Статический преобразователь с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя

(5 н Н 02 Р 7/3 КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТ ГОСУД АРСТВЕНН РО ДЕЛАМ ИЗОБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(21) (22) (46) (72) ский (71) чтит ки пр зиров диоэл 3510580/241111.8207.01 84.М. И. АндрееР 1 И.В. Целебро СССР атеАТЕЛОЗНОГОстоРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Научно-исследовательский кнут автоматики и электромехаии и Томском институте автомати анных систем управления и ра ектроники. (56) 1, Авторское свидетельство9 455429, кл Н 02 Р 7/36, 19722 Модуляционные преобразоли параметров напряжения и токИэд-во Томского ун-та, 1980, с140(54) (57) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВС УСТРОЙСТВОМ ИМПУЛЬСНОГО ПЕРЕВУЖДЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ГИСТЕРЕЗИСЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий йо вой инвертор, разделительный диод в цепи питания инвертора, шунтируемый последовательно соединенным конденсатором и управляемымключом, чост обратных диодов инвертора, одним выходом подключенныйк цепи питания инвертора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, преобразователь дополнительно содержит диод,второй управляемый ключ и компаратор, при этом диод включен междудругим выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора и управляемого ключа,второй управляемый ключ подсоединен между другим выходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора и разделительногодиода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его выход присоединен к цепи управления второгоуправляемого ключа,45 Гист ерез исный электродвигатель 1 подсоединен к выходным шинам статического преобразователя 2. Статический преобразователь содержит мостовой инвертор 3, который соединен с цепями питания через разделительный диод 4, шунтирующий последовательно соединенные конденсатор 5 и управляемый ключ 6. Иост 7 обратных диодов одним выходом соединен с общей точкой конденсатора 5 и управляемого ключа 6 через диод 8. Включенный параллельно конденсатору 5 компаратор 9 своим выходом присоединен к цепи управления второго управляемого клю-, ча 10, подключенного между другим выходом моста 7 обратных диодов инвертора и общей точкой конденсатора 5 и разделительного диода 4. 50 55 60 о 5 Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхроннымэлектроприводам и может найти применение в синхронных электроприводах с гистерезисными электродвигателями, работающими в перевоэбужденном режиМеИзвестно устройство для импульсного перевозбуждения гистерезисногоэлектродвигателя, в котором дополнительный импульсный источник подключен к электродвигателю черезуправляемый по фазе ключ, а источникпеременного тока подсоединен кэлектродвигателю через второй ключ 1).Недостатком указанного устройства является несимметрия питающегодвигателя напряжения вследствиеналичия ключа между источникомпеременного тока и двигателем. Особенно заметен этот недостаток припитании двигателей с относительнонизким номинальным напряжением ипроявляется в колебаниях скоростидвигателя, а в ряде случаев и застревании на промежуточной скорости при пуске.Наиболее близким к предлагаемомуявляется статический преобразователь с устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя содержит мостовой инвертор, разделительныйдиод в цепи питания инвертора, шунтирующий последовательно соединенные конденсатор и управляемый ключ,мост обратных диодов инвертора, одним выходом подключенный к общейточке конденсатора и управляемогоключа,В преобразователе функцию дополни.тельного источника для перевозбуждения двигателя выполняет конденсатор, заряд которого осуществляетсятоком моста обратных диодов инвертора. Так как указанный ток обратнопропорционален коэффициенту мощностидвигателя, который, в свою очередь,прямо пропорционален степени перевозбуждения двигателя, то величинавозбуждения на конденсаторе, а следовательно,. и амплитуда перевозбуждающих импульсов, оказываетсяобратно пропорциональной степениперевозбуждения двигателяИспользование тока моста обратных диодовинвертора для заряда конденсаторов,выполняющего Функцию дополнительногоисточника для перевозбуждения двигателя, позволяет существенно уменьшить энергопотребление не толькостатического преобразователя, но иэлектропривода в целом, увеличитьстабильность скорости вращения синхронного электропривода 2),Недостаток известного преобразова.теля заключается в том, что величина напряжения на конденсаторе,5 10 15 20 25 30 35 40 определяемая не только параметрамидвигателя, но и величиной токафаз и скоростью его переключенияключами инвертора. Она может существенно превышать предельно допустимые напряжения на ключах инвер.