SU904180A1 - Вентильно-машинный каскад - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электро приводу, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для регулируемого электропривода производственных механизмов, преимущественно большой мощности.

В последнее время имеется тенденция широкого применения в промышленности каскадных схем включения асинхронных электродвигателей. Это обусловлено их достоинствами перец другими системами регулируемого электропривода, в частности значительно меньшими капитальными затратами, особенно при небольших диапазонах регулирования, высоким КПД.

Однако большинству известных схем . присущи ограниченный диапазон регулирования частоты вращения, низкий коэффициент мощности и недостаточно полное . использование входящих элементов по мощности.

Известен вентильно-машинный каскад, - содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором, электродвигатель пос2 тоянного тока независимого возбуждения и неуправляемый преобразователь частоты, подключенный со стороны переменного тока к фазам ротора асинхронного электродвигателя, а со стороны постоянного - к якорю электродвигателя постоянного тока 11] .

Недостатком этого каскада является ограниченный диапазон регулирования частоты вращения, верхнее значение которого не может превышать синхронную частоту вращения асинхронного электродвигателя.

Наиболе.е близким к предлагаемому является вентильно-машинный каскад, содержащий установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, цепь якоря которого образует замкнутую цепь с выходами постоянного тока, двух преобразователей частоты, один из которых управляемый, подключен своим выходом переменного тока к сети переменного .904180 гска, а выход переменного тока второго преобразователя частоты подключен к фазам ротора асинхронного электродвигателя [21 .

Недостатками известного вентильно- $ машинного каскада являются ограниченный диапазон регулирования частоты вращения (ограничение накладывается снизу мягкостью механических характеристик, а сверху - синхронной частотой вращения Ιβ асинхронного двигателя) и низкий коэффициент мощности привода.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения и повышение коэффициента мощности. 15 Поставленная цель достигается гем, что в вентильно-машинном каскаде, со- > держащем установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным , ротором и электродвигатель постоянного ад тока независимого возбуждения, цепь якоря которого образует замкнутую цепь с выходами постоянного тока двух преобразователей частоты, один из которых, управляемый, подключен своим выходом ад переменного тока к сети переменного тока, а выход переменного тока второго преобразователя частоты подключен к фазам ротора асинхронного электродвигателя, второй преобразователь частоты _Зд выполнен управляемым с возможностью перехода в инверторный режим при частоте вращения выше синхронной.

На чертеже представлена блок-схема вентильно-машинного каскада.

Каскад содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором, электродвигатель 2 постоянного тока независимого возбуждения, первый управляемый преобразователь 3 частоты и второй уп- ⁴⁰ равняемый преобразователь 4 частоты. Выходы постоянного тока преобразователей 3 и 4 частоты и цепь якоря электродвигателя 2 постоянного тока соединены последовательно и образуют замкнутую цепь. Выход переменного тока преобразователя 3 частоты подключен к сети переменного тока, выход переменного тока преобразователя 4 частоты - к фазам ротора асинхронного электродвигателя 1.

Каскад работает следующим образом. При работе каскада на подсинхронных частотах вращения выпрямленная ЭДС скольжения ротора асинхронного электродвигателя 1 алгебраически суммируется 5S с напряжением первого управляемого преобразователя 3 частоты. Суммарное напряжение подается на якорь электро двигателя 2 постоянного тока независимого возбуждения.

Для работы каскада на частотах вращения выше синхронной, управляемый преобразователь 4 частоты переводится из выпрямительного режима в инверторный. Асинхронный электродвигатель 1 переходит в режим двойного питания. Теперь напряжение на выходе первого преобразователя 3 частоты распределяется между ротором асинхронного электродвигателя 1 и якорем электродвигателя 2 постоянного тока независимого возбуждения. В зависимости от .закона управления преобразователем 4 частоты регулирование частоты вращения во всем диапазоне оказывается возможным как с постоянством мощности, так и с постоянством момента, с одновременным получением абсолютно жестких механических характеристик, аналогичных механическими характерно ги к а м час то тн о-у прав л яе м ог о синхронного электродвигателя.

Регулируя ток роторной цепи, например, изменением тока возбуждения электродвигателя 2 постоянного тока или выходного напряжения первого управляемого преобразователя 3 частоты становится возможным управлять коэффициентом мощности привода, который может быть как индуктивным, так и емкостным.

Применение предлагаемой схемы позволяет значительно увеличить выходную мощность при работе каскада на вышесинхронных частота^ вращения, гак как пропорционально росту частоты вращения растет выходная мощность асинхронного электродвигателя за счет двойного питания.

