Частотноуправляемый электропривод

367 ИЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. Н 02 р 7 64 Заявлено 07.Х.1969 ( 1361494/24-7) с присоединением заяв ПриоритетОпубликовано 23,1.1973. БюллетеньДата опубликования описания 28.111.19 Комитет по делам изобретений и открытиЯ при Совете Мииистрое СССРУДК 621.316.718,5.076 ,25-83 (088,8) Авторы зобретени М, Штейн, А. П. Хечумян, А. С, Ратников, Е, Д. Шапиро и В. М, ДобровольскийГосударственный проектный институт Тяжпромэлектропроект Заявител АСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВО В известном частотном управляемом электролриводе с матнитными усилителями, включенными вкаждую из фаз двигателя, работающими в режиме модуляциями более высокой частоты низкой переменной частотой от вспомогательного генератора с дальнейшей демодуляцией, магнитный усилитель каждой фазы выполнен однотактным, трансформаторного типа с выходом на удвоенной частоте.Выходы усилителя вместе с полуобмотками одной фазы двитателя образуют мост, в каждую диагональ которого включены поочередно ра 1 ботающие в ключевом режиме тиристоры. В этом электрсприводе использован шестифазный магнитный усилитель с выходом на удвоенной частоте, каждый выход которого образован двенадцатью обмотками магнитного усилителя, расположенными на двенадцати отдельных сердечниках, включенными, попарно последовательно и шестью диодами - демодуляторами, включенными по шестифазной нулевой схеме.Применение нулевой схемы ныпрямления вызвано тем, что в этом случае в отличие от мостовых схем диоды-демодуляторы осуществляют внутреннюю столожительную обратную связь, в результате чего коэффициент усиления усилителя по мощности, т, е, отношение мощности на выходах усилителя к, мощности, подводимой к управляющим обмоткам усилителя от вспомогательного генератора, увели,чивается,Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления ло мощности лри сохранении5 числа магнитопроводов и их габаритов. Этодостигается тем, что два шестифазных выходаусилителя образуются путем соединения вторичных обмоток и диодов демодуляторов в четыре трехфазные нулевые группы; включен 10 ные,попарно последовательно. К анодам 1 всехдиодов одного выхода подключаются начала(концы) вторичных обмоток.На фиг, 1 дана принципиальная схема литания одной фазы предлагаемого частотно управ 15 ляемого электропривода; на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений удвоенной частоты.Шестифазный магнитный усилитель подключен к шинам 1 - 3 сети переменного тока20 и выполнен на двенадцати тороидальных илиП-образных магнптопроводах 4 - 15. Усилитель состоит из трех одинаковых гру 1 пп, каждая из которых выполнена на четырех магнитоттроводах. Пер 1 вая группа вылолнена на маг 25 нитопроводах 4 - 7 вторая на матнитопроводах 8 - 11, третья на магнитопроводах 12 - 15.Сетевые обмотки стервой трулпы усилителя1 б и 17, раоподоженные на магнитопроводах30 4 и 5, включены зтоследовательно встречно,Сетевые обмотки, помещенные па магнитопроводах б и 7 разбиты на полуобмотки 18 - 21. Полуобмотки 18, 21 и 19, 20 включены последовательно встречно. Начала обмоток 18, 20 и начало обмотки 17 соединены вместе и образуют среднюю точку 22.Сетевые обмотки двух других групп соединены аналогично, с той лишь разницей, что соответствующие начала последующей грунины подключены так, чтобы обеспечить сдвиг в 120 относительно тех же начал предыдущей группы.Вторичные обмотки 23 - 28, рас 1 положенные на магнитопроводах с одной сетевой обмоткой, включены попарно последовательно согласно и вместе с вентилями 29 - 31 и собраны в трехфазную нулевую группу с выходными точками 32, 33,Вторичные обмотки 34 - 39, помещенные на магнитопроводах с двумя сетевыми полуобмотками, также включены, попарно последовательно согласно и вместе с диодами 40 42 собранны в трехфазную нулевую групну с выходньгми точками 43, 44.Выходная точка 32 первой трехфазной нулевой группы соединена с выходной точкой 44 второй трехфазной группы, в,результате чего две указанные трехфазные группы оказываются включенными последовательно.Другие вторичные обмотки включены аналогично в две нулевые трехфазные грувппы. Обмотки 45 - 50 соединены попарно последовательно согласно и вместе с вентилями 51 - 53 образуют третью трехфазную нулевую группу с выходными точками 54 и 55.,Обмотки 56 - 61 включены попарно последо:вателыно согласно и вместе с вентилями 62 - 64 образуют четвертую нулевую группу с выходными точками 65 и 66.Выходная точка 54 третьей трехфазной нулевой группы соединена с выходной точкой бб четвертой трехфазной нулевой группы, в результате чего две указанные трехфазные группы оказываются включенными последователыно.