SU1501242A2

SU1501242A2 - Электропривод переменного тока

Info

Publication number: SU1501242A2
Application number: SU874286363A
Authority: SU
Inventors: Игорь Владимирович Волков; Владимир Николаевич Исаков; Алексей Петрович Плугатарь; Владимир Александрович Войтех
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1989-08-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в приводах инерционных накопителей энергии, устройствах дл пуска генераторов, в приводах буровых установок. Целью изобретени вл етс улучшение массогабаритных показателей и динамических показателей путем стабилизации динамического момента. Электропривод переменного тока снабжен последовательно соединенными резистором 12, реле 8, параллельно подключенными к выходу мостового выпр мител 3 в цепи роторной обмотки асинхронного двигател 1. Система 14 импульсно-фазового управлени инвертером 5 подключена к выходу сумматора 11, пр мой вход которого соединен с выходом Иу источника 7 посто нного напр жени управлени . Инвертирующий вход сумматора 11 подключен к выходу узла 13 задани уменьшени ЭДС инвертора, который зашунтирован размыкающим контактом 10 реле 8, а входом через замыкающий контакт 9 подключен к выходу И_ф1 источника 7. В процессе пуска ток роторной обмотки двигател превышает свое номинальное значение только на очень непродолжительное врем , необходимое дл преодолени значительного начального момента сопротивлени . Разгон двигател до номинальной частоты вращени происходит при неизменном по амплитуде и фазе переменном токе в роторной цепи, т.е. при посто нном моменте. 2 ил.

Description

ГО

рие.1

31

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в приводах инерционных накопителей энергии, устройствах дл пуска синхронных генераторов, приводах буровых установок.

Целью изобретени вл етс улучшение массогабаритных и динамических показателей путем стабилизации динамического момента.

На фиг. 1 представлена функциональна схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 - механическа характеристика двигател при пуске, характеристика момента сопротивлени Mj. и естественна механическа характеристика .

Электропривод переменного тока содержит асийхронный двигатель 1 с фазным ротором, статорна обмотка которого снабжена зажимами дл подключени к фазам источника 2 питани . Выводы роторной обмотки двигател подключены к входу первого выпр мител 3, последовательно с кото- рьм соединены второй выпр митель 4 и инвертор 5, ведомый сетью. Выходы второго вьтр мителч 4 через трехфазный стабилизатор 6 переменного тока подключены к фазам статорной обмотк асинхронного двигател 1, к которым подключен и трехфазный выход инвертора 5.

В электропривод переменного тока введен блок формировани ЭДС инвертора , который состоит из источника 7 посто нного напр жени управлени с двум выходами Uco и U, реле 8 с обмоткой, замыкающим 9 и размыкающим 10 контактами, сумматора 11, резистора 12, узла 13 задани уменьшени ЭДС инвертора.

Обмотка реле 8 через резистор 12 подключена параллельно вьгходу выпр мител 3. ПервыГ выход источник 7 через замыкающий контакт 9 реле подключен к входу узла 13 задани уменьшени ЭДС инвертора, который зашунтирован размыкающим контактом 10 реле. Выход узла 13 подключен к инвертирующему входу сумматора 11, пр мой вход которого соединен с вто рьм выходом иу источника 7. Выход сумматора соединен с входом системы 14 импульсно-фазового управлени инвертора 5.

Электропривод работает следующим обоазом.

При подаче напр жени сети на вход параметрического стабилизатора 6 напр жени на выход инвертора 5 и на обмотку статора асинхронного двигател 1 в цепи посто нного тока прс обрлзорател ч аст.тты протекает выпр мленный ток, в обмотке ротора - переменный ток. Напр жение на входе инвертора посто нно и опреде.п етс величиной напр жени U|j, подаваемого на неинвертируюгхий нход сумматора 1 1 . Напр жение Uu на втором вр гходе источника посто нного н,111рчжени управлени выбираетс таким образом, чтобы ЭДС инвертора 6 бьша несколько больше или равна напр жению U на выходе первого мостового выпр мител при неподвижном роторе, когда ЭДС в роторной цепи максимальна.

В первьп момент времени ротор не вращаетс , так как протекающий в роторной цепи ток сочдает гюсто ь Н1:П элйктромагнитный момент М (фиг.2) двигател , который значительно меньше начального сопротивлени М,,, но больше момента сопротивлени М, при вращении на номинальной час-- то гч вращени . Напр жение на выходе neiiBoi о мостового выпр мител 31), - const. При этом выполн етс условно :

Ua + и и

ь

где и ц - напр жение на выходе второго мостового выпр мител 4;

Uj - напр жение на входе инвертора 5.

Поскольку Us за счет выбора Uu устанавливаетс несколько больше или равным Uj, то напр жение U на выходе выпр мител 4 при неподвижном роторе больше или разно нулю. Така величина Uu выбираетс дл того, чтобы сузить диапазон уменьшени ЭДС инвертора 6.

