Преобразователь частоты

Союз СоеетскихСоциалистическихРеспубпик ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 71 0096(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к области преобразования промышленной частоты переменного тока в повышенную частоту и может быть использовано на заводах и в проектных организациях, проектирующих и изготавливающих электромашицные преобразователи частоты для раз 5 лич 1 гых отраслей производства и специальной техники.Известны двигатель-гецераторные преобраэо. ватели, состоящие из трехфазного асинхронного1 О или синхронного двигателя и синхронного генератора с собственным возбудителем или с независимым возбуждением, а также преобразователи, состоящие из трехфазного асинхронного или синхронного двигателя и асинхронного пре образователя 11.Недостатками двигатель-генераторных преоб.раэователей частоты являются большая установ. ленная мощность мацгин, большие масса и габа. риты, невысокий КПД из.за двукратного пре.Ъобразования всей мощности.Кроме того, известен преобразователь частоты, состоящий из электрического двигателя с трехфазцой якорной обмоткой и асинхронной машины с трехфазной индукторной ц трехфазной якорной обмотками 12), Этот прообразе ватель имеет круто падагацгую вцешгпого характеристику и, следовательно, нестабильное напряжение при изменении нагрузки ц низкие массо- габаритные показатели.Цель изобретения - стабилизация выходного напряжения и улучшение массо.габаритных характеристик преобразователя.Это достигается тем, что трехфазная якорная обмотка двигателя соедин.ца последовательно с трехфаэцой индукторной обмоткой асиц. хроцной машины.На чертеже показан преобразователь частоты, содержащий ротор 1 явцоцолюсггого сццхрон. ного двигателя с пусковой (демпфсрггой) обмоткой в пазах цолюсных наконечников, статор 2 синхроггцого двигателя с гремя от;ге:гьггыми фазггыми обмотками, соединенными цос:гедовательно с фазами трехфазной стагорцой обмотки асинхронной машины, статор 3 асинхронной машины с трехфаэцой обмогкой, ротор 4 асинхронной машины с трехфазцой обмоткой и контактными кольцами, конденсаторы 5, вклго3 "7 1 чаемые на выходные зажимы преобразователя с целью повышения его сов Ф, и КПД трансформатор тока 6, питающий через полупровод. пиковый выпрямитель 7 на выходе трансфор. матора тока основную управляющую обмотку автоматического регулятора выходного напряжения (РН) 8, измеритель 9 частоты, питающий корректирующую цепь РН, сспротивление 10, включаемое в цепь обмотки возбуждения синхронного двигателя при асинхронном пуске, контактор 11, переключающий обмотку возбуждения синхронного двигателя. и сопротивления 10 на РН по окончании асинхронного запуска,Постоянство частоты на выходе преобразова; теля обеспечивается за счет применения син хронного двигателя, а ее значение 1, определя. ется чередованием фаз и соотношением чисел пар полюсов синхронной и асинхронной машин: 0096О=О ф О , причем с увеличением нагрузки преобразователя неравенство возраста.ет,Так как фазные токи синхронного двигателяи статорной обмотки асинхронной машины (сое.диненной в,4,) одинаковы, то магнитные систе.мы и числа витков соединенных последовательно обеих обмоток должны быть рассчитанытак, чтобы электромагнитный момент синхрон 10 ного двигателя при максимальной расчетнойнагрузке преобразователя был бы примерно на1 М 0 больше электромагнитного момента асинхрон 11 ой машины,Вобщем случае, с учетом соотношения чи.15 сел пар-полюсов обеих машин, соотношение ихрасчетных напряжений можно определить наосновании равенстваИс.А 3 Ра.м .а (Г20Я,ь,1+7 с А 25 где 1,полюсов синхронной м асинхр ции в сумме частота питающей сети;- число пар полюсов асинхронноймашины; Р . - число пар а.шины,Знак " - " соответствует согласному направле нию вращения ротора и поля статора асинхронной маипгны, а знак "+" - встречному нанрав. лени 1 О вращения ротора и поля.Стабилизация (регулирования) выходного напряжения преобразователя обеспечивается за счет каскадного соединения первичных 1 Статор. ных) обмоток асинхронной и синхронной ма. шин и соответствующего изменения тока воз.буждения синхронной машины. При изменениитока возбуждения синхронной машины происходит перераспределение напряжения сети, приложенного к трехфазным обмоткам синхроннойи асинхронной машин, Кроме того, при изменении нагрузки на выходе преобразователя происходит изменение активной составляющей тока. в первичных обмотках синхронной и асинхронной машин вследствие изменения угламощности (О) синхронного двигателя, что также вызывает изменение магнитного потока оннои машины и способствует стабилиза.ыходного напряжения,ряжение сети О равно геометрической напряжений на обмотках статоров 2 и 3 цс ос А" оо,Точность стабилизаши выходного напряж лия преобразователя определяетсячувствительностью регулятора тока возбуждения синхрон.ной машины. РН может быть выполнен на магнитных или полупроводниковых элементах свысоким быстродействием, Для улучшения динамических характеристик процесса стабилизациивыходного напряжения преобразователя при изменении нагрузки в РН используется положительная обратная связь по току нагрузки. Формула изобретения Преобразователь частоты, состоящии из электрического синхронного двигателя с трехфаз.ной якорной обмоткой и асинхронной машины с трехфазной индукторной и трехфазнойякорной дбмотками, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью стабилизации выходного напряжения и улучшения массо-габаритных характеристик преобразователя, трехфазная якорнаяобмотка двигателя соединена последовательнос трехфазной индукторной обмоткой асинхронной машины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США У 3237065, кл. 322 - 16,1966.2, Рихтер Р. Электрические машины, т. 4,ГОНТИ, М, - Л 1939, с, 353 - 354.710096Составитель Е. Кецарис Редактор Т. Юрчикова Техред З.Фанта КорректорВ, Синицкая Заказ 8772/51 Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ПЛП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4