Управляющие обмотки 67 - 78 соединены последовательно и получают питание от источника задающей частоты 79, Обмотка одной фазы двигателя разделяется на две одинаковые полуобмотки 80, 81, включенные соответственно между точками 33, 55 и 43, 65. Таким образом, образуется мост из двух выходов магнитного усилителя 33, 43 и 55, 65 и из двух полуобмоток одной фазы двигателя 80, 81. В диагонали моста включены бесконтактные тиристорные ключи 82, 83.Принцип действия электропривода переменного тока поясняется на,примере одной фазы привода.Описанное выше включение сетевых обмоток образует так называемую схему Скотта, которая создает в каждой группе из четырех сердечников сдвиг на 90 между напряжением на сетевых обмотках, расположенных на первых двух магнитопроводах и напряжением на 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 сетевых полуоомотках, расположенных на других двух магнитопровсдах. Например, напряжение на сетевых о 5 мотках 16, 17 сдвинуто относительно напряжения на сетевых полу- обмотках 18, 21 и 19, 20 на 90. Напряжение между зажимами 2 и 22 равно линейному на,пряжению, умноженному на 3/2, а напряжение между зажимами 1 и 3 равно линейному напряжению, Поэтому число витков каждой из полуобмоток равно 3/3, по отношению к числу витков обмоток 16 и 17.При подаче на увправляющие обмотки 67 - 78 напряжения от задающего генератора 79, на четырех группах вторичных обмоток 23 - 28, 34 - 39, 45 - 50, 56 - 61 появляется напряжение удвоенной частоты, модулированное по амплитуде с дальнейшей модуляцией посредством диодов демодуляторов 29, 31; 40 - 42;51 - 53; 62 - 64,Как было указано выше, сетевые обмотки каждой из трех групп сердечников включены по схеме Скотта, создающей сдвиг на 90, Поэтому напряжение удвоенной частоты на зажимах выходных обмоток каждой из трех групп сдвинуто на удвоенный угол (90 Х 2), т. е. на утол 180. Кроме того, соответствующие начала сетевых обмоток каждой последующей группы имеет:сдвит на 120 относительно тех же начал предыдущей группы, В результате образуется шестифазная система выпрямления, векторная диатрамма которой изображена на фит. 2. Индексы векторов напряжения даны по номерам пар обмоток, на зажимах которых индуктируется данное напряжение удвоенной частоты. Напряжения Иззв сдвинуты относительно напряжений И 23 - 24 на 240 (120 Х 2), а напряжение И 27 - зв на 240 относительно напряжений Иззв.В результате образуется симметричная звезда напряжений с обратным порядком следования фаз, состоящая из векторов Изз - 24, И 27 - 2 в и Изз 2 в. Аналогичным ооразом ооразуется вторая трехфазная симметричная звезда, сдвинутая относительно первой звезды на 180, состоящая из векторов Из 4 - зз, Изв - зв и Изв-з 7 При последовательном соединении двух выпрямителей по трехфазной нулевой схеме возникает, как это видно из рассмотрения диаграммы шестифазная схема выпрязмлени, при которой через каждый вентиль ток протекает в течение одной трети периода, вместо одной шестой периода, как это получается в шести фазной нулевой схеме выпрямления. Эта схема с более длительным протеканием тока через каждую силовую обмотку увеличивает эффективную внутреннюю положительную обратную связь, что дает возможность значительно увеличить коэффициент усиления по мощности усилителя в предлагаемом электроприводе при одинаковом числе сердечников и сохранения их габаритов.Другой выход усилителя работает аналогично первому и не требует дополнительных пояснений. Электропривод может быть рекомендован для приводов агрегатов металлургиче367513 Ьб 3 и Составитель Б. МинцТехред Л. Богданова ректор Е, Денисов вято едак Подписи Министров СССаказ 546/16 Изд.1167 Тираж 755ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп СоветМосква, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапнова ской и химической т 1 ромыппенцссти, где требуется экономическсе и глубокое регулирование скорости двигателя переменного тока в пределах 1: 40. Предмет изобретения Частотноуправляемый электропривод, в каждую из фаз двигателя переменного тока которого включен повышающий частоту сети, работающий в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией при помощи диодов магнитный усилитель с двумя шестифазными выходами, вкл 1 оченными совместно с полуобмот.ками одной фазы двигателя в схему моста, диагонали которого поочередно замыкаются бесконтактными ключами, от.гичаюиийся тем, 5 что, с целью повышения коэффициента усиления по мощности, две шестифазных выхода магнитного усилителя образуются путем соединения вторичных обмоток и диодов демодуляторов в четыре трехфазные нулевые груп пы, включенные попарно последовательно,причем к анодам всех диодов одного выхода подключаются начала (кобанцы) вторичных обмоток усилителя.