SU436426A1 - - Google Patents

Description

I

Известен частотноунравл емый электропривод но основному авт. св. № 375745, в котором в каждую из фаз двигател  переменного тока включен повышающий частоту сети, работающий в режиме модул ции с дальнейщей демодул цией при помощи диодов магнитный усилитель.

В известном электроприводе два выхода магнитного усилител  соединены последовательно с двум  поочередно работающими тиристорными ключами, а обмотка одной фазы двигател  включена между общей точкой двух выходов усилител  и общей точкой двух тиристорных ключей.

При этом в электроприводе использован узел рекуперации энергии, собранный на мостовом выпр мителе, вход которого подключен параллельно обмотке одной фазы двигател , а выход - к узлу рекуперации, выполненному на ведомом сетью инверторе.

В известном электроприводе осуществл етс  принудительна  коммутаци  тиристоров с помощью трехобмоточных дросселей насыщени  с подмагничиванием и конденсаторов.

Этот узел не обеспечивает коммутации при подаче напр жени  на тиристоры в виде синусоидальных полуволн, предел изменени  частот также мал.

Предлагаемый электропривод отличаетс  от известных тем, что в нем узел принудительной

коммутации тиристора собран на многообмоточном дросселе с лодмагничиванием, выпр мителе , резисторах, блокирующих диодах и конденсаторе, подключенном к выходу выпр мител  через блокирующий диод и ограничительный резистор, а также к тиристору через резистор и рабочую обмотку дроссел , параллельно которой включена цепочка из последовательно соединенных диода и резистора.

Такое выполнение электропривода обеспечивает коммутацию тиристоров как -при работе с синусоидальными полуволнами, так и с посто нным напр жением, значительно увеличивает диапазон изменени  частот (1 : 100 /г, где п - целое число от 1 до 10), предотвращает самовозбуждение двигателей при работе -на верхних частотах.

На фиг. 1 изображена схема одной фазы устройства коммутации предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - крива  намагничивани  коммутирующего дроссел .

