SU1508336A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в технологических лини х электрохимической промышленности. Целью изобретени   вл етс  улучшение энергетических характеристик путем снижени  потребл емой мощности при обеспечении требуемого уровн  намагниченности роторов электродвигателей. Электропривод переменного тока содержит группу гистерезисных двигателей 1. Два вывода двигателей подключены к зажимам 26, 27 источника питани , а третий вывод через встречно включенные тиристоры 2,3 с блоками 15, 16 включени  - к третьему зажиму 28 источника питани . Цепь формировани  намагничивающих импульсов составлена из тиристора 4 и конденсатора 5 и подключена параллельно тиристорам 2,3. Электропривод снабжен цепью гашени  10 и цепью выключени  тиристора 4, составленной из тиристора 7 и конденсатора 8. Блоки включени  15, 16, 17, 18 тиристоров 2, 3, 4, 7 соединены с выходами блока 19 формировани  параметров намагничивающих импульсов, входы которого подключены к выходам блоков 13, 14 синхронизации. Входы блоков 13, 14 подключены к клеммам 27, 28 источника питани . Введение в блок 19 линии задержки 23 и второго логического элемента 2И 25, соединение входов блока 19 с выходами блоков 13, 14, введение цепи гашени  10 и тиристора 7 обеспечивают более эффективное перевозбуждение гистерезисных двигателей 1 независимо от их количества. Пути протекани  тока на этапах нарастани  и спадани  разделены. Это позвол ет выбирать емкость конденсатора 5 с некоторым запасом, что повышает надежность перевозбуждени . Исключаетс  короткое замыкание зар женного конденсатора через тиристоры электропривода, что повышает надежность. 2 ил.

Description

ел

о

00

со

СО

О)

фuг. f

. 1508336-

14 синхронизации. Входы блоков 13,141 независимо от их количес-ва Пути подключены к клеммам 27,28 источ-протекани  тока на этапах нарастакл  ника питани . Введение в блок 19 ли-и спадани  разделены. Это позвол ет НИИ 23 задержки и второго логического выбирать емкость конденсатора 5 с неэлемента 2Н 25, соединение входовкоторым запасом, что повышает надеж- блока 19 с выходами блоков 13,14, вве-ность перевозбуждени . Исключаетс  дение цепи 10 гашени  и тиристора 7короткое замыкание зар женного конденг обеспечивают более эффективное пере-сатора через тиристоры электроприво- возб ткдение гистерезисных двигателей 10да, что повьшает надежность. 2 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к многодвигательному электроприводу на базе гистерезисных двигателей дл  технологических линий электрохимической промышленности .

Цель изобретени  - улучшение энергетических характеристик электропри- вода путем снижени  потребл емой мощности при обеспечении требуемого урон н  намагниченности роторов электродвигателей .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - временные диаграм-

мы, по сн ющие работу электропривода,

Электропривод содержит группу гистерезисных электродвигателей 1, первый 2 и второй 3 встречно-параллельно включенные тиристоры, цепь формировани  намагничивающих импульсов, сое- то щую из последовательно соединенных тиристора 4 и конденсатора 5 с блоком 6 его зар да, цепь включени  третьего тиристора 4, состо щую из последовательно соединенных тиристора 7 и конденсатора 8 с блоком 9 его зар да , цепь 10 гашени , состо щую из последовательно соединенных конденсатора 11 и резистора 12, первый 13 и второй 14 блоки синхронизации, блоки 15 - 18 включени  первого, второго тиристоров и тиристоров цепи выключени  и цепи гашени , блок 19 формировани  параметров намагничиваюш;их импульсов , состо щий из задатчика 20 фазы и частоты следовани  намагничивающих импульсов, формировател  21 длительности намагничивающих импульсов , RS-триггера 22, элемента 23 задержки , первого 24 и второго 25 логических элементов 2И. Два выхода ста- торных обмоток группы гистерезисных электродвигателей 1 соединены с клеммами (зажимами) 26 и 27 дл  подключе-

