SU1157638A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике н может быть использовано в системе автоматизированного электропривода , в частности в приводах грузоподъемник механизмов.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электппдвигатель, выводы статорной обмотки которого подключены к тиристорному коммутатору, выполненному на встречно-параллельно включенных тиристорах, задающий генератор, блок распределени  импульсов и фазно импульсного управлени  и электронное реле 03,

Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченный диапазон регулировани  частоты основной гармони тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель , трехфазный тиристорный ком™ мутатор, выполненный а виде встречно-параллельно включенных тиристоров блок квазнчастотного управлени , три блока импульсно-фазового управлени , входы которых подключены к вы- ходу блока квазнчастотного управле- - ни , А выходы - к управл ющим электрдам тиристоров соответствующей фазы, одни точки соединени  анода и катода тиристоров в каждой фазе снабжены выводами дл  присоединени  фазных проводов питающей сети 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  плохой 1армонический состав напр жени  и тока, потребл емого двн гателем, что приводит к увеличению в нем потери, а также уменьшение отрицательных значений критического момента синхронного двигател  во 2 и 3 квадрантах при его работе на характеристиках, отличные от . естественной. Указанный недостаток обусловлен малым числом полуволн напр жени  в результирующем напр жении фиксируемом ко1.1мугатором при работе двигател  в квазичастотном режиме и вследствие этого значительным вли -i нием составл ющих напр жени  частоты сети на работу двигател . Из-за налини  этих составл ющих механичес- кие характеристики при квазичастот- ном управлении отличаютс  от известных характеристик при частотном ..

управлении асинхронного двигател , именно: уменьшаютс  отрицательные. з гачени  критического момента асинхронного двигател  (во 2 и 3 квадрантах /, а при скорост х , близких к Синхронной, момент двигател  может быть даже положительным. Это не позвол ет обеспечить одинаковые статические моменты в двигательном и генераторном режимах работы двигател  и затрудн ет реализацию тормозных режимоб при переходных режимах.

