Асинхронный вентильный каскад

СОЮЗ СОВЕТСЯИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1252 51) 4 Н 02 Р 7/62 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Рижский ордена Трудового КрасноЗнамени политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 752724, кл. Н 02 Р 7/62, 1980,Авторское свидетельство СССРУ 1104634, кл. Н 02 Р 7/62, 1983.(54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЪЙ КАСКАД(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляэлектроприводов мощных механизмов.Цель изобретения - улучшение использования установленной мощности силовыхэлементов электропривода. Устр-во содержит асинхронный двигатель (Ац) 1,выпрямитель 2, дроссель 3, инвертор1252904 датчик 14 управляющего сигнала, блок12 управления частотой коммутации, Вустр-во введены управляемый генератор(УГ) 11 рабочих частот, блок 13 коррекции управляющего сигнала. Выпрямленный ток ротора АД 1 замыкается через УП 7, И 4 включается и пропускаетток ротора, Одновременно интегратор10 вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу от противо-ЭДС И 4 по вре-"1мени. УГ 11 задает частоту следованияимпульсов противо-ЭДС И 4, а блок 13 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляэлектроприводов мощных промышленныхмеханизмов с относительно спокойнымхарактером нагрузки, например вентиляторов и насосов,Целью изобретения является улучшение использования установленной мощности силовых элементов электропривода. 1 ОНа фиг,1 изображена Функциональнаясхема асинхронного вентильного каскада; на фиг.2 - диаграмма задающих частот Х Г Й (в зависимости от вег 3личины противо-ЭДС Е - Е .), на Фиг.Здиаграмма Формирования противо-ЭДСинвертора с разными вольт-секунднымиплощадями в соответствующие интервалывремени С.Асинхронный вентильный каскад содержит асинхррнный двигатель 1, фазный ротор которого соединен с входоммостового выпрямителя 2, выход которого через дроссель 3 связан с силовым,входом управляемого инвертора 4, управляющий вход которого соединен свыходом блока 5 Формирования импульсов инвертора, а выход - с сетевымтрансформатором 6, Силовой вход инвертора 4 зашунтирован управляемым ЗопереключателеМ 7, один управляющийвход которого соединен с выходом первого формирователя 8 импульсов, адругой - с выходом второго Формирователя 9 импульсов. Силовой вход инвертора 4 зашунтирован также интегратором 10, управляющий вход которогосвязан с выходом второго Формировате-ля 9, Вход первого Формирователя 8 ивход блока 5 связаны с выходом управ коррекции задает величину вольт-секундной площади одного импульса, Конкретную частоту в зависимости от величиныуправляющего сигнала определяет блок1", Модуляция высокой частотой по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС инвертора позволяет улучшитьформу тока ротора АД 1 и гармонический состав выходного тока И 4, уменьшить потери, габариты дросселя, мощность трансформатора 6. 3 ил. ляемого генератора 11 рабочих частот,вход которого соединен с первым входом блока 12 управления частотой коммутации, второй выход которого соединен с первым входом блока 13 коррекции управляющего сигнала, второйвход которого так же, как и вход блока 12, связан с выходом задатчика 14управляющего сигнала. Один вход нульоргана 15 соединен с выходом интегратора 10, другой - с выходом блока 13,а выход - с входом второго формирователя 9,Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом,Ток ротора асинхронного двигателя1 выпрямляется выпрямителем 2 и сглаживается дросселем 3. В роторную цепьвводится противо-ЭДС, создаваемая инвертором 4 и его согласующим сетевымтрансформатором б которая модулируется согласованной работой блока 5формирования импульсов инвертора 4,а также первого 8 и второго 9 формирователей импульсов по закону сохранения постоянной вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС(фиг,2), В первый момент времени выпрямленный ток ротора асинхронногодвигателя 1 замыкается через управляемый переключатель 7 (времяФиг.З). В момент времени е управляемый генератор 1 1 рабочих частот подает сигнал на вход блока 5 Формирования импульсов инвертора 4 и первыйФормирователь 8 импульсов. Управляемый переключатель 7 выключается, аинвертор 4 включается, и через негоначинает протекать выпрямленный исглаженный ток ротора Одновременноинтегратор 10 начинает вырабатывать .игцал, пропорциональный интегралу от ротиво-ЭДС ицвертора 4 по времени, Этот сигнал подается на нуль-орган 15, Где сравнивается с сигналом от блока 13 коррекции управляющего сигнала, Когда сигнал от интегратора 10 достигает величины сигнала от блока 13, тогда нуль-орган 15 срабатывает и запускает второй формирователь 9 10 импульсов, который включат управляемый переключатель 7 и осуществляет сброс интегратора 10 (время фиг.3), Под действием противо-ЭДС ток из.