Claims (2)

1. Изобретение огносигс  к электротехнике , а именно к элекгропривооу, и может быть использовано во всех отрасл х нароаного хоз йства цл  регулируемого электропривода произвоцственных механиз мов, преимущественно большой мощности. В- послеанее врем  имеетс  тенденци  щирокого применени  в промышленности каскацных схем включени  асинхронных электродвигателей. Это обусловлено их достоинствами перед фугими системами регулируемого электропривода, в частнос ти значительно меньшими капитальными затратами, особенно при небольших диапазонах регулировани , высоким КПД. Однако большинству известных схем i присущи ограниченный диапазон регулировани  частоты вращени , низкий коэффициент мощности и недостаточно полное использование вход щих элементов по мощности. Известен вентильно-машинный каскад, содержащий асинхронный электродвигател с фазным ротором, электродвигатель посто нного тока независимого возбуждени  и неуправл емый преобразователь частоты , подключенный со стороны переменного тока к фазам ротора асинхронного электродвигател , а со стороны посто нного - к  корю электродвигател  посто нного тока tl3 . Недостатком этого каскада  вл етс  ограниченный диапазон регулировани  частоты вращени , верхнее значение которого не может превышать синхронную частоту вращени  асинхронного электродвигател . Наиболе.е близким к предлагаемому  вл етс  вентильно-машинный каскад, содержащий установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электродвигатель посто нного тока независимого возбуждени , цепь  кор  которого образует замкнутук цепь с выходами посто нного тока, двух преобразователей частоты, один из которых управл емый, подключен своим выходом переменного тока к сети переменного гока, а вьосоа переменного гоко второго щюобрааоввтел  частоты поаключен к фа зам ротора асинхронного элекгроавигател  23 . Нецосгатками известного вентильномашинного каскаца  вл ютс  ограниченн аиапазон регулировани  частоты вращени  (ограничение накпацьшаетс  снизу м гкостью механических характеристик, а сверху - синхронной частотой вращени асинхронного цвигател ) и низкий коэф фиииент мощности привода. Цель изобретени  - расширение вдапозона регулировани  частоты вращени  и 1юв|ышениё коэффициента мощности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вентил но-машинном каскаце, содержащем установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электродвигатель посто нног тока независимого возбуждени , цепь  Кор  которого образует замкнутую цепь с выходами посто нного тока двух преобразователей частоты, один из которых управл емый, подключен своим выходом переменного тоКа к сети переменного то ка, а вьосод переменного тока второго преобразсюател  частоты подключен к фазам ротора асинхронного электродвигател , второй преобразователь частоты выполнен упр юл емым с воз гож1{остью переходе в инвёрторный режим при частоте вращени  выше синхронной. На чертеже представлена блок-схема вентильно-машинного каскада. Каскад содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором, электродвигатель 2 посто нного тока независимого возбуждени , первый управл емый преобразователь 3 частоты и второй управл емый преобразователь 4 частоты. Выхо&ы посто нного тока преобразователей 3 и 4 частоты и цепь  кор  электро двигател  2 посто нного тока соединены последовательно и образуют замкнутую цепь. Выход переменного тока преобра зовател  3 частоты подключен к сети переменйого тока, выход переменного гока преоб)азовател  4 частоты - к фазам ротора асинхронного электродвигател  1. Каскад работает следующим образом. При работе каскада на подсинхронных частотах вращени  выпр мленна  ЭДС скольжени  ротора асинхрортого электродвигател  1 алгебраически суммируетс  с напр жением первого управл емого преобразов ател  3 частоты. Суммарное напр жение подаетс  на  корь электродвигател  2 посто нного тока независимого возбуждени . Дл  работы каскаца на частотах вращени  выше синхронной, управл емый преобразователь 4 частоты переводитс  из вьнф мительного режима в инверторный . Асинхронный электродвигатель 1 переходит в режим двойного питани . Теперь напр жение на выходе первого гфеобразоватёл  3 частоты распредел етс  меж1ЦГ ротором асинхронного электродви га тел  I и  К ор ем алек тр одвига тел  2 Посто нного тока независимого возбуждени . В зависимости от ..закона угфавлени  преобразователем 4 частоты регулирование частоты вращени  во всем диапазоне оказываетс  возможным как с посто нством Мсацностн, так и С посто нством момента, с одновременным получением абсолютно жестких механических характеристик , аналогичных механическими характеристикам , частотно-управл емого синхронного электродвигател . Регулиру  ток роторной цепи, например. Изменением тока возбуждени  электродвигател  2 посто нного тока или выходного напр жени  первого управл емого преобразовател  3 частоты становитс  возможнык управл ть коэффициентом мощности привода, который может быть как индуктивным, так и емкостным. Применение предлагаемой схемы позвол ет значительно увеличить выходную мощность при работе каскада на выще- синхронных частота вращени , так как пропорционально росту частоты вращени  растет выходна  мощность асинхронного электродвигател  за счет двойного питани . Формула изобретени  Вентильно-машинный каскад, содержащий установленные на общем валу асинхронный электродвигатель с фазным ротором и электроовигатель посто нного тока независимого возбужаенн г иеш  кор  которого образует замкнутую цепь с выходвми посто нного тока, двух преобразователей частоты, один из которых управл емый , подключен своим выходом переменного тока к сети переменного тока, а выход переменного тока второго преобразовател  частоты подключен к. фазам ротора асинхрониого элвктроавигател , огличаюшийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  частоты вращени  и повышени  коэффи- циента мощности, второй преобразователь частоты выполнен управл емым с воэм киостью перехоаа в инверторный режим при частоте вращени  выше синхронной. Источники информации, прин тые во внимание щж экспертизе 90 0 1.Труаы $ Всесоюзной конференпив по автоматизированному элек(ропривоау. М., Энерги , 1971, т.П , с. 155.
2. 2.Труаы yi Всесоюзной конференци  по автоматизированному электропрнвоау. Автоматизированный электроцмюоп в промышленности. М., Энерги , 1974, с. 125, (прототип).

   W.

   т