5

0

5 0 5 0

ни  к первой и второй фазам сети, а третий вывод через встречно-параллельно соединенные первый 2 и второй 3. тиристоры соединен с клеммой (зажимом ) 28 дл  подключени  к третьей фазе сети. Цепь формировани  намагничивающих импульсов, состо ща  из последовательно соединенных тиристора 4 и конденсатора 5 и цепь 10 гашени  .подключены параллельно первому 2 и второму 3 тиристорам. Катод тиристора 4 соединен с катодом тиристорй. 7, анод которого подключен к одной обкладке конденсатора 8, соединенного второй обкладкой с анодом тиристора 4. Первый 13 и второй 14 блоки синхрони- низации соединены входами с клеммами 27 и 28 дл  подключени  ко второй и третьей фазам сети, а выходами подключены соответственно ко второму и первому входам блока 19 формировани  параметров намагничивающих импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно со входами блоков 17,15, 16 и 18 включени  тиристоров 4,2,3 и 7. Выходы блоков 15-18 включени  соединены с управл ющи1-1и цеп ми соответственно тиристоров 2,3,4 и 7. Вход за- датчика 20 фазы и частоты следовани  намагничивающих импульсов объединен со вторым входом первого логического элемента 2И 24 и образует первый вход блока 19 формировани  параметров намагничивающих импульсов, выход за- датчика 20 фазы частоты следовани  намагничивающих импульсов соединен со входом формировател  21 длительности намагничивающих импульсов и R-входом RS-триггера 22 и образуют первый выход блока 19 формировани  параметров намагничивающих импульсов. Выход формировател  21 длительности намагничивающих имтульсов соединен с S-входом RS-триггера 22 и образуют

5

четвертый выход блока 19 формировани параметров намагничивающих импульсрв второй выход которого образован выходом , первого J oгичecкoгo элемента 2И 24. Выход RS-триггера 22 соединен с iiepBFjM входом первого логического элемента 2И 24 и через элемент 23 задержки - с первым входом второго логического элемента 2И 25, второй вхо и выход которого образуют оответст- венно второй вход и третий выход блока 19 формировани  п.ара гетров намагничивающих импульсов.

Электропривод работает следующим образом.

Дл  получени  эффективного перевозбуждени  npvi импульсног( периодическом намагничивании гистерезисных электродвигателей при минимуме энергозатрат необходимо обеспечить им

пульс напр жени  амплитудой (12 )Uf, где U.T, - амплитуда напр жени  источника питани , и д-чительностью ,/6, где Т - период частоты напр жени  питани .

Уровень перевозбуждени  гистерезисных электродвигателей зависит от амплитуды тока, создаваемого Б импульсе , поэтому момент подачи импульса (фаз импульса {.|4 ) целесообразно выбирать таким образом, чтобы максимум -импульсного тока совпадал с максимом тока в данной фазе электродвигателей , создаваемого основным .источником питани . Дл  гистерезис- .ых электродвигателей, примен емых в рассматриваемых электроприводах, коэффициент мощности составл ет cosLpu О, 1-0, 3 , а фазный ток отстает от фазного напр жени  на угол 75-85 . На практике удобно синхронизовать и отсчитывать фазу импульса относительно линейного напр жени  источника питани . При этом предпочтительный -диапазон фазы импульсов составл ет 130-180° относительно начала положительной полуволны линейного напр жени , например напр жени  при формировании импульса намагничивающего тока в фазе Л.

Дл  стабилизации энергетических характеристик гистерезисных электродвигателей и демпфировани  качаний их роторов намагничиваюаще импульсы формируют с частотой f(, , в 3-5 раз превышающий частоту собственных качаний электродвигателей.

Обычно частота следован.;} импульсов составл ет fu 111-20 Гц.

п

В стационарном режиме в интервале между намагничивающими импульсами первый 2 и второй 3 тиристоры работают Лоочередно с интери.глом 1./2, обеспечива  протекание тока между питающей сетью и гистерезисными электродвигател ми 1. Ст гилл1: лРКЯч ; 1.:рис Г; Р;;М i (.fi-;p; K/: ; j . : -.:- ходе второг о блока 1- . 1:- заци1т

(диaгpa Eia б

и а

фи.г. 2), поступают

5

0

0

5

40

45

50

на второй вход первого леи :-;ч1К-.кого элемента 2И 2Д, на первом г.-.оде которого присутствует CKrifa-u логической и с первого логического элемента 21 24 (диаграмма г-х на фиг.2) постуиа от на вхсд блока 13 включени  тиристора 2, который осуществл ет усиление и гальваническую разв зку CHr;.jjiOB. С выходоп блока 15 включени  тиристора 2 сигпа1. ы yiipasjieHnH поступают на управл юшие цепи Tiipiic- тора 2 (диаграмма к на фиг, 2).

Аналогичным образом, сигналы с выхода первого блока 13 синхронизации (диаграмма в на фиг. 2) поступаит ка второй вход второго логического элемента 2М 25 3 на первый вход которо.гс поступает скгмал логической 1 с выхода элемента 23 задержки (диаграмма 3 на фиг. 2). С выхода второго логического элемента 211 25 (диаграмма и на фиг. 2) сигналы управлени  через блок 16 включени  поступают на управл ющие цепи тиристора 3 (диаграмма л на фиг. 2) .