тора статического преобразователя,а напряжение питания двигателя вмомент разряда конденсатора может превышать пробивное напряжениенекоторых типов микродвигателей,что ведет к выходу из строя преобразователя или двигателя, и, следовательно, электропривода в целом.Цель. изобретения - повышеие на.дежности,Поставленная цель достигаетсятем, что статический преобразователь с .устройством импульсного перевозбуждения для питания гистерезисного электродвигателя, содержащий мостовой инвертор, разделитель.ный диод в цепи питания инвертора,шунтируемый последовательно соединенными конденсатором и управляе-.мым ключом, мост обратных диодовинвертора, одним выходом подключенный к цепи питания инвертора,дополнительно содержит диод, второй управляемый ключ и компаратор,при этом диод включен между другимвыходом моста обратных диодов инвертора и общей точкой конденсато;ра и управляемого ключа, второй управляемыи ключ подсоединен между другим выходом моста обратных диодовинвертора и общей точкой конденсатора и разделительного диода, компаратор включен параллельно конденсатору, а его выход присоединен кцепи управления второго управляемогоключа.На чертеже приведена схема статического преобразователя с устройством импульсного перевозбуждения дляпитания гистерезисного электродвигателя.1066017 5 10 20 25 ЗО 35 4045 Состави =нь В ТарасовРедактор А,Власенко Техред М,Тепер Корректор А.ференц Заказ 11 057/58 Тираж 671 ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, , д, 4/5Подписное Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 Управление ключом 6 осуществляется формирователем 11 перевозбуждающих импульсов, работа которого синхронизирована со схемой 12 управления инвертором, Схема 12 управленияинвертором содержит, например, последовательно соединенные задающий генератор, Фазорасщепитель, усилители мощности, присоединенные к соответствующим ключам инвертора,. Формирователь 11 перевозбуждающих импульсов содержит, например, последовательно соединенные делитель частоты,Формирователь переднего и заднегофройта перевоэбуждающего импульсаи усилитель мощности, присоединенные к управляющему ключу 6,причем делитель частоты подключен к выходуФазорасщепителя схемы 12 управленияинвертором, присоединенному черезсоответствующий усилитель мощностик одному из ключей инвертора.Статический преобразователь ра"ботает следующим образом;При потере двигателем перевозбуждения или выпадении его из синхро.низма ток моста 7 обратных диодовинвертора резко возрастает и, протекая через диод 8, заряжает конденсатор 5. В момент времени,.определяемый логикой работы Формирова=теля 11 перевозбуждающих импульсов, конденсатор 5 через управляемый ключ 6 разряжается, перевозбуждая двигатель. Разделительный диод 4 предотвращает короткое замыкание конденсатора 5 при замыкании управляемого ключа 6, Требуемая для эффективного перевозбуждениядлительность перевозбуждающего импульса по времени составляет неболее 1/6 периода частоты питания.1 Ломент включения импульса опгеделяется Формирователем 11 перевоэбуждающих импульсов и должен совпадать по времени с .моментом, когда ток в фазе достигает максимального значе. ния. Частота подачи импульсов устанавливается в 3-10 раз больше частоты собственных качаний гистереэисного двигателя из условия их эффектив ного демпфирования. Так как рри разряде конденсатор 5 оказывается включенным последовательно с источником питания инвертора, требуемая дляэффективного перевозбуждения двига"теля величина напряжения на конденсаторе 5 не превышает 1,5 величинынапряжения питания инвертора 3 Поэтому в качестве эталонного на компаратор 9 подают уровень напряжения, пропорциональный указанной ве" личине. При превышении напряжением на конденсаторе 5 установленногоуровня, компаратор 9 выдает в цепьуправления вторым управляемьм ключом 1 0 сигнал на его замыкание,и ток моста 7 обратных диодов инвертора минует конденсатор 5 При этом диод 8 предотврашает разряд конденсатора 5 через замкнутый ключ 10,При уменьшении напряжения на кон-денсаторе 5 ниже установленного уровня компаратор 9 выдает сигнал наразмыкание второго управляемого ключа10, создавая тем самин благоприятные условия для подзаряда конденсатора 5,При достижении максимальной глубины перевозбуждения коэффициентмощности стремится к единице, а величина коммутируемого ключами инвертора тока фаз стремится к минимуму,Поэтому конденсатор 5 не заряжается и перевозбуждающие импульсы надвигатель не подаются,Таким образом, напряжение на конденсаторе 5 не превышает установленного .уровня независимо от режима работы двигателя, величины коммутируемого ключами инвертора тока фаз искорости коммутации. Это предотвращает возникновение напряжений наэлементах статического преобразователя, превышакицих предельно допустимые для них значения, а на клеммахмикродвигателя - превышающих пробивное напряжение, что повышает надежность как преобразователя, таки электропривода в целом.