SU896734A1 - Электропривод - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в асинхронном плавно регулируемом электроприводе различных отраслей народного хоз йства, основанном на применении асинхронных машин с двусторонним питанием.

Известен электропривод, содержащий асинхронный двигатель, многофазные трансформаторы и полностью управл емые ключи переменного тока, например, в виде диодных мостов с шунтирующими цепочками между анодными и катодными группами из дроссел  и тиристора, а также коммутирующими конденсаторами между одноименными электродами шунтирующих тиристоров 1.

Недостаток известного устройства - относительна  сложность и недостаточна  надежность , что обусловлено большими перенапр жени ми на полупроводниковых вентил х из-за циклического обесточивани  отдельных обмоток трансформатора, при сравнительно хорошей форме кривой выходного напр жени .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, статорна  обмотка которого подключена к выходу преобразовател  частоты, составленного из двух трансформаторов и полностью управл емых ключей переменного тока 2.

Недостаток этого технического решени  состоит в худшем спектральном составе выходного напр жени  преобразовател  частоты , в частности, в выходном напр жении нар ду с главной составл ющей, частота которой выражаетс  разностью частот -сети и циклов коммутации имеет место составл юща  той же амплитуды, частота которой выражаетс  суммой частот сети и циклов коммутации. При питании таким несинусоидальным напр жением одного асинхронного двигател , в последнем под воздействием упом нутых составл ющих могут возникнуть вращающиес  магнитные пол  и обусловленные ими электромагнитные моменты взаимно обратного направлени , что способствует существенному уменьшению результирующего вращающего момента, относительному увеличению тепловых потерь и ухудшению энергетических показателей.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  частоты вращени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены конденсаторы и второй асинхронный электродвигатель , статорна  обмотка которого снабжена выводами дл  подключени  к питающей сети и пофазно последовательно соединена с poJopнoй обмоткой первого электродвигател , а роторна  обмотка второго асинхронного электродвигател  соединена пофазно последовательно со статорной обмоткой первого электродвигател , причем к точкам соединени  роторной обмотки второго электродвигател  и статорной обмотки первого электродвигател  подключены конденсаторы .

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство содержит трансформаторы 1 и 2, первичные обмотки 3 и 4 которых присоединены лучами звезды к проводам питающей сети, а лучи звезды пофазно-последовательно соединенных вторичных обмоток 5 и б - к зажимам статорной обмотки 7 первого асинхронного двигател , другие зажимы которой присоединены через контактные кольца 8 к фазной обмотке 9 ротора второго асинхронного двигател , между тем, как фазна  обмотка 10 ротора первого асинхронного двигател  через кольца 11 и пофазно-последовательно соединенную с ней статорную обмотку 12 второго асинхронного двигател  присоединена к питающей трехфазной сети промыщленной частоты. Общие точки соединени  первичных обмоток 3 и 4 трансформаторов 1 и 2 присоединены к управл емому ключу 13, а общие точки соединени  их вторичных обмоток - к управл емому ключу 14. Параллельно обмоткам ротора 9 второго асинхронного двигател  присоединены конденсаторы 15. При работе устройства имеет место поочередное циклическое закорачивание первичной обмотки 4 трансформатора 2 и вторичной обмотки 5 трансформатора 1 с помощью ключей 13 и 14, образующих таким образом простейщий преобразователь частоты.

Электропривод работает следующим образом .

Полностью управл емые ключи переменного тока выполнены в виде диодных мостов, анодна  и катодна  группы каждого из которых зашунтированы цепочками из дроссел  и тиристора, а между одноименными электродами этих тиристоров соединены конденсаторы . С цепью независимого регулировани  величины выходного напр жени  введен третий тиристор, анод которого соединен с анодом щунтирующего тиристора одного диодного моста, а его катод - с катодом шунтирующего тиристора другого анодна  и катодна  группы каждого из которых зашунтированы цепочками из дроссел  и тиристора, а между одноименными электродами этих тиристоров соединены конденсаторы , С целью независимого регулировани  величины выходного напр жени  введен третий тиристор, анод которого соединен с анодом щунтирующего тиристора одного диодного моста, а его катод - с катодом щунтирующего тиристора другого диодного моста.

Такое выполнение непосредственного преобразовател  частоты обусловливает несинусоидальное выходное напр жение, определ емое дл  одной из фаз согласно

Sm()() ...

Stt,tJ-(2K+l),

K--

где n - амплитуда напр жени  питающей сети; tJ,Л-угловые частоты сети и циклов

коммутации;

к - число целое или ноль; dL - угол независимого регулировани  выходного напр жени , пропорциональный относительному значению интервала одновременного

обесточенного состо ни  обеих шунтирующих тиристоров. Наиболее значительными и равными по амплитуде будут составл ющие выходного напр жени , частоты которых определ ютс  разностью и, соответственно, суммой частот сети и циклов коммутации.