В момент t на выходе за- датчика 20 фазы и частоты следовани  намагничивающих импульсов формируетс : сигнал (AHarpaNMa г на фиг. 2), поступающий через блок 17 включени  на управл ющие цепи тиристора 4. Тирис- тор 4 открываетс , и напр жение конденсатора 5, г редварительно зар женного от блока 6 зар да, суммируетс  с фазным напр жением сети. Ток в фазах электродвигателей начинает возрастать .

При включении тиристора 4 к тиристору 2, наход щемус  в провод ем состо нии , прикладываетс  в обратном каправлении напр жение конденсатора 5. При этом возможно протекание через тиристор 2 кратковременных импульсов обратного тока. Дл  повышени  надежности работы тиристора 2 необходимо

7 15

одновременно с включением тиристора 4 сн ть сигнал управлени  с тиристора 2. Дл  этого сигнал с выхода задатчика 20 фазы и частоты следовани  намагничивающих имнз льсов поступает на R- вход RS-триггера 22, обеспечива , по вление на его выходе сигнал логичес

кого О (диаграмма е на фиг. 2), что приводит к по влению логического О на выходе первого логического элемента 2Н 24 (диаграмма ж на фиг.2) и исключению сигнала управлени  тиристором 2 (диаграмма к на фиг.3).

После нарастани  тока в фазах электродвигателей 1 до треб емой величины закрывают тиристор 4. Дл  этого в момент времени t, на выходе фор30

35

мировател  21 длительности намагничивающих импульсов формируетс  управ- 20 л ющий сигнал (диаграмма д на фиг.2), который через блок 18 включени  подаетс  на управл ющие цепи тиристора 7 (диаграмт а н на фиг. 2). Тиристор 7 включаетс , в результате чего к тиристору 4 в обратном направлении прикладываетс  напр жение предварительно зар женного от блока 9 зар да второго конденсатора 8 и тиристор 4 закрываетс . При включении тиристора 7 последовательно с питающей сетью оказываютс  включенными конденсаторы 5 и 8. Однако конденсатор 8, обладающий существенно меньшей емкостью, нежели конденсатор 5, -быстро перезар жаетс , в результате чег.о ток в цепи: питающа  сеть - конденсатор 5 - конденсатор 8 - тиристор 7 - электродвигатели 1 уменьшаетс  до нул  и тиристор 7 выключаетс . После чего энер гшо, запасенн то в электродвигател х 1 при импульсе, начинает принимать на себ  цепь 10 гашени . Параметры конденсатора 11 и резистора 12 подобраны таким образом, что обеспечивают быс грое спадение тока в фазах электро- двигателей 1 после прохождени  намагничивающего импульса.

В реальных услови х при использовании режима перевозбуждени  возможно изменение коэффициента мощности элект-50 родвигателей от cosq 0,1-0,3 до cosLp 0,5-0,7, что соответственно приводит к изменению фазы тока электродвигателей 1 относительно фазы напр жени  питани . При этом дл  создани  однозначного процесса спадени  тока в фазах электрсцвигатетей 1 после прохождени  намагничивающего им15

25

10

45

8

пульса и дл  повышени  надежности работы тиристора 3 необходимо исключить возможность включени  тиристоров 2 и 3 до окончани  процесса формировани  импульсов тока в фазах электродвигателей 1. Дл  тиристора 2 эта задача решаетс  за счет синхронизации его включени  относительно начала

положительной полуволны линейного Напр жени  питающей сети, дл  тиристора 3-е помощью элемента 23 задержки , обеспечивающего задержку по влени  на его выходе сигнала логической 1, вводитс  задержка на формирование управл ющего сигнала. Выходной сигнал RS-триггера 22 поступает на вход элемента 23 задержки, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента 2И 25. При изменении сигнала на выходе RS- триггера 22 с высокого на низкий уро

вень, данный сигнал без задержки поступает на первый вход второго логи- ческого элемента 2И 25, исключа  формирование сигнала управлени  вторым тиристором 3 (диаграммы е,з,и,л на фиг. 2) .- При по влении на выходе RS- триггера 22 в момент времени t. сиг-

нала логической

1 , данный сигнал по вл етс  на выходе элемента 23 задержки лишь через промежуток времени 6 (диаграмма з на фиг. 2) , исключа  на это врем  возможность включени  второго тиристора 3.

