SU1319224A1

SU1319224A1 - Электропривод переменного тока

Info

Publication number: SU1319224A1
Application number: SU853848017A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Шипулин
Original assignee: Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1987-06-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл частотного управлени электроприводами . Целью изобретени вл етс повышение энергетических характеристик и расширение диапазона регулировани частоты вращени электропривода . Цель достигаетс за счет введени двух пороговых элементов 15 и 16, четырех генераторов 23-26 линейно измен ющегос напр жени , шести элементов сравнени 29-34 задающего генератора несущей частоты. Обеспечиваетс питание электродвигател напр жением близким к синусоидальному , и достижение высоких энергетических характеристик электропривода , широкого диапазона регулировани частоты вращени , плавности вращени электродвигател на частотах от дес тых долей Герца и вьше. 2 ил. с s (Л

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл частотного управлени электроприводами .

Цель изобретени - повышение энергетических характеристик и расширение диапазона регулировани частоты вращени электропривода.

На фиг. t приведена структурна схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Электропривод переменного тока со- дерлсит электродвигатель 1 со статор- ной обмоткой, соединенной по схеме звезда с выведенной нейтралью, трехфазный тиристорный мостовой инвертор 2, построенный на тиристорах 3-8, первый 9 и второй 10 упр авл е- мые ключи, первую 11 и вторую 12 схемы задержки переднего фронта импульса , задающий генератор 13 несущей частоты, три пороговых элемента 14- 16, шести логических элементов 2И 17- 22, шесть генераторов 23-28 линейно- измен ющегос напр жени , шесть элементов 29-34 сравнени . Выход трехфазного тиристорного мостового инвертора 2 подключен к статорной обмотке электродвигател 1 , первый 9 и вто- рой 10 управл емые ключи, одними силовыми выводами подключены соответственно к отрицательной и положительной шинами питани трехфазного тиристорного мостового инвертора 2, а другими силовыми выводами объединены и подключены к нейтрали статорной обмотки электродвигател 1, выходы первой 11 и второй 12 схем задержки переднего фронта импульса подключены к отпирающим входам соответственно первого 9 и второго 10 управл емых ключей, вход первой схемы 11 задержки переднего фронта испульса объединен с первыми входами первого 17, третьего 19 и п того 21 логических элементов 2И и с запирающим входом второго управл емого ключа 10 и подключен к пр мому выходу задающего генератора 13 несущей частоты, инверсньш вьгход которого подключен к объединенным входу второй схемы 12 задержки переднего фронта импульса, запирающему входу первого управл емого ключа 9 и первым входом второго 18, четвертого 20 и шестого 22 логических элементов 2И 18, 20, 22, вторые входы первого 17, третьего 19 и п того 21

fO

fS

20

19224 2

логических элементов 2И подключены к пр мым выходам соответственно пер- вого 14, второго 15 и третьего 16 пороговых элементов, а вторые входы

5 второго 18, четвертого 20 и шестого 22 логических элементов 2И подключены к инверсным выходам соответственно первого, второго и третьего пороговых элементов 14-16, выходы первого 17, :второго 18, третьего 19, четвертого 20, п того 21 и шестого 22 логичесг ких элементов 2И подключены к входам соответствующих генераторов 23-28 линейно-измен ющегос напр жени , выходы которых подсоединены к первым входам соответствующих элементов 29- 34 сравнени , выходы которых подключены к управл ющим цеп м соответствующих тиристоров 7,8, 3, 4, 5 и 6 трехфазового мостового инвертора 2, объединенные по трое вход первого порогового элемента 14 и вторьге входы первого и второго элементов 29

2г и 30 сравнени , вход второго порогового элемента 15, и вторые входы третьего и четвертого элементов 31 и 32 сравнени , вход третьего порогового элемента 16 и вторые входы п 3 ,, того и шестого элементов 33 и 34

сравнени предназначены дл подключени к задатчику трехфазных синусоидальных сигналов.

Изобретение позвол ет в трехфазном тиристорном мостовом инверторе получить напр жени , по форме близкие к синусоидальным за счет использовани широтно-импульсной модул ции, чтс позвол ет увеличить плавность вращени ротора электродвигател , улучшить гармонический состав напр жени , использовать в качестве выпр мител мост из неуправл емых вентилей, что повьш1ает Cos ц, уменьшает помехи в сети, улучшает режим работы ключей, поскольку при изменении выходного напр жени напр жение в звене посто нного тока неизменно и т.д.

Пороговые элементы 14-16 предна з- начены дл преобразовани синусоидального напр жени в пр моугольные сигналы, длительностью равные полупериоду синусоиды. Генератор 13 несущей частоты служит дл получени двупол рных пр моугольных импульсов

скважностью Меандр, частотой, рав- , ной частоте коммутации инвертора, логические элементы 2И 17-22 предназначены дл получени импульсов.

35

40

45

50

определ емых частотой генератора 13 несущей частоты и пол рностью сигналов порогового элемента. Генераторы 23-28 линейно измен ющегос напр жени предназначены дл получени нап- р жени пилообразной формы длительностью и пол рностью определ емые сигналами элементов 2И, имеющие пр мой фронт и линейно измен ющийс спад импульсов. Элементы 29-34 срав- нени , предназначены дл определени точек коммутации инвертора 2 путем сравнени синусоидального напр жени сигналов генератора линейно измен ющегос напр жени . Схемы 1 1 и 12 за- держки переднего фронта импульса предназначены дл получени возможности включени одного из ключей 9 и 10 после окончани процесса коммутации другого ключа во избежание сквозного короткого замыкани .