В предлагаемом устройстве эти составл ющие выходного напр жени  распредел ютс  между последовательно соединенными статорной об.моткой 7 первого асинхронного двигател  и фазной обмоткой 9 ротора второго асинхронного двигател . Этол у способствует также присоединение конденсаторов параллельно роторной обмотке 9

S второго асинхронного двигател ; присоединение к сети промышленной частоты пофазно-последовательно соединенных фазной обмотки 10 ротора первого асинхронного двигател  и статорной обмотки 12 второго асинхронного двигател . При этом путем выбора чередовани  фаз обмоток направлени  вращени  магнитных полей обмоток обоих двигателей согласуютс  между собой так, что направление вращени  магнитного пол  обмотки 7 статора первого

5 асинхронного двигател  с частотой вращени  ол-Л совпадает с направлением вращени  магнитного пол  обмотки 10 его фазного ротора, где частота вращени  и( задаетс  питающей сетью, направление вращени  магнитного пол  статорной обмотки 12

0 второго асинхронного двигател  с частотой вращени  OJ совпадает с направлением вращени  магнитного пол  ее роторной обмотки 9 с частотой вращени  при i/.ft и противоположна при . Такое сочетание направлений вращени  намагничивающих сил и магнитных потоков обмоток обоих двигателей приведет к тому, что частота вращени  ротора первого асинхронного двигател , выражаемого разностью

частот вращени  ненамагничивающих сил или магнитных полей его обмоток (

совпадает по величине с частотой вращени  ротора второго асинхронного ротора второго асинхронного двигател , выраженного разностью UJ-(и-Л ) намагничивающих сил или магнитных полей статорной 12 и роторной 10 его обмоток.

Таким образом, частота вращени  ротора каждого из асинхронных двигателей устройства при двухполюсном выполнении двигателей совпадает с угловой частотой циклов коммутации полупроводниковых ключей 13 и 14 простейшего преобразовател  частоты и пропорциональна  ей (при многополюсном выполнении обоих двигателей). В св зи с этим целесообразно сочленение валов обоих асинхронных двигателей, один из которых должен быть выполнен с двум  свободными концами вала. Такое выполнение устройства позвол ет упростить задачу поддержани  на требуемом уровне результирующего магнитного потока в каждом из частотно-управл емых двигателей в нижней области частотного диапазона благодар  автоматическому перераспределению величин напр жени  частоты питающей сети между последовательно соединенными обмотками 10 и 12 различных двигателей устройства.

Кроме того, при вращении роторов обоих двигателей с частотой, равной угловой частоте циклов коммутации полупроводниковых ключей 13 и 14 используемого простейщего непосредственного преобразовател  частоты, будут взаимно неподвижными указанные выще вращающиес  магнитные пол  в статоре и роторе каждого асинхронного двигател  с двусторонним питанием. При этом каждый из асинхронных двигателей будет работать в синхронном режиме, что обеспечивает наибольшее сопротивление дл  составл ющей напр жени  в статоркой обмотке 7 первого асинхронного двигател  с частотой, выраженной суммой частот сети и циклов коммутации и дл  составл ющей напр жени  в роторной обмотке 9 второго асинхронного двигател  с частотой сети и циклов коммутации. Это способствует существенному улучщению формы кривой тока в статорной обмотке 7 и роторной обмотке 9 двухдвигательного привода, получающих питание от простейшего преобразовател  частоты с фазоразностной модул цией. Дополнительное улучшение формы, кривой тока в роторной обмотке 9 второго асинхронного двигател  достигаетс  параллельным соединением с ней конденсаторов 15, через которые замыкаютс  токи более высоких частот по сравнению с основной частотой напр жени  в обмотке 9, выражаемой разностью частот сети и циклов коммутации.

Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает сочетание наибольцгей простоты и надежности непосредственного преобразовател  частоты с высокими энергетическими показател ми двухдвигательного привода с двусторонним питанием ввиду хорошей формы кривой тока в обмотках, что обусловлено таким распределением главных составл ющих несинусоидалького

выходного напр жени  преобразовател , когда к одной из обмоток прикладываетс  только напр жение суммарной частоты сети и циклов коммутации, а к другой - разностной частоты сети и циклов коммутации .

Claims (2)

1.Патент Японии № 53-14740, кл. 55 С 222, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2471471/24-07, кл. Н 02 Р 5/46, 1977.