SU196166A1

SU196166A1 - FREQUENCY-ADJUSTABLE ELECTRIC DRIVE

Info

Publication number: SU196166A1
Application number: SU1049795A
Authority: SU
Original assignee: Е. И. Усышкин Всесоюзный научно исследовательский кинсфогсинститут

Description

Известны частотно-регулируемые электроприводы с широтно-импульсной модул цией, содержащие двигатель переменного тока, питаемый от сетн посто нного тока через преобразователь из однофазных силовых чеек, и блок управлени с регулируемыми транзисторными мультивибраторами, блоком регулировани частоты и фазосдвнгающнм блоком .Frequency-controlled electric drives with pulse-width modulation are known, containing an AC motor fed from a direct-current network through a converter from single-phase power cells, and a control unit with adjustable transistor multivibrators, a frequency control unit, and a phase-shifting unit.

В предлагаемом электроприводе, с целью упрощени и повыщени надежности, применены дл каждой фазы нерегулируемые транзисторные мультивибраторы с выходными обмотками, подключенными к силовой чейке соответствующей фазы, а один нз указанных регулируемых мультивибраторов снабжен блоком регулировани частоты и обмоткой синхронизации, подключенной через общий фазосдвигающий блок к базам транзисторов второго регулируемого мультивибратора, причем выходные обмотки обоих мультивибраторов нодключены к цеп м управлени каждой силовой чейки преобразовател .In the proposed electric drive, in order to simplify and increase reliability, unregulated transistor multivibrators with output windings connected to the power cell of the corresponding phase are applied to each phase, and one nz of these adjustable multivibrators is equipped with a frequency control unit and synchronization winding connected through a common phase shifting unit to the bases transistors of the second regulated multivibrator, the output windings of both multivibrators being connected to the control circuits of each power converter cells.

На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода, двухфазный вариант.The drawing shows the scheme of the proposed electric, two-phase option.

Обмотка / двигател включена в диагональ мостовой схемы из транзисторов 3, 4, 5 и 6, а обмотка 2 второй фазы - в диагональ моста из транзисторов 7, 8, 9 и JO. Дл управлени каждым силовым транзистором 3, 4, 5, 6, 7,The winding / motor is included in the diagonal of the bridge circuit of transistors 3, 4, 5 and 6, and the winding 2 of the second phase is connected to the diagonal of the bridge of transistors 7, 8, 9 and JO. To control each power transistor 3, 4, 5, 6, 7,

8, 9 Vi 10 используютс напр жени , получаемые после выпр млени результирующего напр жени двух мультивибраторов // и 12. Особенность использовани этого снособа в8, 9 Vi 10, the voltages obtained after rectifying the resulting voltage of two multivibrators // and 12. The peculiarities of using this method in

данном устройстве состоит в том, что эти мультивибраторы работают не синхронно, а наоборот, с некоторой разностью частот, котора по абсолютной величине не менее чем в 10-20 раз меньще частоты работы мультивибраторов .This device consists in the fact that these multivibrators do not work synchronously, but on the contrary, with a certain difference in frequency, which in absolute value is at least 10–20 times lower than the frequency of operation of multivibrators.

В управлении двухфазной схемой частотного регулировани используютс четыре идентичных мультивибратора 11, 12, 13 и 14. Мультивибраторы // и 12 работают со стабилизированной частотой пор дка сотен герц или нескольких кгц, причем в их работе посредством фазосдвигающего элемента 15 уста новлен фиксированный фазовый сдвиг 90. Фазосдвигающий элемент содержит дроссельFour identical multivibrators 11, 12, 13 and 14 are used in controlling a two-phase frequency control scheme. Multivibrators // and 12 operate with a stabilized frequency of the order of hundreds of hertz or several kHz, and a fixed phase shift 90 is set in their operation by means of phase shifting element 15. Phase shifting element contains choke

