Claims (2)
Изобретение относитс к области преобразовательной техники в может быть использовано при создании иысокоэконо- мичных, с улучшенными динамическими ха рактеристиками, реверсивных тиристорных преобразователей частоты дл п танй электродвигателей переменного тока. При работе многих механизмов требуе с высока динамика привода с большим количеством пусков и торможений. В это случае целесообразно, с точки зренв обеспечени высоких энергетических показателей , использовать статические тиристорныё преобразователи частоты реализующие частотный пуск и частотное (генераториое) торможение электродвига- гел с рекуперацией энергии двигател в питающую сеть. В преобразовател х частоты на базе автономного инвертора напр жени реализаци частотного рекуперативного торможени электродвигател св зана с сущест венными усложнени ми схемы. Известна схема электропривода переменного тока на базе автономного инвер - тора напр жени с широтно-импульсным регулированием выходного напр жени , обеспечивающа двигательный и генераторный режим асинхронного электродвигател l. Рекупераци энергии элeктpo даигaтeл при генераторном торможении осуществл етс с помоьчью дополнительного, ведомого сетью инвертора, подключенного через дополнительные реакторы к шинам посто нного тока автономного инвертора, а шинами переменного тока через трансформатор - к питающей сети. В преобразователе дл питани актив но-индуктивной нагрузки энерги электродвигател , в генераторном режиме рекуперируетс в питающую сеть с помощью дополнительного ведомогосетью инвертора, подключенного шинами посто нного тока к мостовой схеме обратных вентилей 2. Известен также статический преобразователь частоты, который содержит регулируемый выпр митель, сглаживающий индуктивно емкостной фильтр, автономный шшертор напр жени , группу обратных вен телей и дополнительный ведомый сетью инвертор, подключенный через вспомогательный трансформатор к питающей сети Общие катоды и общие аноды мостовой схемы обратных вентилей отключены от шин посто нного тока автономного инв тора в подключены к шинам посто нного тока ведомого сетью инвертора. Реактивна энерги двигател в двига тельном режиме и энерги двигател в режиме генераторного торможени через обратные диоды и ведомый сетью инвертор возвращаетс в питаюшую сеть. Таким образом данный преобразователь обес печивает работу электродвигател как в двигательном, так и генераторном режимах с высокими динамическими показател ми . Основным недостатком известного пре образовател вл етс существенно услож нение преобразовател , обусловленное необходимостью установки дополнительного ведомого сетью инвертора с системой управлени . В процессе работы преобразовател угол регулировани ведомого сетью 1швер тора должен быть жестко св зан с углом регулировани входного выпр мител и напр жением питани электродвигател . Вторым недостатком преобразовател вл етс усложнение системы регулировани преобразовател , обусловленное согла сованием характеристик входного выпр ми тел и ведомого сетью инвертора. Цель изобретени - упрощение и улучшение динамических характеристик преобразовател частоты при реверсировании и генераторном торможении электродвигател Эта цель достигаетс тем,что выводы посто нного тока управл емого выпр мител , один непосредственно, а другой чере сглаживающий дроссель фильтра подключены к выводам посто нного тока автономного штертора напр жени и конденсатору фильтра через дополнительно введенную мостовую однофазную тиристорную схему, к общим анодам в общим катодам тиристоров которой подключены, соответственно положительный и отрицательный выводы управл емого выпр мител . На фиг. 1 приведена схема реверсивного преобразовател с системой регули рована , содержаща управл емый выпр мвтель 1, 2 - сглаживающий дроссель 2 фильтра, тиристоры 3, 4, 5, 6 дополнительной однофазной мостовой схемы, конденсатор 7 фильтра, мостовую схему 8 диодов обратного тока (обратные вентили), мостовую схему 9 тиристоров автономного инвертора с устройствами их принудительного выключени , асинхронный электродвигатель 10, датчик скорости 11, датчики 12 входного тока, блок токоограничени 13, регул тор напр жени 14, согласутоший усилитель 15, датчик 16 выходного тока выпр мител , устройство 17 управлени работой тиристоров мостовой однофазной схемы, регул тор частоты 18, задатчик интенсивности 19, блок 20 обратной св зи по электродвижущей силе двигател , датчики 21 выходного тока преобразовател . Пл;эсова щина управл емого выпр мител 1 через дроссель фильтра 2 соединена с анодами тиристоров 3 и 5, катоды которых соединены с анодами тиристоров 4 и 6 соответственно, а