SU828353A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Description

уменьшаетс , а однофазного выпр мител  увеличиваетс . При этом увеличиваетс  величина движущего момента развиваемого обмоткой с меньшим числом иолюсов и уменьшаетс  величина тормозного момента, создаваемого обмоткой с большим числом полюсов. Электропривод разгон етс  до установившейс  скорости. Аналогично происходит регулирование динамического момента и скорости при замедлении.

Недостатком такого электропривода  вл етс  выполнение управл емого коммутатора в виде двух силовых элементов - тиристорного регул тора напр жени  и однофазного выпр мител , имеюш,их две системы управлени , работу которых необходимо согласовывать, что значительно усложн ет системы регулировани , а следовательно , и сам электропривод.

Целью изобретени   вл етс  упрош,ение электропривода.

Указанна  цель достигаетс  тем, что управл емый коммутатор выполнен в виде трехфазного выпр мительного моста и ключа , который шунтирует выход трехфазного выпр мительного моста, вход которого соединен с вторыми выводами обмотки с меньшим числом полюсов.

На фиг. 1 и 2 приведены варианты принципиальных схем электропривода переменного тока.

Электропривод может быть выполнен в двух вариантах. Управл емый коммутатор может быть выполнен в виде неуправл емого выпр мительного моста, выход посто нного тока которого шунтирован управл емым ключом, позвол юшим выполн ть широтно-импульсное регулирование (ШИР) (первый вариант). Управл емый коммутатор может быть выполнен в виде управл емого выпр мительного моста, выход которого шунтирован «неуправл емым ключом , предназначенным дл  изменени  силовой схемы управл емого коммутатора (второй вариант). Кроме отмеченного, с целью улучшени  регулировочных характеристик электропривода, в него введен соединенный параллельно указанному ключу резистор.

Фазовые секции независимой обмотки 1 с большим числом полюсов и независимой обмотки 2 с малым числом полюсов двухскоростного двигател  подключены своими концами соответственно через одну 3 и другую 4 группы коммутируюших элементов и группу реверсирующих коммутирующих элементов 5 к питающей сети 6. Свободные концы независимой обмотки 2 соединены с клеммами сетевого входа неуправл емого выпр мител  7. Выход посто нного тока выпр мител  7 шунтирован управл емым ключом 8 и резистором 9. Кроме того, к выходу посто нного тока выпр мител  7 подключены через группу коммутирующих элементов 10 концы двух фазовых секций обмотки 1. Управл ющий вход ключа 8 соединен с выходом системы 11 управлени . На входы системы управлени  подключены задатчик 12 управл ющего папр жени  и датчик 13 скорости, который .механически св зан с валом короткозамкнутого ротора 14 двухскоростного асинхронного двигател .

На фиг. 2 показана принципиальна  схема (второй вариант), согласно которому

выпр митель 15 выполнен управл емым, а ключ 16 неуправл емым. Нри этом управл ющий вход выпр мител  15 соединен с выходом системы управлени . Электропривод переменного тока (фиг. 1)

работает следующим образом.

В начале пуска замыкаютс  коммутирующие элементы 4, 5 и 10. При этом обдмотка 2 с малым числом полюсов подключаетс  к сети, а обмотка 1 с большим числом полюсов - к выходу выпр мительпого моста 7. При нулевом сигнале управлени , т. е. в исходном положении ключ 8 разомкнут. В результате по секци .м обмотки 2 протекает переменный ток, а в обмотке 1 - посто нный ток. Максимальные величины токов определ ютс  параметрами образованных электрических цепей и значением папр жени  питающей сети.

В случае необходимости дл  ограничени 

величин токов в обмотках в цепь выпр мленного тока может быть включен регулируемый резистор. В двигателе по вл етс  вращающеес  и неподвижное пол , созданные соответственно обмотками 2 и 1.

При этом обмотка 2 создает движущую составл ющую момента, а обмотка 1 - тормоз щую составл ющую момента. Обычно движуща  составл юща  момента значительно меньше тормоз щей составл ющей

момента, что св зано с особенност ми выполнени  и электрическими параметрами обмоток конкретных серийных двигателей. Ротор двигател  остаетс  неподвижным или начинает вращатьс  под действием нагрузочного момента с малой скоростью, определ емой в основном характеристикой динамического торможени .

При по влении управл ющего сигнала на выходе системы 11 ключ 8 с заданной неизменпой частотой замыкает и размыкает выход выпр мител  7, осуществл   широтно-импульсное регулирование. В зависимости от скважности ШПР увеличиваетс  движуща  составл юща  момента и уменьшаетс  тормоз ща  составл юща  момента. При скважности, равной единице, т. е. при закороченном выпр мителе 7 двигатель развивает только движущий момент в соответствии со своей естественной механической характеристикой.

