Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз

(19 М 5/27 ЕТЕ 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ВТСРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО.ЦЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И ЧИСЛА ФАЗ57) Устройство для управлеййяПреобразователем частоты и числа фаз, Устройство содержит 4 элемента И 3, 4, 5, 6, 4 формирователя 7-10 импульсов управления, датчик11 полярности напряжения, делитель 12 частоты, 2 фазорегулятора 13 и 14, один элемент 16 сравнения датчики 15, 18 напряжения, источник 17 опорного напряжения, элемент 19 сравнения. 17-19-14-3, 4-7, 8-2, 1 ил,Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для питания трехфазныхасинхронных двигателей от однофазной сети без звена постоянного тока.Известно устройство, в котором асинхронные двигатели первыми фазами подключены к первому выводу однофазной сети, авторыми и третьими соответственно черездве пары встречно-параллельно вклюценных тиристоров к второму выводу сети, Оносодержит конденсаторы, вклюценные между первыми и вторыми фазами двигателей1,Недостатками этого устройства являются высокочастотные автоколебания в фазахдвигателей, соединенных с конденсаторами, повышенная несимметрия выходных напряжений при широком диапазонеизменения напряжения однофазной сети,как следствие - повышенные электрическиепотери в двигателях, пониженная их надежность.Более совершенным и наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство дляуправления преобразователем частоты ичисла фаз тиристорного электропривода,содержащее по числу числовых тиристоровпреобразователя элементы И и формирователи импульсов управления, предназначенные для подключения выходами куправляющим переходам соответствующихсиловых тиристоров, а входами подключенные к выходам соответствующих элементовИ, датчик полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И, вход которогопредназначен для подключения к источникупитающего напряжения, делитель частоты,подключенный соответствующими выходами к вторым входам соответствующих элементов И, первый и второй фазорегуляторы,выходами подкл ючен н ые к третьим входамсоответствующих элементов И, выход первого фазорегулятора подключен также квходу делителя частоты, первый датчик напряжения, предназначенный для подключения входами к одной клемме источникапитания непосредственно, а к другой - через силовой тиристорный ключ, первый элемент сравнения, соответствующимивходами подключенный к выходам датчиканапряжения и источника опорного напряжения, а выходом подключенный к входупервого фазорегулятора 21,Недостатком этого устройства являетсянестабильность симметрии напряженийпри широком диапазоне изменения напряжений питающей сети и, как следствие, по 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55вышенные дополнительные потери в приводных двигателях при отклонениях напряжения питающей сети от номинального значения.Целью изобретения является снижение дополнительных электрических потерь и повышение надежноСти двигателей при отклонениях напряжения сети от номинального.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода, содержащее по числу силовых тиристоров преобразователя элементы И и формирователи импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющими переходам соответствующих силовых тиристоров, а входами подключенные к выходам соот- ветствующих элементов И, датчик полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И, вход которого предназначен для подключения к источнику питающего напряжения, делитель цастоты, подключенный соответствующим выходами к вторым входам соответствующих элементов И, первый и второй фазорегуляторы, выходами подключенные к третьим входам соответствующих элементов И, выход первого фазорегулятора подключен также к входу делителя частоты, первый датчик напряжения, предназначенный для подклюцения входами к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой - через силовой тиристорный клюц, первый элемент сравнения, соответствующими входами подключенный к выходам датчика напряжения и источника опорного напряжения, а выходом подключенный к входу первого фазорегулятора, введены вторые датчик напряжения и элемент сравнения, прицем входы второго датчика напряжения подключены к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой через соответствующий тиристорный ключ, выход второго элемента сравнения подключен к входу второго фазорегулятора, а входы второго элемента сравнения подклЮчены к выходам второго датцика напряжения и источника опорного напряжения.Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом указывает на наличие новых блоков - второго датчика напряжения и второго элемента сравнения с их связями между элементами.Таким образом предлагаемое устройст-. во соответствует критерию "Новизна",Сравнение предлагаемого решения с известными показывает, что использование датчиков напряжения и элементов сравне- "ния хорошо известно. Однако их применение в указанных связях обнаруживает новое свойство, заключающееся в том, что стабилизируется не только напряжение между первой и второй фазами, но и между первой и третьей фазами, как следствие, снижается величина напряжения обратной последовательности, улучшается симметрия напряжений, снижаются электрические потери в двигателях от поля обратной последовательности, повышается надежность их работы, Особенно эффективно данное предложение при широком диапазоне изменения напряжения на входе устройства со стороны сети 50 Гц. На отечественных электровозах переменного тока этот диапазон составляет+25 -30; от номинального.Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия",На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для управления, преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода содержит по числу силовых тиристоров 1, 2 преобразователя элементы И 3, 4, 5, 6 и формирователи 7, 8, 9, 10 импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющим переходам соответствующих силовыхтиристоров 1,2, а входами подключенные к выходам соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, датчик 11 полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, вход которого предназначен для подключения к источнику питающего напряжения, делитель 12 частоты, подключенный соответствующими выходами к вторым входам. соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, первый и второй фазорегуляторы 13, 14, выходами подключенные к третьим входам соответствующих элементов И 3, 4, 5, 6, выход первого фазорегулятора 13 подключен также к входу делителя 12 частоты, первый датчик 15 напряжения, предназначенный для подключения входами к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой - через силовой тиристор 1, первый элемент 16 сравнения, соответствующими входами подключенный к выходам датчика 15 напряжения и источника 17 опорного напряжения, выходом подключенный к входу первого фазорегулятора 13, вторые датчик 18 напряжения и элемент 19 сравнения, причем входы второго датчика 18 напряжения подключены к одной клемме источника питания непосредственно, а к другой через соответствующий тиристор 2, выход второго элемента 19 сравнения под 455055 устанавливает фазу открытия тиристоров 1, как следствие, обеспечивается стабилизация напряжения на выходе тиристора 1. Аналогично работает цепь управления тиристорной парой (тиристором 2), сигнал рассогласования источника 17 и датчика 18 опорного и измеряемого напряжений черезэлемент 19 сравнения поступает на вход второго фазорегулятора 14, обеспечивая стабилизацию напряжения на выходе тиристора 2. Благодаря использованию единого источника 17 опорного напряжения, напряжение на выходах тиристоров 1, 2 обеспечивается одинаковое, в том числе и при изменении напряжения в питающей однофазной сети 50 Гц, а следовательно, поддерживается и наибольшая возможная симметрия трехфазной системы питания ключен к входу второго фазорегулятора 14,а входы второго элемента 19 сравнения подключены к выходам второго датчика 18 напряжения и источника 17 опорного5 напряжения,Устройство работает следующим образом,Ток от питающей сети 50 Гц поступаетна приводные двигатели через пары встреч 10 но-параллельно включенных тиристоров 1,2, работающих в режиме делителя частотына три, Т.е. ток через пары тиристоров 1, 2проходит лишь каждый третий полупериод,разделяясь между тиристорами в зависимо 15 сти от полярной напряжения. Кроме тоготиристорные пары (тиристоры 1, 2) работают в различные полупериоды питающего напряжения, чем обеспечивается сдвиг пофазе 120 оС эл. выходной частоты 16 2/3 Гц.20 Обеспечение данного алгоритма делениячастоты и разделения работы пар тиристоров 1, 2 по полупериодам осуществляет делитель 12 частоты, Распределениеимпульсов внутри пар тиристоров 1, 2, в25 зависимости от полярности напряженияосуществляет датчик 11 полярности. Фазовое регулирование, а соответственно, стабилизация выходных напряженийобеспечивается фазорегуляторами 13, 14,30 выходные сигналы которых, как и с выходовдатчика 11 полярности и делителя 12 частоты поступают на входы элементов И 3, 4, 5,6 и далее через усилители-формирователи 7,8, 9, 10 на управляющие входы тиристоров35 1, 2. Напряжение на выходе тиристора 1относительно первого вывода питающей сети измеряется датчиком 15 напряжения,оно сравнивается с опорным источника 17 в элемента 16 сравнения, после чего сигнал рассогласования поступает на управляющийвход первого фазорегулятора 13. Сигнал на выходе фазорегулятора 131753556 двигателей. В свою очередь, благодаря этому, обеспечивается минимум электрическихпотерь в машинах и повышенная надежность их работы. Составитель А. ЩупакТехред М,Моргентал Корректор А. Долинич Редактор С, Кулакова Заказ 2773. Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Ф о р мул а изобретения Устройство для управления преобразователем частоты и числа фаз тиристорного электропривода, содержащее по числу силовых тиристоров преобразователя элементы И и формирователи импульсов управления, предназначенные для подключения выходами к управляющим переходам соответствующих силовых тиристоров, а входами подключенные к выходам соответствующих элементов И, датчик полярности напряжения, выходами подключенный к первым входам соответствующих элементов И, авходом предназначенный для подключения к источнику, питающего напряжения, делитель частоты, подключенный соответствующими выходами к вторым входам соответствующих элементов И, первый и второй фазорегуляторы, выходами подключенные к третьим входам соответствующих элементов И, выход первого фазорегулятора подключен также к входу делителя частоты, первый датчик напряжения, предназначенный для подключения входа ми к одной. клемме источника питания непосредственно, а к другой через силовой тиристорный клю г, первый элемент сравнения соответствующими входами подключенный к выходам датчика напряжения и 10 источника опорного напряжения, а выхо- дом подключенный к входу первого фазорегулятора, о т л и ч а ю щ е е, с я тем, что, с целью снижения потерь электроэнергии и повышения надежности, онОснабжено вто рым датчиком напряжения и элементомсравнения, причем входы второго датчика напряжения подключены к.одной клемме источника питания непосредственно, а к другой через соответствующий тиристор ный ключ, выход второго элемента сравнения подключен к входу второго фазоретулятора, а входы второго элемента сравнения подключены к выходам второго датчика напряжения и источника опорного 25 напряжения,