катоды последних - с минусной щиной управл емого выпр мител . Плюсова обкладка конденсатора 7 фильтра и плюсова щина автономного инвертора напр жени , состо щего из мостовой схемы основных тиристоров с устройствами их принудительного выключени 9 и мостовой схемы диодов обратного тока 8, подключены к общей точке катода тиристора 5 и анода тиристора 6, а минусова обкладка конденсатора фильтра и минусова шина автономного инвертора напр жени подключены к общей точке катода тиристора 3 и анода тиристора 4. Сигнал задани ( Оздд) суммируетс с сигналом обратной св зи по скорости ( U o(j. ) и подаетс на входы устройства управлени работой тиристоров мостовой схемы 17 и задатчнка интенсивности, с выхода которого сигнал поступает на регул тор частоты 18, и после суммировани с сигналом блока обратной св зи по ЭДС 20 - на согласующий усилитель 15 и далее на регул тор напр жени 14. Вы-, ходные сигналы блоков 14 и 18 в им« пульсном виде поступают на тиристоры выпр мител 1 а инвертора 9. С выхода устройства 17 сигналы в импульсном виде или в виде посто нного напр жени поступают на тирисгоры 3 и 6 или 4 и 5 в зависимости от-, режима работы электродвигател 10. Преобразователь работает следующим образом. 56 Дл обеспечени двигательного режима асинхронной машины 10, необходимо подать импульсы управлени на тирвсто- ры управл емого выпр мител 1, угол ре гулировани которого должен соответство вать выпр мительному режиму, на- тиристоры автономного инвертора 9 и тиристоры 4, 5 однофазной мостовой схемы. При этом процессы в силовой схеме преобразовател (интервал времени-fc -t фиг. 2 не отличаютс от процессов в силовых схемах известных преобразователей на базе автономных инверторов напр жени . Силовой ток от управл емого выпр мител к электродвигателю в любой момент времени протекает по цепи: плюсова шина 1 - дроссель 2 фильтра - тиристор 5 тиристор автономного инвертора 9, статорньте обмотки двигател 10 - тиристор автономного инвертора 9 - тиристор 4 - минусова шина 1. Реактивна энерги электродвигател перераспредел етс меж ду статсфнымн обмотками, а при низком коэффициенте мощности нагрузки поступает в конденсатор фильтра 7, При переводе электродвигател в режим генераторного (частотного) торможени дл рекуперации энергии двигател в питающую сеть необходимо прекратить подачу импульсов управлени на тиристоры 4 и. 5 и подать импульсы управлени на тиристоры 3 и 6 мостовой схемы и перевести управл емый .выпр митель в ре жим ведомого сетью инвертора, При этом к тиристором 4 и 5 прикладываетс напр жение конденсатора 7 филь ра в обратном направлении и они принуди тельно выключаютс , а ток электродвигател протекает по цепи: статорна обмот- ка двигател 10 - диод обратного тока 8 - тиристор 6 - тиристор выпр мител 1 - питающа сеть - тиристор 3 - диод обратного тока 8 - статорна обмотка двигател 10. В режиме торможени автономный инвертор 9 работает в режиме компенсированного выпр мител , а его основные тиристоры провод т только ток возбуждени асинхронного генератора, направление ко- торого в звене посто нного тока инвертора остаетс прежним. По окончании торможени (частота напр жени питани электродвигател не сн жаетс ) дл возврата преобразовател в исходное состо ние первоначально необходимо сн ть импульсы управлени с тирнсгоров 3 и 6 (момент времени 64 236 фнг. 2). При эгом к гнрнсторам выпр мител и тиристорам 3 и 6 однофазной мостовой схемы в обратном направлении прикладываетс напр женна питаюшей сети (входной выпр митель в режиме ведомого сетью инвертора) н тиристоры 3 и 6 принудительно выключаютс . Через интервал времени, требует 1ый дл восстановлени запрещающих свойств указанных тиристоров, необходимо подать и мульсы управлени на тиристоры 4 и 5 мостовой схемы, а при переводе управл емого выпр мител 1 в выпр мительный режим по обмоткам статора протекает силовой ток и на валу двигател возникает вращающий момент. На фкг. 1 приведена схема тиристорного преобразовател частоты с системой регул 1фовани , реализующей режим посто нства магнитного потока .