Дл  обеспечени  длительной работы электропривода с пониженной скоростью вращени  предусмотрено непосредственное включение в сеть через эле.менты 3 и 5 обмотки 1 с большим числом полюсов. Прелварительно должны быть разомкнутым элементы 4 и 10. В рассматриваемом случае величина поиижепноГ скорости целиком оиредел етс  жесткостью естественной механической характеристики элсктроиривода м значением статического момента, создаваемого нагрузкой. Кроме описанной работы электропривода ирп замедлении с номинальной скорости до полной остановки, возможно в данном варианте силовой схемы регулируемое двухэтапное торможение сначала до иониженной скорости, а затем с иоследующей электрической фиксацией в точной остановке. При этом электроиривод работает следующим образом. Перед началом торможени  должны быть элементы 10. При по влении команды на замедление замыкаютс  элементы 3 и к сети дополнительно подключаетс  обмотка 1. Двигатель при этом развивает нерегулируемую тормоз щую составл ющую момента и регулируемую движущую составл ющую момента, т. е. имеет место наложение генераторного и двигательного режимов работы . Вследствие регулировани  движущей составл ющей момента достигаетс  плавное регулирование тормоз щего момента развиваемого двигателем. Регулирование двил у-щей составл ющей момента при этом обеспечиваетс  путем ШИР резистора 9 на выходе выпр мител  7. Минимальное значение движущей составл ющей момента определ етс  величиной сопротивлени  резистора 9 при скважности, равной нулю, т. е. разомкнутом ключе 8.

По окончании первого этана торможени  двигатель работает с нониженной скоростью вращени . При этом ключ 8 разомкнут . В зоне точной остаиовки но сигналу из системы уиравлени  размыкаютс  элементы 3 и замыкаютс  элемеиты 10. Вновь вступает в работу ключ 8, осуществл   ШИР на выходе выпр мител  7, и двигатель тормозитс  до полной остановки.

Применение рассмотренного управл емого коммутирзющего устройства существенно унрощает электронривод, позвол   осуществл ть ненрерывное регулирование динамического момента и скорости вращени  ири чередовании двигательного и тормозного режимов работы двигател .

Электроиривод, выполненный по второму варианту (фиг. 2), имеет р д особеииостей и работает следующим образом.

Перед пуском замыкаютс  коммутирующие элементы 4, 5 и 10. При наличии уиравл ющих имиульсов открываютс  тиристоры моста 7 и по секци м обмоток 1 и 2 иротекают токи. Двигатель развивает тормозной момент, онредел емый в основном характеристикой динамического торможени . Здесь справедливы все рассуждени ; приведенные при описании аналогичного этана работы первого варианта электропривода .

При по влении команды на пуск замыкаетс  неуправл емый ключ 16. Этим самым закорачиваетс  выход тиристориого коммутатора 7, который становитс  обычиы .м тпрн торным регулитор1)м напр жени  (ТРИ). Здесь следует указать, что поскольку г. ТРН и к ширине у управл ющих имиульсов пре1,ъ вл :отс  особые требовани , то пеоб :одимо выполнить условие-Y 60°.

В зависимости от угла регулировани  а ТРП измеи етс  напр жение на обмотке 2, ;i следовательно, и величина движущего момента, развиваемого двигателем. Пониженные скорости вращени  электропривода

могут быть получены при снижении величины управл ющего сигнала, задаваемого задатчиком 12. В начале торможени  по команде из системы 11 размыкаетс  ключ 16 II в секци х обмотки 1 начинает протекать посто нный ток, величииа которого регзлируетс  выпр мителем 15. Двигатель развивает тормозной момент, обуславливае .мыГ; иосто ииым током в обмотке 1. В конце торможени  скорость двигател  равна

нулю.

В рассматриваемом варианте силовой схемы возможно, как и в первом варианте, двухэтапное торможение. Отличием  вл етс  то, что регулирование движущей составл ющей момеита на нервом этапе замедлени  осуществл етс  посредством регулируемого выпр мител  15. В рассматриваемой схеме также обеспечиваетс  плавное регулирование тормоз щего момента,

развиваемого двигателем до пониженной скорости враитенн .

После чего двигатель работает на пониженной скорости. При этом тиристоры выпр мительного моста 15 заперты, а ключ

16 разомкнут. В зоне точной остановки по сигналу из системы управлеии  размыкаютс  элемеиты 3 и замыкаютс  элемеиты 10. Вступает в работу САР точной остановки и двигатель тормозитс  до полной остановки.

На данном этапе регулирование тока в обмотках 2 и 1, а следовательно, и момента двигател  выполн етс  с помощью выпр мител  15 вплоть до замыкани  механического тормоза.

Таким образом, в рассмотренных вариантах электропривода иеременного тока обеспечиваетс  плавное регулирование динамического момента и скорости вращени  при пуске и торможении при существенном упрощении силовой схемы. Применение одного управл емого коммутатора вместо двух упрощает систему регулировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электронривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с двум  обмотками на статоре с разными числами полюсов , обмотка с больщим числом полюсов которого одними выводами через первую группу коммутирующих Элементов соединена с реверсирующим коммутирующим элементом, соединенным с питающей сетью, задатчик управл емого напр жени  и датчик скорости, подключенный к входам системы управлени , вторую группу коммутирующпх элементов, включенную между реверсирующими коммутирующими элементами и обмоткой с меньщим числом полюсов , и управл емый коммутатор, управл ющий вход которого соединен с выходом системы управлени , а выход соединен через третью группу коммутирующих элементов с выводами обмотки с больщим числом Полюсов , отличающийс  тем, что, с целью упрощени , управл емый коммутатор выполнен в виде трехфазного выпр мительного моста и ключа, который шунтирует выход трехфазного выпр мительного моста, вход которого соединен с вторыми выводами обмотки с меньшим числом полюсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3976918, кл. 318-203, 1975.