SU1464279A1

SU1464279A1 - Electric drive

Info

Publication number: SU1464279A1
Application number: SU864023547A
Authority: SU
Inventors: Георгий Борисович Черников
Original assignee: Г.Б. Черников
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1989-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к мощным электроприводам . Целью изобретени вл етс повышение технологичности. Электропривод содержит синхроннгой двигатель 7, источник переменного тока в виде трехобмоточного трансформатора 1, фазы одной из вторичных обмоток которого соединены по схеме звезда , а другой - по схеме треугольник. Фазы двух обмоток статора синхронного двигател выполнены с равными числами витков, соединены аналогично вторичным обмоткам трехобмоточного трансформатора и подключены к последним через выпр мительно-инверторные блоки. Фазы подключенных друг к другу обмоток трансформатора и двигател соединены по о дноименным схемам. В предлагаемом электроприводе необходимый сдвиг фаз токов на 30 эл.град. в обмотках статора синхронного двигател обеспечиваетс автоматически без использовани фазосдвигающих трансформаторов , что повышает экономич- ность и технологичность устройства. 2 ил. S (ЛThe invention relates to electrical engineering, namely to powerful electric drives. The aim of the invention is to improve manufacturability. The drive contains a synchronous motor 7, an alternating current source in the form of a three-winding transformer 1, the phases of one of the secondary windings of which are connected according to a star circuit and the other is connected to a triangle circuit. The phases of the two stator windings of a synchronous motor are made with equal numbers of turns, connected in the same way as the secondary windings of a three-winding transformer and connected to the latter through rectifier-inverter units. The phases of the transformer windings and the motor connected to each other are connected according to the same circuit. In the proposed electric drive, the required phase shift of currents by 30 el.grad. in the stator windings of the synchronous motor is provided automatically without the use of phase-shifting transformers, which increases the cost-effectiveness and manufacturability of the device. 2 Il. S (l

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к мощным электроприводам.The invention relates to electrical engineering, namely to powerful electric drives.

Цель изобретения - повышение технологичности.The purpose of the invention is to improve manufacturability.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого электропривода; , на фиг. 2(а,б,в) - форма кривых токов и,магнитодвижущей силы (МДС) в зазоре синхронного двигателя (V ток в обмотке статора синхронного двигателя, соединенной по схеме звезда; 1^Л - ток в обмотке статора синхронного двигателя, соединенной по схеме треугольник; (i^r+ i) МДС в зазоре синхронного двигателя;In FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed electric drive; in FIG. 2 (a, b, c) - the shape of the curves of currents and of the magnetomotive force (MDS) in the gap of the synchronous motor (V current in the stator winding of the synchronous motor connected according to the star scheme; 1 ^L - current in the stator winding of the synchronous motor connected according to the scheme triangle; (i ^r + i) MDS in the gap of the synchronous motor;

- выходной ток выпрямителя (все кривые построены без учета коммутации)) .- output current of the rectifier (all curves are plotted without switching)).

Электропривод содержит источник · переменного тока в виде трехобмоточного трансформатора 1, вторичные обмотки которого соединены по схемам звезда и треугольник, два выпрямительно-инверторных блока с выпрямителями 2 и 3, сглаживающими дросселями 4 и инверторами 5 и 6, синхронный двигатель 7, одна обмотка статора которого соединена по схеме звезда, а другая - по схеме треугольник, обмотку 8 ротора синхронного двигателя.The electric drive contains an AC source in the form of a three-winding transformer 1, the secondary windings of which are connected according to the star and delta circuits, two rectifier-inverter units with rectifiers 2 and 3, smoothing inductors 4 and inverters 5 and 6, a synchronous motor 7, one of whose stator windings connected according to the star scheme, and the other according to the triangle scheme, the winding 8 of the rotor of the synchronous motor.

Электропривод работает следующим образом.The electric drive operates as follows.

Токи вторичных обмоток трехобмоточного трансформатора 1, отличающиеся друг от друга в Ή* раз, попадают на выпрямители 2 и 3, затем на сглаживающие дроссели 4 и в инверторы 5 и 6, после чего поступают в обмотки статора синхронного двигате-_{ля 7, одна из-которых также соединена· по схеме звезда, а другая - по схеме треугольник, в результате чего он приводится во вращение со скоростью, определяемой частотой переключения вентилей инверторов.The currents of the secondary windings of the three-winding transformer 1, differing by a factor of Ή *, go to the rectifiers 2 and 3, then to the smoothing inductors 4 and to the inverters 5 and 6, after which they enter the stator windings of the synchronous motor _{ A 7, one of - which are also connected according to the star scheme, and the other according to the triangle scheme, as a result of which it is rotated at a speed determined by the switching frequency of the inverter valves.