со стабилизацией скорости электродвигател и предусматривающей отрицательную обратную св зь по ЭДС двигател , а также обратную св зь по скорости. Система обеспечивает автоматический перевод преобразовател в режим рекуперации при генераторном торможении двигател . Рассмотрим работу системы в описанных режимах. В двигательном режиме асинхронной машинь сигнал обратной св зи но скорости и осе меньще сигнала задани Озслд. При этом с выхода устройства 17 импульсы управлени поступают только на тиристоры 4 и 5. При переводе электродвигател в генераторный режим в первоначальный момент ( ig фиг, 2) и осе и и ос (ЭДС) остаютс неизменными, поэтому с выхода устройства 17 импульсы управлени поступают только на тиристоры 3 и 6, а импульсы управлени тиристорами выпр мител перемешаютс в зону, соответствующую инверторному режиму. При включении тиристоров 3 и 6 и выключении тиристоров 5 и 4 вследствие увеличени тока Л и Зо увеличиваетс сигнал датчиков тока 12 и при достижении величины уставки вступает в работу блок токоограничени 13, который переводит выпр митель 1 {фиг. 1) в режим ведомого инвертора и в дальнейшем автоматически управл ет работой выпр мител таким образом, что ток следовательно и токи Dg и процессе торможени неизменны и определ ютс уставкой блока токоограничени . При возврате преобразовател в исход нов состо ние ( ) сначала сни маютс импульсы управлени с тврасто- ров 3 и 6, а спуст врем задержки по отношению к моменту уменьшени тока до нул (сигнал датчика 14 равен нулю фиг. 2) подаютс импульсы управлени на тиристоры 4 и 5. Формула изобретени 1. Реверсивный тиристорный преобразователь частоты дл регулировани скорости двигателей переменного тока, состо щий из управл емого выпр мител , автономного инвертора и LC -фильтра, включенного на стороне посто нного тока;о т личаюшийс тем, что, с целью упрощени и улучшени динамических характеристик преобразовател при реверсировании и торможении двигател , выводы посто нного тока управл емого выпр мител подключены к выводам посто нного тока автономного инвертора и конденсатору LC -фильтра через дополнительно введенную однофазную мостовую тиристорную схему, к обш.им анодам и общим катодам тиристоров которой подключены, соответственно , положительный и отрвщательвый выводы. 2. Реверсивный тиристорный преобрааователь частот по п. 1, отличают н и с тем, что дроссель ЦС -фильтра включен между выводами посто нного тока выпр мител и однофазной мостовой схемой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе i.Bt-own BoveH MitteiEunp en, 1961, 51, № 8-9. 2. Патент ФРГ № 2035262, кл. 21 d 12/O2, 1970. The invention relates to the field of converter technology can be used to create high-efficiency, with improved dynamic characteristics, reversible thyristor frequency converters for panes of AC electric motors. When many mechanisms are in operation, drive dynamics with a high number of starts and brakes are high. In this case, it is advisable, from the point of view of ensuring high energy performance, to use static thyristor frequency converters that realize frequency start and frequency (generator) braking of an electric motor with energy recovery of the motor into the supply network. In frequency converters based on an autonomous voltage inverter, the implementation of frequency regenerative braking of an electric motor is associated with significant circuit complications. The known scheme of the AC drive is based on an autonomous voltage inverter with a pulse-width control of the output voltage, providing the motor and generator mode of an asynchronous motor l. The energy of the electric motor of the digester during generator braking is carried out with the help of an additional network-driven inverter connected through additional reactors to the DC buses of the autonomous inverter and AC buses through the transformer to the mains. In the converter for supplying the active-inductive load, the energy of the electric motor is recovered in the generator mode to the supply network using an additional control panel of the inverter connected by DC buses to the bridge circuit of the non-return valves 2. Also known is a static frequency converter, which contains an adjustable rectifier smoothing Inductively capacitive filter, stand-alone voltage scroll, group of return fans and an additional network-driven inverter connected via an auxiliary first transformer to mains Common cathodes and anodes of the bridge circuit common return valves are disconnected from the DC bus autonomous INV torus are connected to a DC buses driven inverter network. The reactive energy of the engine in the motor mode and the energy of the engine in the mode of generator braking through reverse diodes and the inverter driven by the network return to the mains supply. Thus, this converter ensures the operation of the electric motor both in the motor and generator modes with high dynamic indices. The main disadvantage of the known converter is the significant complication of the converter, due to the need to install an additional network-driven inverter with a control system. In the course of operation of the converter, the angle of regulation of the slave by