Таким образом, введение в структуру электропривода конденсатора 8 с блоком 9 зар да, тиристора 7, цепи 10 гащени , и включение в блок 19 формировани  параметров намагничивающих импульсов элемента 23 задержки и второго логического элемента 2И 25 позвол ет обеспечить услови  эффективного перевозбуждени  гистерезисных электродвигателей 1 независимо от их количества.

В предлагаемом электроприводе пути протекани  намагничивающего тока на этапах нарастани  и спадени  разделены , что позвол ет выбирать емкость конденсатора 5 с некоторым запасом (исход  из максимально возможной нагрузки) и обеспечивать тем самым надежное перевозбуждение гисте- резисных электродвигателей 1. С другой стороны, параметры цепи 10 гашени  выбираютс  лишь исход  из требуемого закона спадани  импульсного тока.

91

Кроме того, исключение короткого замыкани  зар женного конденсатора через тиристоры электропривода позвол ет повысить его надежность.

Таким образом, за счет o6eciie4e- ни  эффективного перевозбуждени  гис терезисных электродвигателей независимо от их количества в группе, улучшаютс  энергетические характеристики электропривода при одновременном по- вьшении его надежности за счет исключени  перегрузки тиристоров по току.

ормула изобретени 

импульсов, выход которого и выход первого логического элемента 211 образуют соответственно первый и второй выходы блока формировани  параметров намагничивающих импульсов, соединенного первым выходом с входом блока включени  тиристора цепи формировани  намагничиваклдих импульсов, о т- личающийс   тем, чтг , с -Цг- лью улучшени  эьгргетическг х характеристик путем снижени  потребл емой мощности, в него .введены цепь выключени  тиристора цепи формировани  намагничиваюгдих импульсов, выполненна  в виде тиристора и конденсатора с блоком зар да, цепь гашени , составленна  из последовательно соединенных конденсатора и резистора, блок

Электропривод переменного тока, содержащий группу гистерезисных электродвигателей с пофазно объединенными статорными обмотками, два вы-2о включени  тиристора упом нутой цепи вода которых соединены с клеммами выключени , а в блок формировани  дл  подключени  к первой и второй параметров намагничивающих импульсов

введены элемент задержки и второй логический элемент 2И, первый вход ко- 25 торого через элемент задержки соединен с выходом RS-триггера, второй

фазам сети, а третий вывод через встречно-параллельно включенные первый и второй тиристоры соединен с клеммой дл  подключени  к третьей фазе сети, цепь формировани  намагничивающих импульсов, выполненную в виде последовательно соединенных

вход и выход второго логического элг- мента 2И образуют соответственно второй вход и третий выход блока форконденсатора с блоком зар да и тирис- зо мировани  параметров намагничивающих

тора, подключенную параллельно первому и второму тиристорам, первый и второй блоки синхронизации, подключенные входами к клеммам дл  подключени  к второй и третьей фазам сети, блоки включени , выходами соединенные с управл ющими цеп ми упом нутых тиристоров, блок формировани  параметров намагничивающих импульсов, выполненный с задатчиком фазы и частоты следовани  намагничивающих импульсов , вход которого образует первый вход блока формировани  параметров намагничивающих импульсов, входом подключенным к выходу задатчика фазы и частоты следовани  намагничивающих импульсов RS-триггером, R- и S-входы которого соединены соответственно с входом и выходом формировател  длительности намагничивающих им35

40

45

импульсов, а выход формировател  длительности намагничивающих импульсов образует четвертый выход блока формировани  параметров намагничивающих импульсов, выходы второго и первого блоков синхронизации соединены соответственно с первым и вторым входами блока формировани  параметров ничивающих импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соедиге- ны соответственно с входами блоков включени  первого и второго тиристоров и тиристора упом нутой цепи выключени , выходы блока включени  соединены с катодом и управл ющим элект родом тиристора цепи выключени , цепь гашени - подключена параллельно первому и второму тиристорам, одна обкладка второго конденсатора соединена с анодом тиристора цепи формировапульсов , а выход RS-триггера подклю- ни  намагничивающих импульсов, катод чен к первому входу первого логичес- которого подключен к катоду тиристо- кого элемента 2Н, второй вход которого соединен с входом задатчика фазы и частоты следовани  намагничиг ающих

55

ра цепи выключени , анод которого соединен с другой обкладкой второго конденсатора.