с пр моугольной петлей гистерезиса, рассчитанный на насыщение через i/4 периода частоты работы мультивибраторов // и 12. Л1ультивибраторы 13 и 14 работают синхронно и несколько различаютс по частоте работы от мультивибраторов // и 12, причем мультивибратор 13 регулируетс по частоте посредством насыщающегос дроссел 16 с подмагничиванием, включенного между базами его транзисторов, в цепочку еинхронизачен миниау щй%ймж)сдв11гающпй блок 17. Изменением iTika в оолютк подмагничивани можно, peгyJffpQБf r |i фaж |,lй сдвиг в работе мультивибра то 5 и /|| i В подклю гаЙП Исодны обмоток мультивибраторов , базовым цеп м силовьис.,.траиз11С10рав««,./р5, 6, 7, 8, 9 и 10 соблюдаетс следующий пор док. Дл управлени транзисторами 3, 4, 5 и 6 одной фазы устройства используютс мультивибраторы и, 13 и 14, причем транзисторы 5 и 4 управл ютс через обмотки 18 от мультивибратора У/ и через обмотки 19 от мультивибратора 13, а транзисторы 5 и 6 - через обмотки 18 от мультивибратора 11 и через обмотки 19 от мультивибратора 14. Аналогичным образом дл управлени транзисторами 7, S, 9 и 10 используютс мультивибраторы 12, 13 и 14, причем транзисторы 7 и S управл ютс через обмотки 18 от мультивибратора 12 и через обмотки 19 от мультивибратора 13, а транзисторы 9 и 10 - через обмотки 18 от мультивибратора 12 и через обмотки 19 от мультивибратора 14. Таким образом, в управлении силовым блоком имеютс следующие закономерпости. Каждый из мультивибраторов // и 12 используетс дл управлени только одной силовой чейкой, но всеми транзисторами этой чейки. Мультивибратор 13 используетс дл управлени только левыми ветв ми сбеих чеек, а мультивибратор 14-дл управлени правыми ветв ми. Пор док переключени транзисторов подчин етс последовательности широтно-модулированных пр моугольных импульсов повыщенной частоты. Изменением сдвига фазы в работе мультивибраторов 13 и 14 можно регулировать величину напр жени на нагрузке от нул . Напр жение на нагрузке без высокочастотных составл ющих имеет форму трапеции , приближающейс по мере увеличени напр жени к равностороннему треугольнику, а по мере уменьщени - к пр моугольнику. Таким образом, во всем диапазоне регулировани форма напр жени остаетс более благопри тной в отнощении спектрального состава , чем пр моугольна , котора обусловливает ухудшение использовани электродвигател . Что касаетс высокочастотных составл ющих , то при выборе частоты коммутации в 15-20 раз больше номинальной, токи, обусловленные составл ющими напр жени повышенной частоты, оказываютс очень небольщими и практически могут не приниматьс во внимание. Благодар фиксации сдвига фаз 90° в работе мультивибратора 12 относительно мультивибратора 11, в работе мостовой схемы из транзисторов 7, 8, 9 и 10 имеют место те же влени , что и в мосте из транзисторов 3, 4, 5 и 6, ио со сдвигом фазы 90° по OCHOBHOII гармонике напр жени . В остальном напр жени обеих фаз вл ютс совершенно одинаковыми . Регулирование частоты дросселем 16 и напр жени фазосдвигаюпл,им блоком 17 может быть осуществлено совместно путем подключени обмоток подмагничивани дроссел 16 и блока 17 к одному напр жепию управлени . Регулируемыми сопротивлени ми 20 в цепи обмоток подмагиичивани устанавливают требуемую зависимость между токами подмагничивани блока регулировани частоты и фазосдвигающего блока 17 и, следовательно, между напр жением и частотой на обмотках / и 5 электродвигател . Если частота мультивибратора 12 устанавливаетс равной частоте мультивибратора 11, то частота выходного напр жени равна нулю. С увеличением иапр жени управлени , возрастает частота мультивибратора 12 и тем самым увеличиваетс выходна частота устройства, котора равна удвоенной разности частот мультивибраторов У/ и 12. Одновременно с этим увеличиваетс ток в обмотке подмагничиванн блока 17 и выходное напр жение также возрастает по мере возрастани частоты. Если частоту мультивибратора 12 регулировать в сторону уменьшени и сделать ее меиьше, чем частота мультивибратора //, то последовательпость чередовани фаз двигател изменитс на обратную и дви атель реверсируетс . Предмет изобретени Частотно-регулируемый электропривод с широтно-имнульсной модул цией, содержащий двигатель переменного тока, питаемый от сети посто нного тока через нреобразователь из однофазных силовых чеек, блок управлени с регулируемыми транзисторными мультивибраторами, с блоком регулировани частоты и фазосдвигающим блоком, отличающийс тем, что, с целью упрощени и повышени надежности, в нем применены дл кал(дой фазы нерегулируемые транзисторные мультивибраторы с выходными обмотками, подключенными к силовой чейке соответствующей фазы, а один из указанных регуируемых мультивибраторов снабжен блоком регулировани частоты и обмоткой синхрониации , подключенной через общий фазосдвиающий блок к базам транзисторов второго егулируемого мультивибратора, нричем выодные обмотки обоих мультивибраторов подлючены к цеп м управлени каждой силоой чейки преобразовател .With a hysteresis rectangular loop designed for saturation through i / 4 periods of the multivibrator // and 12 operating frequency. Multivibrators 13 