Выпрямители 2 и 3 имеют одинаковую мощность, но их выходные напряжения и токи на их входе (выходе) различаются в -^З раз, что опреде*· . ляется различием в схемах соединения вторичных обмоток трансформатора 1. Входные и выходные токи инверторов 5 и 6 и соответствующие напряжения также различаются в <3 раз. В результате действующие значения токов, протекающих в обмотках статора синхронного двигателя 7, оказываются одина ковыми по величине, но сдвинутыми друг относительно друга на 3Ό эл.град. (фиг. 2а, б), что достигается соединением одной из обмоток статора синх роннбго двигателя по схеме звезда, а другой - по схеме треугольник, а также подключением каждой из них к обмотке трансформатора 1, соединенной по одноименной с ней схеме.Rectifiers 2 and 3 have the same power, but their output voltages and currents at their input (output) differ by - ^ 3 times, which is determined by * ·. is different in the connection schemes of the secondary windings of the transformer 1. The input and output currents of inverters 5 and 6 and the corresponding voltages also differ by <3 times. As a result, the effective values of the currents flowing in the stator windings of the synchronous motor 7 turn out to be the same in magnitude, but shifted by 3 друга el. (Fig. 2a, b), which is achieved by connecting one of the stator windings of the synchronization motor according to the star scheme, and the other according to the triangle scheme, as well as connecting each of them to the transformer winding 1 connected by the same circuit with it.

Это обеспечивает отсутствие в МДС синхронного двигателя гармоник порядка ниже 11-й (фиг. 2в). При этом коммутационные процессы в инверторах оказываются идентичными, так как большему в ΊΤ раз току соответст вует меньший в -^3* раз реактанс обмот ки, соединенной по схеме треугольник. Коммутирующие напряжения инверторов 5 и 6 также различаются в —β раза и сдвинуты на 30 эл.град.This ensures the absence in the MDS of a synchronous motor of harmonics of the order below 11th (Fig. 2c). In this case, the switching processes in the inverters turn out to be identical, since a larger ΊΤ times the current corresponds to a less than - ^ 3 * times the reactance of the winding connected by a triangle circuit. The switching voltages of inverters 5 and 6 also differ by a factor of –β and are shifted by 30 electrical degrees.

Это определяется тем, что вторичные ‘обмотки трехобмоточного трансформатора имеют одинаковое число витков', но соединены по разным схемам звезда и треугольник, что обеспечивает разные вторичные -линейные напряжения, отличающиеся в -JT раз.This is determined by the fact that the secondary ‘windings of a three-winding transformer have the same number of turns', but are connected in different ways by a star and a triangle, which provides different secondary -linear voltages, which differ by -JT times.

Таким образом, несмотря на то, что каждая из параллельных обмоток статора синхронного двигателя обтекается токами 6-пульсного инвертирования, результирующая МДС синхронного двигателя идентична таковой у машины, работающей в 12-пульсном режиме. Это обусловлено гальванической взаимной связью обмоток статора синхронного двигателя и вторичных обмоток трансформатора, соединенных по одноименным схемам.Thus, despite the fact that each of the parallel windings of the stator of a synchronous motor flows around with 6-pulse invert currents, the resulting MDF of a synchronous motor is identical to that of a machine operating in a 12-pulse mode. This is due to the galvanic interconnection of the stator windings of the synchronous motor and the secondary windings of the transformer connected by the same schemes.

Сглаживающие дроссели 4 в обоих выпрямительно-инверторных блоках могут выполня.ться одинаковой индуктивности. В этом случае скорость нарастания аварийного тока в указанном блоке, подключенном к вторичной обмотке трехобмоточного трансформатора, соединенной по схеме треугольник, например, при кратковременном опрокидывании инвертора окажется в уТ-раз меньшей, чем в обычных установках, что позволяет повысить устой чивость работы электропривода,. Если динамику аварийных процессов в обоих выпрямительно-инверторных блоках принять одинаковой, то индуктивность этого дросселя (а следовательно, и. расход меди для его обмотки) можно снизить (индуктивность в ιίΤ раз, расход меди в If? = 1,3 раз). ·.Smoothing chokes 4 in both rectifier-inverter units can be made of the same inductance. In this case, the rate of increase of the emergency current in the indicated unit connected to the secondary winding of a three-winding transformer connected in a triangle circuit, for example, when the inverter is short-term overturned, will turn out to be UT-fold lower than in conventional installations, which makes it possible to increase the stability of the electric drive operation. If the dynamics of emergency processes in both rectifier-inverter units are assumed to be the same, then the inductance of this inductor (and, consequently, the copper consumption for its winding) can be reduced (inductance ι times, copper consumption If? = 1.3 times). ·.

Уменьшение в -4ΖΓ раз линейного напряжения одной из обмоток статора синхронного двигателя увеличивает надежность работы его изоляции, например при однофазных замыканиях в схеме устройства.A decrease of -4ΖΓ times the linear voltage of one of the stator windings of a synchronous motor increases the reliability of its insulation, for example, with single-phase short circuits in the device circuit.

Использование трехобмоточного трансформатора с одинаковым числом витков его вторичных обмоток и описанного выше синхронного двигателя в предлагаемом электроприводе существенно повышает его технологичность.The use of a three-winding transformer with the same number of turns of its secondary windings and the synchronous motor described above in the proposed electric drive significantly increases its manufacturability.

Claims

Claim

An electric drive containing a synchronous motor, an alternating current source in the form of a three-winding transformer, the phases of one of the secondary windings of which are connected according to the star scheme, and the other according to the triangle scheme, each of the secondary windings of the three-winding transformer 5 is connected through one of the rectifier inverter units to one of the two stator windings of a three-phase synchronous motor, the phases of one of which are connected in the form of a star, characterized in that, in order to improve manufacturability, the phases of the secondary windings; three-winding transformer are made with equal numbers of turns, the phases of the other stator windings of a three-phase synchronous motor are connected in a triangle pattern, while the phases of the windings of the said transformer and motor connected to each other are connected according to the same schemes