10

импульсов, выход которого и выход первого логического элемента 211 образуют соответственно первый и второй выходы блока формировани  параметров намагничивающих импульсов, соединенного первым выходом с входом блока включени  тиристора цепи формировани  намагничиваклдих импульсов, о т- личающийс   тем, чтг , с -Цг- лью улучшени  эьгргетическг х характеристик путем снижени  потребл емой мощности, в него .введены цепь выключени  тиристора цепи формировани  намагничиваюгдих импульсов, выполненна  в виде тиристора и конденсатора с блоком зар да, цепь гашени , составленна  из последовательно соединенных конденсатора и резистора, бло

включени  тиристора упом нутой цепи выключени , а в блок формировани  параметров намагничивающих импульсов

вход и выход второго логического элг- мента 2И образуют соответственно второй вход и третий выход блока фор5

0

5

импульсов, а выход формировател  длительности намагничивающих импульсов образует четвертый выход блока формировани  параметров намагничивающих импульсов, выходы второго и первого блоков синхронизации соединены соответственно с первым и вторым входами блока формировани  параметров ничивающих импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соедиге- ны соответственно с входами блоков включени  первого и второго тиристоров и тиристора упом нутой цепи выключени , выходы блока включени  соединены с катодом и управл ющим электродом тиристора цепи выключени , цепь гашени - подключена параллельно первому и второму тиристорам, одна обкладка второго конденсатора соединена с анодом тиристора цепи формирова ни  намагничивающих импульсов, катод которого подключен к катоду тиристо-

ни  намагничивающих импульсов, катод которого подключен к катоду тиристо-

ра цепи выключени , анод которого соединен с другой обкладкой второго конденсатора.

UAB

8 Z

s

e

f

3

ti

H

л

M H

4

tu

Гз

i, h fs фиг.2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Электропривод переменного тока, содержащий группу гистерезисных электродвигателей с пофазно объединенными статорными обмотками, два вы— jq вода которых соединены с клеммами для подключения к первой и второй фазам сети, а третий вывод через встречно-параллельно включенные первый и второй тиристоры соединен с 25 клеммой для подключения к третьей фазе сети, цепь формирования намагничивающих импульсов, выполненную в виде последовательно соединенных конденсатора с блоком заряда и тирис- 30 тора, подключенную параллельно первому и второму тиристорам, первый и второй блоки синхронизации, подклю ченные входами к клеммам для подклю чения к второй и третьей фазам сети, блоки включения, выходами соединен импульсов, выход которого и выход первого логического элемента 2И образуют соответственно первый и второй выходы блока формирования параметров намагничивающих импульсов, соединенного первым выходом с входом блока включения тиристора цепи формирования намагничивающих импульсов, о тличающийс я тем, чтг, с целью улучшения энергетических характеристик путем снижения потребляемой мощности, в него введены цепь выключения тиристора цепи формирования намагничивающих импульсов, выполненная в виде тиристора и конденсатора с блоком заряда, цепь гашения, составленная из последовательно соединенных конденсатора и резистора, блок включения тиристора упомянутой цепи выключения, а в блок формирования параметров намагничивающих импульсов введены элемент задержки и второй логический элемент 2И, первый вход которого через элемент задержки соединен с выходом RS-триггера, второй вход и выход второго логического элемента 2И образуют соответственно второй вход и третий выход блока формирования параметров намагничивающих импульсов, а выход формирователя длительности намагничивающих импульсов образует четвертый выход блока формирования параметров намагничивающих импульсов, выходы второго и первого блоков синхронизации соединены соотные с управляющими цепями упомянутых тиристоров, блок формирования параметров намагничивающих импульсов, выполненный с задатчиком фазы и частоты следования намагничивающих импульсов, вход которого образует первый вход блока формирования параметров намагничивающих импульсов, входом подключенным к выходу задатчика фазы и частоты следования намагничивающих импульсов RS-триггером, Rи S-входы которого соединены соответственно с входом и выходом формирователя длительности намагничивающих импульсов, а выход RS-триггера подклю чей к первому входу первого логического элемента 2И, второй вход которого соединен с входом задатчика фазы и частоты следования намагничшающих ветственно с первым и вторым входами блока формирования параметров намагничивающих импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами блоков включения первого и второго тиристоров и тиристора упомянутой цепи выключения, выходы блока включения соединены с катодом и управляющим электродом тиристора цепи выключения, цепь гашения- подключена параллельно первому и второму тиристорам, одна обкладка второго конденсатора соединена с анодом тиристора цепи формирования намагничивающих импульсов, катод которого подключен к катоду тиристора цепи выключения, анод которого соединен с другой обкладкой второго конденсатора.

   (риг.2