На четырех тороидальных или П-образных маг-нитопроводах 1-4 расположены обмотки 5-8, включенные попарно-встречно. Переменное Напр жение на обмотках 7 и 8 должно быть сдвинуто на 90° относительно напр жени  на обмотках 5 и 6. При питании от трехфазной сети, дл  получени  сдвига в 90° сетевые обмотки могут быть включены по схеме Скотта. Выход однотактного магнитного усилител  на удвоенной частоте образуетс  четырьм  вторичными обмотками 9-12, включенными попарно-последовательно (пары включены последовательно-встречно по отношению друг к другу) и двум  диодами (вентил ми) 13 и 14, включенными по схеме со средней точкой. Управл ющие обмотки 15-18 включены последовательно и получают питаиие от многофазното источника задающей частоты 19 через блокирующий диод (вентиль) 20. В источнике задающей частоты измен етс  в широких пределах ам-плитуда и частота переменного напр жени  дл  обеспечени  необходимого закона изменени  напр жени  в зависимости от частоты и нагрузки двигател . Второй магнитный усилитель с выходом на удвоенной частоте выполнен на сердечниках 21-24. Сетевые обмотки 25-28 и вторичные обмотки 29-32 с вентил ми 33 и 34 выполнены и соединены аналогично соответствующим обмоткам первого магнитного усилител . Управл ющие обмотки 35-38 второго магнитного усилител  38 включены на источник задающей частоты 19 через вентиль 39, пол рность которого противоположна пол рности вентил  20. Кроме того, если у первого усилител  к вентилю 20 подходит начало обмотки 15, то у второго усилител  к вентилю 39 подходит конец обмотки 35. При таком соединении в один полупериод задающей частоты ток протекает через управл ющие обмотки 15-18, а в другой полупериод - через управл ющие обмотки 35-38. Резисторы 40 и 41 служат дл  уменьшени  посто нной времени этих обмото-к. При питании обмоток управлени  полуволнами задающего напр жени  на выходе пар вторичных обмоток 9-10, 11 -12, 29-30 и 31-32 по вл етс  переменное напр жение удвоенной частоты относительно частоты питающей сети, модулированное по амплитуде. Например, если сетевые обмотки 5-6 и 7-8 получают питание от сети переменного тока с частотой 50 Гц, то на выходе пар вторичных обмоток 9-10 и 11-12 по вл етс  переменное напр жение с частотой 100 Гц, -модулированное по амплитуде в соответствии с полуволной синусоиды напр жени  источника задающей частоты. Включение управл ющих обмоток через вентили с изменением пол рности вентилей и управл ющих обмоток второго усилител  относительно первого вызывает поочередное по вление на парах выходных обмоток пакета модулированных по амплитуде синусоид удвоенной частоты, огибающие которых (сверху и снизу)  вл ютс  полуволнами синусоиды задающей частоты. После двухнолупериодного выпр млени  посредством вентилей 13, 14 и 33, 34, осуществл ющих выпр мление модулированных колебаний по двухполуперйодной схеме выпр млени  со средней точкой, «а выходах 42-43 и 43-44 магнитных усилителей по вл етс  пакет модулированных по амплитуде синусоидальных однопол рных полуволн учетверенной по отношению к сети частоты, огибающа  которых также  вл етс  синусоидальной унипол рной полуволной более низкой задающей частоты. Вентили 13, 14 и 33, 34 не только осуществл ют выпр мление модулированных колебаний , т. е. демодул цию, но также создают внутреннюю положительную обратную св зь в тот полупериод задающей частоты, когда действует данный усилитель, т. е. протекает ток через управл ющую обмотку. В эти моменты направление тока через обмотку упраълени  и вторичные обмотки усилителей совпадают . Следовательно, на выходах магнитных усилителей унипол рные полуволны напр жени  задающей частоты по вл ютс  поочередно , т. е. в тот полупериод, когда по вл етс  полуволна напр жени  на выходе 42-43, на выходе 43-44 напр жение равно нулю и -наоборот . Таким образом, из однопол рного пакета модулировапных полуволн учетверенной по отношению к сети частоты формируютс  однопол рные синусоидальные полуволны выходного напр жени  более низкой задающей частоты , перемежающиес  с паузами. Дл  превращени  однопол рпых полуволн в переменное напр жение обмотка 45 одной фазы двигател  включена между средней точкой 43 двух выходов и 43-44 и средней точкой 46 устройства принудительной коммутации 47. Это устройство состоит из двух тиристорных ключей (тиристоров) 48 и 49 и коммутирующего дроссел  50. Коммутирующий дроссель выполнен на сердечнике ЛПГ 51, на KOTOpOLM расположены две коммутирующие обмотки 52 и 53 и обмотка подмагничивани  54. В св зи с тем, что на выходах 42-43 и 43-44 напр жение по вл етс  поочередно и имеет форму синусоидальных полуволн, зар д коммутирующих ко-нденсаторов от выходов магнитных усилителей-удвоителей исключаетс . В предлагаемом устройстве зар д коммутирующих конденсаторов 55 и 56 осуществл етс  от вспомогательных источников 57 и 58 посто нного тока через блокирующие диоды 59 и 60 и ограничительные резисторы 61 и 62. На управл ющие электроды 63 и 64 тиристоров 48 и 49 подаютс  отпирающие импульсы . При очередной подаче отпирающего импульса на управл ющий электрод одного из тиристоров, например на управл ющий электрод 63 тиристора 48, происходит разр д конденсатора 55 через коммутирующую обмотку 52, тиристор 48 и балластный резистор 65, в езультате чего происходит гашение ранее включенного тиристора 49, так как напр жеие , наводимое в коммутирующей обмотке 53, ри разр де конденсатора 55 через обмотку 2  вл етс  отрицательным относительно тиистора 49. После гашени  тиристора 49 наинаетс  зар д конденсатора 56 от источника осто нного тока 58 через резистор 62 и блокирующий диод 60. Ток через нагрузку (обмотку 45) в это врем  протекает через тиристор 48 и обмотку 52 от точки 46 к точке 43, т. е. протекает в нагрузке 45 справа налево. Когда напр жение на выходе 42-43 становитс  равным нулю, логическа  схема подает очередной импульс на управл ющий электрод 64 тиристора 49, в результате чего включаетс  тиристор 49 и выключаетс  тиристор 48. В этом случае нагрузка получает питание от выхода 43-44, и ток через нагрузку течет от точки 43 к точке 46, т. е. слева иаправо, а разр д коммутирующего конденсатора происходит через коммутирующую обмотку 53, тиристор 49 и балластный резистор 66.

Таким образом, при каждом очередном включении тиристорного ключа происходит гащение ранее работавщего ключа и изменение направлени  тока в нагрузке.

