SU1663733A1

SU1663733A1 - A c electricdrive

Info

Publication number: SU1663733A1
Application number: SU864075700A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Шипулин
Original assignee: Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике. Целью изобретени вл етс расширение диапазона регулировани по напр жению путем улучшени формы питающего напр жени . В электроприводе переменного тока система управлени инвертором составлена на элементах сравнени 14 - 19, генераторов 20, 21 линейно-измен ющегос напр жени , генератора 22 несущей частоты и логических элементов 3 ИЛИ. Фильтр 3 снабжен нейтральным выводом, соединенным с нейтралью обмотки электродвигател 12, а ключи 10, 12 - запирающими входами, подключенными соответственно к выходам генератора 22 несущей частоты. Введенный мост 13 диодов выходом подключен к выходам фильтра 3, а входом - к выходам обмотки электродвигател . Положительные полуволны данных напр жений дл питани обмотки электродвигател формируютс с помощью тиристоров 4, 6, 8 и ключа 10, а отрицательные полуволны этих напр жений - с помощью тиристоров 5, 7, 9 и ключа 11. В результате уменьшаютс пульсаций тока в обмотке. 2 ил.The invention relates to electrical engineering. The aim of the invention is to expand the range of voltage regulation by improving the shape of the supply voltage. In the alternating current drive, the inverter control system is composed of reference elements 14-19, alternating voltage generators 20, 21, carrier frequency generator 22, and OR logic elements 3. The filter 3 is equipped with a neutral output connected to the neutral winding of the electric motor 12, and the keys 10, 12 - to the locking inputs connected respectively to the outputs of the generator 22 of the carrier frequency. The entered bridge 13 diodes output is connected to the outputs of the filter 3, and the input to the outputs of the motor winding. The positive half-waves of these voltages for powering the motor winding are formed using thyristors 4, 6, 8 and key 10, and the negative half-waves of these voltages are generated using thyristors 5, 7, 9 and key 11. As a result, current ripples in the winding are reduced. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл частотного управлени электроприводами.The invention relates to electrical engineering and can be used for frequency control of electric drives.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона регулировани по напр жению путем улучшени формы питающего напр жени .The aim of the invention is to expand the range of voltage regulation by improving the shape of the supply voltage.

На фиг. 1 представлена структурна схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.FIG. 1 shows a block diagram of an AC drive; in fig. 2 - time diagrams that show his work.

Электропривод переменного тока содержит источник переменного напр жени 1 (трансформатор или генератор), трехфазный мостовой неуправл емый выпр митель 2, фильтр 3, подключенный к выходу выпр мител 2, трехфазный мостовой инвертор на тиристорах 4-9, два управл емых ключа 10. 11, соедин ющих выходы фильтра 3 с анодной и катодной группами трехфазного мостового инвертора на тиристорах 4-9, электродвигатель 12, статорные обмот ки которого включены в звезду и подключены к выходам трехфазного мостового инверторов на тиристорах 4-9, а нейтраль объединена с нейтралью источника переменного напр жени 1, мост диодов обратного тока 13, подключенный входами-к фазам электродвигател , выходами - к выходам фильтра 3, шесть элементов сравнени 14-19, два генератора линейно-измен ющегос напр жени 20, 21, выход первого генератораThe AC drive contains an alternating voltage source 1 (transformer or generator), a three-phase bridge uncontrolled rectifier 2, a filter 3 connected to the output of the rectifier 2, a three-phase bridge inverter on thyristors 4-9, two controlled keys 10. 11, filter 3 outputs with anodic and cathodic groups of a three-phase bridge inverter on thyristors 4-9, an electric motor 12, the stator windings of which are included in a star and connected to the outputs of three-phase bridge inverters on thyristors 4-9, and the neutral of not with an alternating voltage source neutral 1, a reverse current diode bridge 13 connected by inputs to the motor phases, outputs to filter outputs 3, six comparison elements 14-19, two alternating voltage generators 20, 21, the output of the first generator

OsOs

сь со VI со соSubscribe VI Concentrate

линейно-измен ющегос напр жени 20 подключен к первым входам первого 14, третьего 16 и п того 18 элементов сравнени . Выход второго генератора линейно-измен ющегос напр жени 21 подключен к первым вхпл м - -« -«РТОГО 17 и шестого 1 элементов сравнени , Попарно объединенные вторые входы первого 14 и второго 15, третьего 16 и четвертого 17, и п того 18 и шестого 19 элементов сравнени подключены к задатчику трехфазных синусоидальных сигналов DA, UB, Uc.line-varying voltage 20 is connected to the first inputs of the first 14, third 16 and fifth 18 comparison elements. The output of the second generator of the linearly varying voltage 21 is connected to the first inlet m - - - - "TOTAL 17 and the sixth 1 comparison elements, Pairwise combined second inputs of the first 14 and second 15, third 16 and fourth 17, and fifth 18 and sixth 19 elements of comparison are connected to the setting device of three-phase sinusoidal signals DA, UB, Uc.