Цель изобретени  - снижение потерь в электродвигателе от высщих гармоник напр жени  и тока и увеличение перегрузочной способности электродвигател  в генераторном режиме.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, трехфазный тиристорный коммутатор, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, блок квазичастотного управлени , три блока импульсно-фазового управлени , -вход которьк подключены к выходу блока квазичастотного управлени , а выходы - к управл ющим электродамтиристоров сосответствующей фазы, одни точки соединени  анода и катода тиристоров в каждой фазе сйабже- ны вывода№1 дл  присоединени  к питающей сети, введены первый контактор с трем  замыкающими контактами , второй контактор с четырьм  замыкающими контактами и трехфазный трансформатор с первичной и двухсекционной вторичной обмотки , причем секции вторичной обмотки трансформатора одинаковое количеЬт- во витков, замыкающие контакты первого контактора включены между другими точками соединени  анода и катода тиристоров в каждой фазе и выводами фаз статорной обмотки асинхронного электродвигател , канала фаз первичной обмотки Трехфазного трансформатора подключены к другим точками соединени  анода и катода тиристоров в каждой фазе, концы фаз первичной обмотки трансфоматора через первый и второй замыкающие контакты второго контактора соединены по схеме звезда, кажда  вторична  фазна  обмотка трехфазного трансформатора выполнена в виде соединенных nocjreAoBareJibHO и согласно секций собственной и смежной фаз, нричем одни выводы вторичной обмотки трансформатора подклювены к соответствующим выводам , статорной обмотки асинхронного электродвигател , а другие через третий и четвертый замыкающие конта ты второго контактора соединены по схеме звезда. На.фиг. 1 представлена принципиа на  электрическа  схема электропривода переменного тока;, на фиг. 2 - временные диаграммы фазного напр же ни ; на фиг. 3 - механические харак теристики электропривода. Электропривод переменного тока (фиг, 1 ) содержит трехфазный асинхронный .электродвигатель I, трехфаз ный тиристорный коммутатор 2, выпол ненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров 3, блок 4 квазичастотного управлени , три блока 5 импульсно-фазового управлени , входы которых подключены к выходу блока 4 квазичастотного управлени , а выходы - к управл ющим электродам тиристоров 3 соответству щей фазы, одни точки соединени  ано да и катода тиристоров 3 в кавкдой фазе снабжега  выводами дл  присоеди нени  фазных проводов питающей сети первый контактор 6 с тоем  замыкаю- щ1Ф1и контактами 7, второй контактор 8с четырьм  замьжающими контактами 9- 12, трехфазный трансформатор 13 с первичной 14 и двухсекционной вторичной 15 обмотками, причем секции 16-18 вторичной обмотки 15 тран- сформатора 13 имеют одинаковое количество витков, замыкающие контакты 7 первого контактора 6 включены между другими точками соединени  анода и катода тиристоров 3 в каждой фазе и выводами статорной обмотки асинхронного электродвигател  I. Начала фаз первичной обмотки 14 трех фазного трансформатора I3 подключены к другим точкам соединени  анода и катода тиристоров 3 в каждой фазе, крицы фаз первичной обмотки 14 транс форматора 13 через первый и второй замыкающие контакты 9 и 10 второго контактора 8 соединены по схеме звезда, кажда  вторична  фазна  обмотка 55 трехфазного трансформатора 13 состоит из соединенных последовательно и согласно секций 16 и 17 17 и 18, 18 и 16 собственной и смежной фаз, причем одни выводы вторичной обмотки 15 трансформатора 13 подключены к соответствуннцим выводам статорной обмотки асинхронного электродвигател  1, а другие через третий и четвертый замыкающие контакты 11 и 12 второго контактора 8 соединены по схеме звезда. На фиг. 2:19 - временна  диаграм ма напр жени  на выЗсоде тиристорного коммутатора при ui-1/Зи)сиихр ; 20-22 - временные диаграммы напр жени  на соответствугвщих секци х фазных вторичных обмоток трансформатора; 23 - временна  диаграмма выходного напр жени  трансформатора. На фиг. 3:24 - график механичес кой характеристики, определ емой напр жением пониженной частоты; 25график механической характеристики, определ емой составл ющей напр жени  с частотой питающей сети; 26 - график суммарной механической характеристики при отключенном трансформаторе: . 27 - 29 - график аналогичных механических характеристик при Подключенном трансформаторе. Электропривод переменного тока работает следующим образом. Допустим, первый контактор 6 включен , а второй контактор 8 отключен. Тиристорный коммутатор 2 с блоками 5 импульсно-фазового управлени  и блоком 4 квазичастотного управлени  тиристорами 3 образует схему управле НИН, обеспечивающую квазичастотное управление частотой вращени  асинхронного двигател  1 за счет моду- л ции напр жени  сети требуемой частотой при помощи тиристоров 3 тиристорного коммутатора 2.Выходное фазное напр жение тиристорного коммутатора 2, например, при частоте вращени  асинхронного двигател  1 в 3 раза меньше синхронной частоты вращени  на естественной характеристике может быть представлено в виде 19 (фиг. 2). Механическа  характеристика 26 (фиг. 3) двигател  1 дл  этого случа  (при совпадении пор дка чередовани  фаз дл  токов основной составл ющей и составл ющей, измен ющейс  с частотой сети ) при пренебрежении составл ющими напр жени  более высокого пор дка получаетс  в результате суммировани  механичес-

S1

их хаоактеристик 24 и 25 иг. 3|, определ емых соответствено напр жением пониженной частоты к оставл ющей напр жени  частоты ети.

Пусть первьгй контактор 6.отклюен , -а второй контактор 8 включен. Асинхронный двигатель запитан т тиристорного коммутатора 2 через трехфазный трансформатор 13, который на стороне низшего напр жени  имеет по две секции 16 - }8 в каждой фазе с одинаковым числом витков. Напр жени  в каж1той из секции 16-18 вторичных обмоток могут быть представлены соответсве 1ио в виде временных гГиаграмм 20.-- 22 (фиг. 21, Так как секци  16 одной фазы на стороне низтего напр жени  трехфазногр трансформатора 13 последовательно и согласносоединена с секцией 17 другой фазы, то результирующее фазное напр жение на выходе трехфазного трансформатора 13 в любой момент вре мени определ етс  сугП-.юй исходных напр жений 20 - 22 (фиг. 2). Тогда при работе тир спорного коммутатора 2 в квазичастотном режиме с кратностью делени  частоты ;3 выходное фазно.е напр жение трехфазного трансформатора 13 может быть представлено в виде 23 (фиг. 2) т.е. выходное напр жение трехфазного трансформатора 13 сформировано из большего числа полуволн питающего напр жени . Аналогично работают обмотки 7 и 18, 18 и 16 в других фазах на стороне низшего напр жени  трехфазного трансформатора 13,

Увеличение числа полуволн в полупериоде результирунщего напр жени  на -двигателе 1 способствует улучшению гармонического состава напр жени  и тока, потребл емого двигателем 1.