the network of the 1-hole should be rigidly connected with the angle of regulation of the input rectifier and the supply voltage of the electric motor. The second disadvantage of the converter is the complication of the converter control system, due to the matching of the characteristics of the input straps of the bodies and the slave of the inverter network. The purpose of the invention is to simplify and improve the dynamic characteristics of a frequency converter during reversal and generator braking of an electric motor. This goal is achieved by connecting the DC terminals of a controlled rectifier, one directly and the other, the smoothing filter choke, to the terminals of an autonomous voltage looper. and the filter capacitor through the additionally introduced single-phase thyristor bridge circuit, to the common anodes in the common cathodes of which the thyristors are connected, respectively the positive and negative conclusions of the controlled rectifier. FIG. 1 shows a reversible converter with a system regulated, containing a controlled rectifier 1, 2 - smoothing choke 2 filters, thyristors 3, 4, 5, 6 additional single-phase bridge circuit, filter capacitor 7, bridge circuit 8 reverse current diodes (check valves ), bridge circuit of 9 thyristors of an autonomous inverter with devices of their forced shutdown, asynchronous electric motor 10, speed sensor 11, input current sensors 12, current limiting block 13, voltage regulator 14, matching 15 amplifier, sensors 16 to the rectifier output current, the device 17 for controlling the operation of the thyristors of a single-phase bridge circuit, frequency regulator 18, intensity setter 19, feedback unit 20 for the electromotive force of the motor, transducer output current sensors 21. The Esov of the controlled rectifier 1 is connected via the choke of filter 2 to the anodes of thyristors 3 and 5, the cathodes of which are connected to the anodes of thyristors 4 and 6, respectively, and the cathodes of the latter to the minus level of the controlled rectifier. The plus plate of the filter capacitor 7 and the positive voltage of the autonomous voltage inverter, consisting of a bridge circuit of the main thyristors with devices of their forced shutdown 9 and a bridge circuit of the reverse current diodes 8, are connected to the common point of the thyristor cathode 5 and the anode of the thyristor 6, and the minus plate of the capacitor filter and minus bus autonomous voltage inverter connected to a common point of the cathode of the thyristor 3 and the anode of the thyristor 4. The job signal (sazd) is summed with the feedback signal on the speed (U o (j.) and the inputs of the thyristors operation control device of the bridge circuit 17 and the intensity preset, from the output of which the signal goes to the frequency regulator 18, and after adding to the feedback unit signal on the EMF 20 - to the matching amplifier 15 and further to the voltage regulator 14. You -, the output signals of blocks 14 and 18 in the pulsed form are sent to the thyristors of the inverter 1 and the inverter 9. From the output of the device 17, signals in a pulsed form or in the form of a constant voltage are sent to thyriscor 3 and 6 or 4 and 5 depending from-, the mode of operation of the electric motor 10. The converter operates as follows. 56 To ensure the motor mode of the asynchronous machine 10, it is necessary to apply control pulses to the thyristors of the controlled rectifier 1, the control angle of which should correspond to the rectifying mode, the autonomous inverter 9 thyristors and the thyristors 4, 5 of a single-phase bridge circuit. The processes in the power circuit of the converter (the time interval-fc -t of Fig. 2 do not differ from the processes in the power circuits of the known converters based on autonomous voltage inverters. The power current from the controlled rectifier to the electric motor at any time flows through the circuit: positive bus 1 - filter choke 2 - thyristor 5 thyristor of autonomous inverter 9, stator motor windings 10 - thyristor of autonomous inverter 9 - thyristor 4 - minus bus 1. Reactive energy of the electric motor is redistributed between statistics At low power factor, the load enters the filter capacitor 7. When switching the motor to generator (frequency) braking to recover the energy of the motor to the mains, it is necessary to disconnect the control pulses to thyristors 4 and .5 and to impart control pulses to the thyristors 3 and 6 of the bridge circuit and transfer the controlled. generator