Элекропривод содержит также генератор несущей частоты 22, пр мой выход которого подключен к входу первого генератора линейно-измен ющегос напр жени 20 и запирающему входу первого управл емого ключа 10. Инверсный выход генератора 22 подключен к входу второго генератора линейно-измен ющегос напр жени 21 и запирающему входу второго управл емого ключа 11, два элемента 3 ИЛИ 23, 24. Входы первого элемента 3 ИЛИ 23 соединены с выходами элементов сравнени 14, 16, 18, а выход - с отпирающим входом управл емого ключа 10. Входы второго элемента 3 ИЛИ 24 соединены соответственно с выходами элементов сравнени 15, 17, 19, а выход - с отпирающим входом управл емого ключа 11.The electric drive also contains a carrier frequency generator 22, the direct output of which is connected to the input of the first generator of a linearly varying voltage 20 and the locking input of the first control key 10. The inverse output of the generator 22 is connected to the input of the second generator of a linearly varying voltage 21 and the locking input of the second control key 11, two elements 3 OR 23, 24. The inputs of the first element 3 OR 23 are connected to the outputs of the elements of comparison 14, 16, 18, and the output - with the unlocking input of the control key 10. The inputs of the second element 3 OR 24 comm Nena elements respectively with outputs of comparator 15, 17, 19, and output - with an input controlled unlocking key 11.

Источник переменного напр жени 1, выпр митель 2, фильтр 3 служат дл питани инвертора напр жением посто нного тока, причем фильтр 3 состоит из двух Г-об- разных фильтров, св занных с нейтралью, дл возможности рглаживани напр жени на обоих шинах питани инвертора независимо друг от друга. Трехфазный мостовой инвертор служит дл распределени импульсов напр жени по фазам статорной обмотки электродвигател 12. Управл емые ключи 10, 11 предназначены дл подключени инвертора к выходам фильтра 3. Мост диодов обратного тока необходим дл возврата в конденсаторы фильтра реактивной энергии, накапливаемой в обмотках электродвигател 12. Элементы сравнени 14-19 служат дл определени точек коммутации инвертора путем сравнени синусоидального напр жени и сигналов генераторов линейно-измен ющегос напр жени 20, 21, Генераторы линейно-измен ющегос напр жени 20,21 предназначены дл получени напр жени пилообразной формы, длительностью и пол рностью определ емые сигналами генератора несущей частоты 22, имеющие пр мой фронт и линейно-измен ющийс спад импульсов.The alternating voltage source 1, the rectifier 2, the filter 3 serve to supply the inverter with direct current voltage, and the filter 3 consists of two L-like filters connected to the neutral so that the voltage can be smoothed on both inverter supply buses independently of each other. The three-phase bridge inverter serves to distribute the voltage pulses across the phases of the stator winding of the motor 12. The controllable switches 10, 11 are designed to connect the inverter to the outputs of the filter 3. A reverse current diode bridge is needed to return to the filter capacitors of the reactive energy accumulated in the windings of the electric motor 12. The elements of comparison 14-19 are used to determine the switching points of the inverter by comparing a sinusoidal voltage and the signal of a generator of a linearly varying voltage 20, 21, eyno-varying voltage to produce 20,21 are sawtooth voltage, polarity and duration defined by the carrier frequency signal generator 22 having a straight edge and a linearly varying pulse decline.

Генератор несущей частоты 22 служит дл получени двухпол рных пр моугольных импульсов скважностью Меандр с частотой , равной частоте коммутации инвертора . Цементы 3 ИЛИ 23, 24 необходимы дл оптирани управл емых ключей 10, 11A carrier frequency generator 22 serves to produce bipolar rectangular pulses with a meander duty cycle with a frequency equal to that of the inverter. Cements 3 OR 23, 24 are required for the optical control of keys 10, 11

с гоптрртгтиующими тиристорами инвертора. with inverter thyristors thyristors.

На фиг. 2 показана форма синусоидального напр жени UA, подаваемого на вторые входы элементов сравнени 15, 14,FIG. 2 shows the form of the sinusoidal voltage UA supplied to the second inputs of the elements of comparison 15, 14,

0 форма выходного напр жени генератора несущей частоты U22, формы напр жений, подаваемых на входы элементов сравнени 14,15 - U20, U21, UA, А, В, С - формы напр жений на фазах статорной обмотки электро5 двигател 12.0 the form of the output voltage of the generator of the carrier frequency U22, the forms of the voltages supplied to the inputs of the comparison elements 14.15 - U20, U21, UA, A, B, C are the forms of the voltages on the phases of the stator winding of the electric motor 12.