Роль цепи подмагничивани  коммутирующего дроссел  объ сн етс  кривой намагничивани , изображенной на фиг. 2.

В цепь обмотки подмагничивани  включен линейный дроссель 67 с воздушным зазором, реостат 68 и дополнительный источник посто нного тока 69. Ампервитки обмотки подмагничивани  выбирают с таким расчетом, чтобы ампервитки рабочей обмотки, определ емые током нагрузки, были меньше ампервитков обмотки подмагничивани . Поэтому при самом больщом рабочем токе магнитопровод находитс  в насыщенном состо нии и коммутирующа  обмотка представл ет собой малое индуктивное сопротивление. При разр дке ком1мутирующего конденсатора через коммутирующую обмотку, ток, протекающий через эту обмотку, возрастает, и значение ИНдукции из точки а переходит в точку в, индуктивное сопротивление коммутирующей обмотки возрастает, в результате чего ток разр да не может превысить определенного предела. Дл  того, чтобы ограничить ток, который может возникнуть от Э.Д.С., наводимой в обмотке подмагничивани  54, при очередном разр де конденсатора 55 или 56 в цепи подмагничивани  включен линейный дроссель 67, в магнитопроводе которого имеетс  воздушный зазор. Индуктивность этой обмотки выбрана так, чтобы она в несколько раз превыщала индуктивность обмотки 52 или 53, приведенную к контуру подмагничивани .

Дл  того, чтобы перевести магнитную характеристику из точки в в точку а (фиг. 2) после очередного гашени  тиристора, параллельно гас щим обмоткам дросселей подключены разр дные резисторы 70 и 71 через блокирую-, щие диоды 72 и 73.

Предлагаемо изобретение дает возможность осуществл ть принудительную коммутацию в известном частотно-управл емом электроприводе, т. е. в электроприводе, на выходах которого имеютс  однопол рные синусоидальные полуволны, перемежающиес  с паузами, а не посто нное напр жение. Устройство дает возможность производить

коммутацию при очень малых частотах задающего напр жени  и, следовательно, при малых амплитудах синусоидальных полуволн на выходах 42, 43 и 43, 44, так как зар дка конденсаторов 55 и 56 происходит от отдельных источников, напр жение которых остаетс  неизменным. Посто нна  времени / С-контура , состо щего из ограничивающего резистора , например 61, и конденсатора 55, должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы она была меньще полупериода наивысшей задающей частоты. Энерги , запасаема  конденсатором , При каждом зар де должна бытьдостаточной дл  принудительной коммутации тока,

протекающего через тиристорные ключи в момент коммутации. При низком созф нагрузки запас энергии конденсатора должен быть больще, так как ток в момент прохождени  напр жени  через нуль в этом случае будет

больше. Преимущество посто нства напр жени  источников 57 и 58 заключаетс  также в том, что емкость конденсаторов значительно уменьщаетс , так как запас энергии в конденсаторе пропорционален емкости и квадрату напр жени , уменьщение емкости конденсатора дает возможность предотвратить самовозбуждение двигател  на верхних пределах частоты. Дл  осуществлени  рекуперативного торможени  двигател  и отдачи реактивной мощности примен етс  однофазный мост, состо щий из диодов 74-77.

Вход моста подключен параллельно нагрузке , т. е. к обмоткам одной фазы двигател  45,

а выход - к шинаМ рекуперативного торможени  78.

К щинам рекуперативного торможени  подключены ВЫХОДЫ 79 и 80 выпр мительных мостов других фаз двигател . Шины рекуперативного торможени  подключены к преобразователю 81, в качестве которого может примен тьс  тиристорный инвертор, ведомый сетью, или машинный преобразователь посто нного тока в переменный, например двигатель посто нного тока, привод щий трехфазный генератор переменного тока. Выход.1 82 и 83 источника задающей частоты 19 подключены К обмоткам управлени  магнитных усилителей других фаз.

Предмет изобретени 

Частотноуправл емый электропривод по авт. св. № 375745, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  глубины регулировани  и повышени  устойчивости, узел принудительной коммутации тиристора собран на многообмоточном дросселе с подмагничиванием, выпр мителе, резисторах, блокирующих диодах и конденсаторе, подключенном к выходу

выпр мител  через блокирующий диод и ограничительный резистор, а также к тиристору Через резистор и рабочую обмотку дроссел , параллельно которой включена цепочка из последовательно соединенных диода и

резистора.

TJcoscJi

и Scnwt

5

(7/