to the slave network mode of the inverter. At the same time, the voltage of the capacitor 7 of the filter is applied to the thyristor 4 and 5 in the opposite direction and they are forced to the motor current flows through the following circuit: motor stator winding 10 — reverse current diode 8 — thyristor 6 — rectifier thyristor 1 — power supply network — thyristor 3 — reverse current diode 8 — stator winding 10. In the braking mode, an autonomous inverter 9 operates in the compensated rectifier mode, and its main thyristors conduct only the excitation current of the asynchronous generator, the direction of which in the dc link of the inverter remains the same. At the end of braking (the voltage of the motor supply voltage is not lowered), to return the converter to the initial state, it is first necessary to remove the control pulses from tyrnshores 3 and 6 (time instant 64 236 fng. 2). With this, the rectifier and the thyristors 3 and 6 of the single-phase bridge circuit are applied in the opposite direction to a voltage of the supply network (the input rectifier in the network-driven inverter mode) and thyristors 3 and 6 are forcibly turned off. After a time interval, it requires the 1st to restore the prohibiting properties of these thyristors, it is necessary to apply control pulses to the thyristors 4 and 5 of the bridge circuit, and when the controlled rectifier 1 is put into the rectifying mode, a current flows through the stator windings and a rotating one occurs on the motor shaft. moment. On fkg. 1 shows a diagram of a thyristor frequency converter with a tuning system that implements the mode of magnetic flux constancy. With stabilization of the motor speed and providing negative feedback on the EMF of the motor, as well as speed feedback. The system provides automatic conversion of the converter to the regeneration mode during generator engine braking. Consider the operation of the system in the described modes. In the motor mode of the asynchronous machine, the feedback signal of speed and axis is less than the signal of the OSSLD task. At the same time, from the output of the device 17, the control pulses arrive only at thyristors 4 and 5. When the electric motor is transferred to the generator mode at the initial moment (ig FIG. 2) and the axis and the axis (EMF) remain unchanged, therefore, the control pulses come from the output of the device 17 only on thyristors 3 and 6, and the rectifier thyristor control pulses are mixed into the zone corresponding to the inverter mode. When the thyristors 3 and 6 are turned on and the thyristors 5 and 4 are turned off due to an increase in the current L and Zo, the signal of the current sensors 12 increases and, when the setpoint value is reached, the current-limiting unit 13, which converts rectifier 1, { 1) into the slave inverter mode and further automatically controls the operation of the rectifier in such a way that the current therefore the currents Dg and the braking process are unchanged and are determined by the setting of the current-limiting unit. When the converter returns to the initial state (), the control pulses are first removed from TB 3 and 6, and after the delay time in relation to the moment of current reduction to zero (sensor signal 14 is zero in Fig. 2) the control pulses are sent to the thyristors 4 and 5. Claim 1. Reversible thyristor frequency converter for controlling the speed of AC motors, consisting of a controlled rectifier, an autonomous inverter and an LC filter connected on the DC side, with the aim of simplify and improve the dynamic characteristics of the converter when reversing and braking the motor; the DC outputs of the controlled rectifier are connected to the DC terminals of the autonomous inverter and the LC filter capacitor through the additionally introduced single-phase bridge thyristor circuit, to the common anodes and common cathodes of the thyristors which are connected, respectively, positive and positive conclusions. 2. A reverse thyristor frequency converter according to claim 1, is distinguished by the fact that the choke of the CS filter is connected between the DC outputs of the rectifier and the single-phase bridge circuit. Sources of information taken into account in the examination of i.Bt-own BoveH MitteiEunp en, 1961, 51, No. 8-9. 2. Patent of Germany No. 2035262, cl. 21 d 12 / O2, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР № 238656, кл. Н О2 М 5/44, 1966, (прототип).2. USSR author's certificate number 238656, cl. H O2 M 5/44, 1966, (prototype).
Фиг.11