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

В начальный момент времени, определ емый пересечением амплитудных значе0 ний пилообразного напр жени и синусоидального сигнала в элементе сравнени 14, отпираетс тиристор 4, одновременно с помощью элемента 3 ИЛИ 23 отпираетс управл емый ключ 10. Ток про5 текает через обмотки источника переменного напр жени 1, выпр митель 2, фильтр 3, управл емый ключ 10, тиристор 4, фазу А электродвигател 12, объединенную нейтраль . При поступлении запирающего им0 пульса на управл емый ключ 10 ток через ключ 10 и тиристор 4 прекращаетс , тиристор 4 запираетс , реактивна энерги , накопленна в обмотке фазы А электродвигател 12, через мост диодов об5 ратного тока 13 передаетс в конденсатор фильтра 3.At the initial moment of time, determined by the intersection of the amplitude values of the sawtooth voltage and the sinusoidal signal in the reference element 14, the thyristor 4 is unlocked; simultaneously, the controlled key 10 is opened by means of the element 3 OR 23. The current flows through the windings of the alternating voltage source 1, rectifier 2, filter 3, control key 10, thyristor 4, phase A of electric motor 12, combined neutral. When the blocking pulse arrives at the control key 10, the current through the key 10 and the thyristor 4 is stopped, the thyristor 4 is locked, the reactive energy accumulated in the phase A winding of the electric motor 12, is transmitted through the reverse current diode bridge 13.

Затем вновь отпираетс тиристор 4 и ключ 10, ток протекает через обмотку фазы А электродвигател 12 и т. д. Формируетс Then the thyristor 4 and the key 10 are unlocked again, a current flows through the winding of the phase A of the electric motor 12, and so on.

0 положительна полуволна напр жени в фазе А электродвигател 12.0 is a positive half-wave voltage in the phase A of the electric motor 12.

Отрицательна полуволна напр жени в фазе А электродвигател 12 формируетс с помощью тиристора 9 и управл емого клю5 ча 11.The negative half-wave voltage in phase A of the electric motor 12 is formed using a thyristor 9 and a controlled key 11.

Аналогично формируютс напр жени фазы В и С электродвигател ,Similarly, the voltages of the phase B and C of the electric motor are formed,

Использование изобретени позволит рационально использовать напр жение пи0 тани электропривода, расширить диапазон регулировани напр жени в 2 раза, уменьшить пульсации тока в обмотках электродвигател , уменьшить веро тность возникновени режима пульсирующих токов, аThe use of the invention will make it possible to rationally use the power supply voltage of the electric drive, extend the range of voltage regulation by 2 times, reduce the current ripple in the motor windings, reduce the likelihood of the pulsating current mode, and

5 также упростить схему управлением электроприводом .5 also simplify the drive control circuit.

Claims

An AC drive comprising a motor with a stator winding connected to a star with an output neutral, a three-phase bridge inverter whose outputs are connected to the leads of a motor stator, a three-phase bridge rectifier connected by an input to an AC voltage source whose neutral is connected to a neutral stator winding of an electric motor, a bridge of reverse current diodes, an input connected to the terminals of the stator winding of an electric motor, two keys with unlocking their inputs, each of which is connected between opposite groups of valves of a three-phase bridge inverter and a bridge of reverse current diodes, respectively, a filter, a control system with a first group of outputs for connecting an inverter and a second group of outputs for connecting to the unlocking inputs of said switches, respectively, characterized in that , in order to increase the range of voltage regulation by improving the shape of the supply voltage, the filter is provided with an average lead for connecting the electric motor to the neutral stator winding each key has a locking input, the outputs of a reverse current diode bridge through the specified filter are connected to the outputs of a three-phase bridge rectifier, a three-phase sine-wave setpoint controller is entered, and the control system is composed of six

comparison elements, two linearly varying voltage generators, two logical elements ZILI, a carrier frequency generator with direct and inverse outputs, the direct output of which is connected to the locking input of the first key and to the input of the first alternating voltage generator , the output connected to the first inputs of the first, third and fifth comparing units, the inverse output of the carrier frequency generator is connected to the locking input of the second key and the input of the second generator of linear-varying voltage, output united with 5 first inputs of the second, fourth and sixth comparison elements, pairwise combined second inputs of the first and second, third and fourth, fifth and sixth comparison elements respectively are connected to the corresponding three-phase sinusoidal sensor outputs, the outputs of the comparison elements form the first group of outputs of the control system, while the outputs of the first, 5 third and fifth elements of the comparison are connected to the inputs of the first logic element ZILI, the outputs of the second, fourth and sixth to to the moves of the second logical element ZILI, the outputs of the elements ZILI 0 form the second group of outputs of the system, control.

fe / e.f

I /.

(rig 2