инвертора 4 коммутируется в управ ляемый переключатель 7. Далее процессы повторяются в описанном порядке, Управляемый генератор 11 рабочих частот задает частоту следования импульсов противо-ЭДС инвертора 4, а блок , 30 коррекции управляющего сигнала задает величину вольт-секундной площади одного импульса.Управляющий генератор 11 рабочих частот задает три различные частоты 25 Г К Г следования импульсов про ) 3тиво-ЭДС. Конкретная частота определяется блоком 12 управления частоты коммутации в зависимости от требун)щегося среднего значения противо-ЭДС зО инвертора 4 (фиг.2); более высокая частота улучшает использование согласующего сетевого трансформатора б инвертора 4, дросселя 3 и асинхронного двигателя 1. Существует минимальная величина паузы между импульсами противо-ЭДС, которая ограничивается вреенем восстановления запирающих свойств тиристоров инвертора 4, Существует также минимальная продолжительность импульса противо-ЭДС, которая определяется характером переходных процессов.Управляющий сигнал от задатчика 14управляющего сигнала определяет в выбранном масштабе требующееся среднеезначение пративо-ЭДС инвертора 4 впределах Е - Е. (фиг,2). Если это1 6значение находится в пределах Е,-Е,или Е - Е , то частота следования5импульсов противо-ЭДС равна Е, дляЕ-;Е иЕ, - .Е - Г, для Е-;ЕГ , Конкретную частоту в зависимости3от величины управляющего сигнала ап -ределяет блок 12 управления частотой,коммутации.Поскольку среднее значение противоЭДС инвертора 4 определяется частотой следовация импульсов и вальт-секундной "лошадью одного импульса противо- ЭДС, то необходимо регулирование вольт-секундной площади апцага импульса пративо-ЭДС в зависимости от требующегося среднего значения противо- ЭДС с учетам частоты следавация импульсов, Величину вольт-секундной площади одного импульса противо-ЭДС определяет блок 13 коррекции управляющего сигнала, выходное напряжение которого сравнивается нуль-органом 15 с сигналам ат интегратора 10. Выходной сигнал блока 13 представляет собой сумму напряжения управлеция от задатчика 14 управляющего сигнала и некатараГО ГрацичнаГО напряжения ко тарае вырабатывается в блске 12 в зависимости от того, в какой зоне (фиг.2) находится требующееся значение пратива-ЭДС инвертара 4,Модуляция высокой частотой по закону сохранения постоянной вольт-секундной плошади одцагс импульса противо-ЭДС ицве 1)тара позволяет улучшить форму така ротора асинхронного двигателя и Гармонический состав ВыхОднОГО тока инвертора, уменьшить потери в асинхронном двигателе, габариты дросселя в цепи выпрямленнага тока, установленную мощность согласующего сете- вага трансформатора ицвертора. Этим достигается уменьшение массагабаритць)х показателей электропривада с пре. - образователем асинхронного вентильнога каскадаформула изобретенияАсинхронц)ый вентильный каскад, содержащий в цепи ротора асинхронного дгигателя мостовой выпрямитель, с выходом которого через дгассель связан силовой вход управляемого ицвертора, зашунтированный интеграторам и управляемым переключателем, первый вход которого соединен с выходом первого фармирователяимпульсав, а второй вход - с входам интегратора и подключен к выходу второго формирователя импульсов, причем вьгход интегратора соединен с одним входом нуль-органа, а управляющий вход управляемого инвертора - с выходом блока формирования импульсов инвертора. задатчик управляющего сигнала и блок управления частотой коммутации О т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения использо.Николайчу ектор М,Самборск каз 4629/5 Тираж 631 ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушс писно итета ССткрытийя наб., д 5 производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1252904 авания установленной мощности, в него выход - с входом управляемого генеравведены управляемый генератор рабочих тора рабочихчастот, выход которого частот и блок коррекции управляющего соединен с выходами первого формиросигнала, первый и второй входы кото- вателя импульсов и блока формирования рого соединены соответственно с выхо-импульсов инвертора, выход блока кордами задатчика управляющего сигнала рекции управляющего сигнала соединен и блока управления частотой коммута- с другим входом нуль-органа, выход ции, вход которого соединен с выходом которого соединен с входом второго задатчика управляющего сигнала, а формирователя импульсов,