and 14 operate synchronously and differ somewhat in frequency from the multivibrators // and 12, and the multivibrator 13 is frequency controlled by saturating thrusts 16 with magnetization, connected between the bases of its transistors, is synchronized with the miniature% ymzh) storage unit 17. The change of iTika in the biasing is possible, regyyJffpQBf | | iFaj |, lth shift in the multivibra 5 and / || i In connection with the ISodna connection of the windings of the multivibrators, the following order is observed in the base circuits of the sylvovis., .trais11S10rav "". / p5, 6, 7, 8, 9 and 10. Multivibrators and, 13 and 14 are used for controlling the transistors 3, 4, 5 and 6 of the same phase of the device, and the transistors 5 and 4 are controlled through the windings 18 from the U / multivibrator and through the windings 19 from the multivibrator 13, and the transistors 5 and 6 through windings 18 from multivibrator 11 and through windings 19 from multivibrator 14. In a similar way, multivibrators 12, 13 and 14 are used to control transistors 7, S, 9 and 10, and transistors 7 and S are controlled through windings 18 from multivibrator 12 and through windings 19 from the multivibrator 13, and the transistors 9 and 10 - through about quipment 18 from the multivibrator 12 and through the winding 19 from the multivibrator 14. Thus, the power management block there are the following zakonomerposti. Each of the multivibrators // and 12 is used to control only one power cell, but all the transistors of that cell. Multivibrator 13 is used to control only the left branches of the bend cells, and multivibrator 14 is used to control the right branches. The switching order of the transistors is followed by a sequence of high-frequency, pulse-width-modulated rectangular pulses. By varying the phase shift in the operation of multivibrators 13 and 14, it is possible to regulate the magnitude of the voltage on the load from zero. The voltage on the load without high-frequency components has the shape of a trapezoid, approaching as the voltage increases to an equilateral triangle, and as it decreases, to a rectangle. Thus, over the entire adjustment range, the voltage form remains more favorable with respect to the spectral composition than is rectangular, which causes a deterioration in the use of the electric motor. As for the high-frequency components, when choosing a switching frequency that is 15–20 times greater than the nominal frequency, the currents due to the components of the higher frequency voltage are very small and can practically not be taken into account. Due to the fixation of the phase shift of 90 ° in the operation of the multivibrator 12 relative to the multivibrator 11, in the operation of the bridge circuit of transistors 7, 8, 9 and 10, the same phenomena occur as in the bridge of transistors 3, 4, 5 and 6, io with a shift phase 90 ° OCHOBHOII voltage harmonics. Otherwise, the voltages of both phases are exactly the same. The frequency control of the choke 16 and the voltage of the phase shift, by its unit 17 can be carried out jointly by connecting the bias windings of the choke 16 and the block 17 to the same control voltage. By adjustable resistors 20 in the secondary circuit, the required relationship is established between the bias currents of the frequency control unit and the phase shifter unit 17 and, therefore, between the voltage and frequency on the windings 1 and 5 of the electric motor. If the frequency of multivibrator 12 is set equal to the frequency of multivibrator 11, then the frequency of the output voltage is zero. As the control voltage increases, the frequency of multivibrator 12 increases and thus the output frequency of the device increases, which is equal to twice the frequency difference of the multivibrators V / and 12. At the same time, the current in the winding of the magnetized unit 17 increases and the output voltage also increases as the frequency increases. If the frequency of the multivibrator 12 is adjusted downward and made meeshe than the frequency of the multivibrator, the sequence of the alternating phases of the motor will change to reverse and the motor reverses. The invention is a frequency-controlled electric drive with pulse-width modulation, containing an AC motor powered from a DC network through a single-phase power cell inverter, a control unit with adjustable transistor multivibrators, a frequency control unit and a phase-shifting unit characterized by , in order to simplify and increase reliability, it has applied for the feces (unphaseable transistor multivibrators with output windings connected to a power cell with tvetstvuyuschey phase, and one of said multivibrators reguiruemyh control unit is provided with frequency and sinhroniatsii winding connected via a common fazosdviayuschy unit to the bases of the second transistors being adjusted multivibrator nrichem vyodnye coil is okay both multivibrators to control chains each silo cell transducer.

П IH) rW ПP IH) rW P

J /УулрJ / Uulr