Мехатшеска  характеристика 27 (фиг. 3) двигател  I в этом случае (при совпадении пор дка чередовани  фаз дл  токов основной сое- тарл к щей, измен клцейс  с частотой

7638

сети получаетс  в результате суммировани  механических характеристик 28 и 29 (фиг. 3), определ емых соот-; ветственно напр жением пониженной 5 частоты и составл ющей чапр жени . частоты сети. Но вследствие улучшени  качества выходного напр жени  на двигателе 1 механическа  характеристика 29 (фиг. 3), определ ема 

19составл ющей напр жени  частоты сети, оказывает меньшее вли ние.

В результате чего результирующа  характеристика 27 (фиг. 3) в большей степени определ етс  составл ющей 13 напр жени  пониженной частоты, т.е. характеристикой 28 (фиг. 3 }, Соответственно растет отрицательный максимальный момент двигател  I или увеличиваетс  перегрузочна 

20способность двигател  при его работе в генераторном режиме, а это позвол ет обеспечить одинаковые статические моменты в двигательном и генераторном режимах работы. Кроме

25 того, увеличение отрицательного

момента двигател  облегчает реализацию тормозных режимов двигател  при переходных процессах.

При других кратност х делени 

30 час-тоты питающего напр жени  сформированное напр жение на двигателе 2 представл ет подобно 19 (фиг. 2) отрезки соответствующего количества полуволн синусоидального 41апр жени ,

:что обусловлено необходимостью выполнени  законов частотного управлени  частотой вращени  асинхронных двигателей. Но и вэтих случа х улучшаетс  гармонический состав напр жени  и тока двигател  и возрастают отрицательные моменты двигател  во 2 и 3 квадрантах.

Таким образом, введение трансформатора с двум  контакторами улучшает гармонический состав напр жени  и тока,что позвол ет уменьшить потери в электроприводе и увеличивает перегрузочную способность его при работе в генераторном режиме , а также облегчает реализацию

переходных процессов при торможении.

З-ЗВО.УОГц

фиг f

Claims (1)

1. (54 ) (57 ) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий трехфазный асинхрон· ный электродвигатель, трехфазный тиристорный коммутатор, выполненный в виде встречно—параллельно включенных тиристоров, блок квазичастотного управления, три блока импульсно-фазового управления, входы которых подключены к выходу блока квазичастотного управления, а выходы — к управляющим электродам тиристоров соответствующей фазы, одни точки соединения анода и катода тиристоров в каждой фазе снабжены выводами для подключения к питающей сети, отлич ающийся тем, что, с целью снижения потерь в электродвигателе от высших гармоник напряжения и тока и увеличения перегрузочной способности электродвигателя в генераторном реЗкиме, в него введены первый контактор с тремя замыкающими контактами, второй контактор с четырьмя замыкающими контактами и трехфазный трансформатор с первичной и двухсекционной вторичной обмотками, причем· секции вторичной обмотки трансформатора имеют одинаковое количество витков, замыкающие контакты первого контактора включены между другими точками соединения анода и катода тиристоров в каждой фазе и выводами фаз статорной обмотки асинхронного электродвигателя, начала фаз первичной _Λ обмотки трехфазного трансформатора 3 подключены к другим точкам соединения анода и катода тиристоров в каждой фазе, концы фаз первичной обмотки трансформатора через первый и второй замыкающие контакты второго контактора соединены по схеме ’’звезда, каждая вторичная фазная обмотка трехфазного трансформатора выполнена в виде соединенных последовательно и согласно секций собственной и смежной фаз, причем одни выводы вторичной обмотки'трансформатора подключены к соответствующим выводам статорной обмотки асинхронного электродвигателя, а другие через третий и четвертый замыкающие контакты второго контактора соединены по схеме ” ’’звезда.