания модулирующих импульсов выполнен с ^частотой модуляции tg ^М0А> о,1 --., а параметры . Рмакс’-’к г An AC electric drive containing a voltage inverter for thyristors with a capacitor at the input, to the output of which are connected the phase windings of the electric motor; for some outputs of commuting LC circuits, an inverter control circuit consisting of a series-connected variable frequency generator, a distributor, a matching circuit, the output of which connected to the control inputs of the voltage inverter, the modulating pulse set unit connected to the coincidence circuit, characterized in that, in order to simplify 'and increase At the same time, the switching UC circuits are connected by the second terminals to the adjacent phase of the electric motor, forming a parallel circuit with the two phases of the electric motor, while the modulating pulse set unit is made with the modulation frequency tg ^ М0А> о, 1 -., and the parameters. Rmax '-' to g LC-цепи выбраны из условия гpei7?f МОд. где 1^окс - максимальное напряжение постоянного тока; Рмокс- максимальная мощность нагрузки; - индуктивность рассеяния, приведенная к обмоткам статора; ϊρθ·5~ резонансная частота LC -цепи.LC circuits are selected from the condition g ei 7? F MO d. Where 1 ^ ox is the maximum DC voltage; Rmox - maximum load power; - leakage inductance reduced to stator windings; ϊ ρ θ · 5 ~ the resonant frequency of the LC chain. SU „„1046890SU „„ 1046890
SU813341110A 1981-09-30 1981-09-30 A.c. electric drive SU1046890A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813341110A SU1046890A1 (en) 1981-09-30 1981-09-30 A.c. electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813341110A SU1046890A1 (en) 1981-09-30 1981-09-30 A.c. electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1046890A1 true SU1046890A1 (en) 1983-10-07

Family

ID=20977895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813341110A SU1046890A1 (en) 1981-09-30 1981-09-30 A.c. electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1046890A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Справочник по преобразовательной технике. Киев, Наука, 1978, с, 380-384. 2. Автоматизированный электропр вод. М., Энерги , с. 239-244. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4330817A (en) Process and system for controlling the energization of a load
SU1421270A3 (en) Induction motor control device
SU1046890A1 (en) A.c. electric drive
SU826496A1 (en) Dc insert
US4518908A (en) Control circuit of a synchronous motor with two induction windings
SU880809A1 (en) Method of converting alternative-current energy to direct-current energy and apparatus for performing same
SU752720A1 (en) Apparatus for regulating induction-motor angular speed
SU797018A1 (en) Direct frequency converter with forced switching
SU765953A1 (en) Self-sustained series inverter
SU788307A1 (en) Self-sustained inverter
SU838970A1 (en) Self-sustained inverter
RU2093378C1 (en) Self-contained traction electric drive
SU836742A1 (en) Current inverter
SU678613A1 (en) Pulsed dc-to-dc voltage converter
SU966831A1 (en) Inverter
SU1040578A1 (en) Self-excited voltage inverter
SU1709489A1 (en) Controller of three-phase asynchronous motor
SU1050071A1 (en) Single-phase resonant inverter
SU980230A1 (en) Pulsed dc voltage converter
RU1282797C (en) Serial inverter
SU1030944A1 (en) Electric drive with non-reversible control for hoisting device
SU1695484A1 (en) Asynchronous isolator stage
SU944048A1 (en) Method of inverter braking of ac electric motor
SU651442A1 (en) High-frequency thyristorized converter
SU817873A1 (en) Three-phase inverter