На фиг. 2 показаны форма синусоидального напр жени U, подаваемого на вход порогового элемента 14, форма выходного напр жени пороговог элемента 14 U , U - формы выходного напр жени генератора несущей частоты, и , Ц. - формы сигналов схем задержки переднего фронта импульса , Ujj , Uj -, и - формы напр же НИИ, подаваемых на входы элементов сравнени 23, 24, А, В, С - формы напр жений на фазах статорной обмотки электродвигател .

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Предположим, в начальный момент времени открыты тиристор 7, тиристор 5 и ключ 9, ток перетекает через фазы А и С статорной обмотки электро двигател 1. Б следующий момент вре- ключ 9 запираетс , ток через фазы А и С прекращаетс , тиристоры 7 и 5 запираютс . Затем открываетс ключ 10, тиристор 4, ток протекает через фазу в статорной обмотки машины переменного тока. В следующий момент времени запираетс ключ 10, ток через фазу 8 прекращаетс , тиристор 4 запираетс . Б следующий момент времени открываетс ключ 9, затем отпираетс тиристор 7, ток протекает через фазу А статорной обмотки машины переменного тока, отпираетс тиристор 5, ток протекает через фазу С обмотки машины. Затем запираетс ключ 9, ток через фазы А и С прекращаетс и т.д.

С каждым открыванием длительность включени тиристора 7 увеличиваетс , затем начинает уменьшатьс , среднее напр жение в фазе л измен етс по синусоидальному закону. При снижении среднего значени напр жени фазы А до нул перестает отпиратьс тиристор 7, начинает отпиратьс тиристор 8 дл формировани отрицательной полуволны напр жени . С каждым отпиранием длительность включени тИристо- ра 4 уменьшаетс по синусоидальному закону, при снижении среднего значени напр жени в фазе б до нул вместо тиристора 4 начинает отпиратьс тиристор 3 дл формировани положительной полуволны напр жени . С каждым отпиранием длительность включени тиристора 5 уменьшаетс по синусоидальному закону при снижении среднего значени напр жени в фазе с до нул вместо тиристора 5 начинает отпиратьс тиристор 6 дл формировани отрицательной полуволны напр жени .

Таким образом, при достаточной простоте реализации за счет питани электродвигател напр жением, близким по форме к синусоидальному, обеспечиваютс высокие энергетические характеристики электропривода, широкий диапазон регулировани частоты вращени , плавность вращени электродвигател на частотах от дес тых долей Герца и выше.

Claims

Формула изобретени I

Электропривод переменного тока, содержащий электродвигатель со ста-. торной обмоткой, соединенной по схеме звезда с выведенной нейтралью, трехфазный тиристорный мостовой инвертор , выходы которого подключены к статорной обмотке электродвигател , первый и второй управл емые ключи с запирающими и управл ющими входами каждый, одни силовые выводы управл емых ключей подключены соответственно к отрицательной и положительной шинам питани трехфазного тиристор- ного мостового инвертора, а вторые силовые выводы первого и второго управл емых ключей объединены и подключены к нейтрали статорной обмотки электродвигател шесть логических элементов 2И, первый пороговый элемент , два генератора линейно-измен - к цегос напр жени , первую и вторую

. 5

схемы задержки переднего фронта импульса , выходы которых подключены к отпирающим входам соответственно первого и второго управл емых ключе отличающийс тем, что, с целью улучшени энергетических характеристик, расширени диапазона регулировани частоты вращени , в него введен1 11 второй и третий пороговые эл|1м е,ы, четыре генератора линейно й змей -ющегрс напр жени , шесть элементов сравнени , задающий генератор нес уд ей частоты с пр мым и инверсньгм вьрсрдами, пр мой выход которого подключен к первым входам первого, третьего и п того логических элементов 2И, входу первой схемы задержки переднего фронта импульса и запирающему входу второго управл емого ключа, инверсный выход задающего генератора несущей частоты подключен к первым входам второго, четвертого и шестого логических элементов 2И, входу второй схемы задержки переднего фронта импульса и запирающему входу первого управл емого ключа, вторые входы первого, третьего и п того логических элементов 2И

W

192246

подключены к пр мым выходам соответственно первого, второго и третьего пороговых элементов, а вторые входы второго, четвертого и шестого логи- 5 ческих элементов 2И подключены к

инверсным выходам соответственно первого , второго и третьего пороговых элементов, вькоды всех шести логических элементов 2И подключены соответственно ко входам генераторов линейно измен ющегос напр жени ,, выходы которых подсоединены к первым входам соответствующих элементов сравнени , выходы которых подключены к управл - f5 ющим цец м соответствующих тиристоров трехфазного мостового инвертора, объединенные по трое вход первого порогового элемента и вторые входы первого и второго элементов сравнени , вход второго порогового элемента и вторые входы третьего и четвертого элементов сравнени , вход третьего порогового элемента и вторые входы п того и шестого элементов сравнени предназначены дл подключени к задатчику трехфазных синусоидальных сигналов .

20

5