При подключении обмотки статора асинхронного двигател 1 к сети на выпр мителе 3 увеличиваетс напр жение , срабатывает реле 8, контакт 9 замыкаетс , подключа первый выход иф( источника 7 к инверсному входу узла задани уменьшени ЭДС инвертора . Контакт 10 реле 8 размыкаетс и y;iej7 13 задани уменьшеип ЭДС инвертора начинает формировать линейнгч нарастающее до величины Ijcp напр жен51

ние, которое поступает на инвертирующий вход сумматора 11, на неинвертирующий вход которого поступает напр жение Uy с второго нькода источника U7. Напр жение иф( на первом выходе источника посто нного напр жени управлени выбираетс из услови обеспечени необходимой величины пускового момента двигател , котора должна быть больше начального момента сопротивлг ни . С выход сумматора 11 на вход системы 14 чм- ну.чьсно-фазового управлени инвертером 5 ггодаетс напрнжение L lj - Ucpo которое вызывает уменьшение ЭДГ инвертора относительно установ.енной начальной вeJ ичины, задаваемой напр жением Uy, до минимального допустимого значени , определ емого разностью Uy - U(p( . В результате ток в роторной цепи асинхронного двигател увеличиваетс , а значит, возрастает и электромагнитный момент двигател ло величины, достаточной дл преодолени начального момента сопротивлени . Шраметрический стабилизатор 6 тока закорачиваетс через открытые вентили второго мостового выпр мител 4, при этом и 0. В этом случае

Ufe из + IjR

Ь

1 де Ij - выпр мленньй ток в цепи посто нного тока преобразовател частоты; R(, - суммарное сопротивление

этой цепи.

При неподвижном роторе Uj const и уменьшение ЭДС, инвертора 5 компенсируетс увеличение тока Ij,, а значит , и увеличением электромагнитного момента. При его значении, превышающем значение начального пускового момента М ротор двигател начинает вращатьс и двигатель начинает разгон тьс по участку АВ механической характеристики 15 (фиг.2). При достижении ЭДС инвертора минимального значени ока сохран етс неизменной до конца разгона двигател до номинальной частоты вращени , уменьшаетс ЭД рогора, а значит, и напр жение Ug. Ток IP, также уменьшаетс . При этом в вьлпр мителе 4 начинаютс коммутационные г-роцессы и с этого момента (ок в цепи посто нного тока остаетс неизменным и равным току параметрического стабилизатора до конца раз

2426

гона двигател . В точке В кой характеристики 15 Ue U, и при дальнейшем разгоне двигател IJj уменьшаетс , а величина напр жени и возрастает, ток в роторной цепи переменньй, неизменный по амплитуде и фазе за счет действи параметрического стабилизатора 6. Двигатель раз0 гон етс по участку ВС механической характеристики 15 до номинапьной частоты вращени при посто нном моменте двигател . По достижении номинальной частоты вращени U О, реле 8 обес5 точивйетс , разм111каетс контакт 9 и замыкаетс ко такт 10 реле 8, при этом вход узла 13 отключаетс от первого входа Vcf источника 7, узел 13 шунтируетс контактом 10. Напр жение

0 и на его выходе становитс равным нулю. На вход системы 14 импульсно- разового управлени поступает посто нное напр жение Uu , которое увегги- чивает ЭДС инвертора 6 до начального

5 значени . Двигатель работает на естественной механической характеристике 16 при моменте сопротивлени меньше Mi,.

1ри резком набросе нагрузки двига0 тель переходит на свою характеристику 15 (участок RC), что предохран ет двигатешь и механизм от перегрузок.

Таким образом, в процессе пуска ток в роторной обмотке асинхронного двигател превышает свое номинальное значение только на очень непродолжительное врем , необходимое дл преодолени значительного начального момента сопротивлени . Дальнейший раз- гон до номинальной частоты вращени происходит при меньшем по величине неизменном по амплитуде и фазе переменном токе в роторной обмотке, а значит, при посто нном моменте двигател . В результате уменьшаетс мощность двигател и параметрического стабилизатора. Кроме того, так как после преодолени значительного момента сопротивлени вместе с моментом сопротивлени уменьшаетс момент двигател , динамический момент в течение всего времени разгона остаетс практически посто нным, что улучшает динамику и облегчает работу электропривода.

Claims

Формула изобретени

Электропривод переменного тока по авт. св. № 1272463, отличающийс тем, что, с целью улуч5

0

шени массогабаритных показателей путем стабилизации динамического момента, введён блок формировани ЭДС инвертора, составленный из источника посто нного напр жени управлени с двум выходами, реле с размыкающим и замыкающим контактами, резистора, узла задани уменьшени ЭДС, инвертора и сумматора, причем обмотка реле через резистор подключена параллельно выходу первого мостового вьтр мител , первый выход

упом нутого источника через замыкающий контакт реле подключен к входу узла задани уменьшени ЭДС инвертора , шунтированного размыкаюп1Им контактом реле, выход упом нутого узла задани соединен с инверсным входом сумматора, пр мой вход которого подключен к второму выходу источника посто нного напр жени управлени , а вьпсод сумматора предназначен дл подключени к входу системы управлени инвертором.

16

М