221768

оритетбликовано 1.Л 11968, Бюллетень М 2 Комитет побретеикй ии Совете РиСССР релом истроо Д К 621,314:27-83 (088.8) Дата опуоликования описания 1.Х.19 Авторынзобретени И, Абрамович, Г. Ф. Данько и А. А. Саков аявитель ЕКТРОПРИВ УЕМЬ ЧАСТОТНО-РЕГ зователь частсты 1 содержит ячейки преобразования 10, 11, 12.Вентили 13, 14 и 15, 1 б ианодом и вентили 19, 20 иобщим катодом ячеек преобределенной последовательнпереводятся из инверторногпрямительный и обратно. Пчередования циклов обеспе10 ванне однофазного первичносимметричную трехфазнуюния (см. фиг. 2), а также опвательность чередования фпряжепня, подаваемого на15 2, а следовательно и напра рния. Частота циклов ного напряжения. 20 занных ячеек 10,первичного напря 24, работающих в торном режимах,хода двигателя 2 свободное прохож ной составляющей так как потребле мощности в трех ф падает по времени 30 ной сети, реактивс присоединением заявки Известен частотно-регулируемыи электро- привод, содержащий преобразователь частоты, электродвигатель и управляемый трехфазный выпрямитель, подключенный со стороны входа к фазным роторным обмоткам, а со стороны выхода - к коммутирующему узлу, Однако к, п. д. этого электропривода не достаточно высокий,Отличительной особенностью предлагаечого электропривода является то, что, с целью повышения к.п.д., коммутирующий узел подсоединен ко входу преобразователя частоты через группы управляемых вентилей с общим анодом и общим катодом.На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого частотно-регулируемого электропривода; на фиг. 2 - эпюры напряжений; на фиг. 3 - ряд механических характеристик двигателя в области непрерывного регулирования.Частотно-регулируемый электропривод содержит преобразователь частоты 1, электродвигатель 2 и управляемый трехфазный выпрямитель 3, подключенный со стороны входа к фазным роторныч обчоткам 4, а со стороны выхода - к коммутирующему узлу 5, который соединен со входом преобразователя частоты 1 через группу управляемых вентилей б, 7 с общим анодом и группу управляемых вентилей 8, 9 с общим катодом. Преобраопределяет частоту вторичНаличие в каждой из ука, 12 в любой полупериод жения групп вентилей И -выпрямительном и инверсоздает возможность перев генераторный режим и дение через ячейки реактив- тока двигателя 2, причем, ние и возврат реактивной азах 25 двигателя 2 не сов, то, суммируясь в однофазная мощность фаз взаимно5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 погашается и не потреоляется из питающей сети.В режиме, когда коммутирующий узел 5замкнут, а вентили 26, 27, 28 трехфазного выпрямителя д отперты, ротор двигателя закорочен, и скорость вращения двигателя соответствует частоте вторичного напряжения, создаваемого ячейками 10 - 12. Если скорость вращения превысит скорость, соответствующую вторичной частоге, то двигатель переходит в генераторный режим с рекуперацией энергии в сеть.йри плавном регулировании скорости вращения двигателя в каждыи полупериод первичного напряжения производится одно размыкание коммутирующего узла 5 с последующим замыканием его в тот же полупериод, Одновременно с размыканием указанного узла 5 производится отпирание вентилеи д иили 9 и о, по отношению к которым первичное напряжение приложено в обратном направлении, и энергия скольжения, накопленная в роторе, передается в питающую сеть. Угол отпирания коммутирующего узла 5 по отношению к первичному напряжению может регулироваться в диапазоне от угла а отпирания вентилей ячеек 10 - 12 в выпрямительном режиме до угла р отпирания вентилей тех же ячеек 10 - 12 в инверторном режиме. Замыкание коммутирующего узла 5 происходит при углах близких к 180 эл. град., при этом происходит запирание работавших вентилей ячейки 29 за счет питающего напряжения.Регулируя интервал работы вентилей ячейки 2./, можно регулировать величину мощности скольжения, возвращаемой в сеть в каждый полупериод первичного напряжения. При данном способе управления вентилями ячеи. ки 29 происходит возврат энергии скольже ния в сеть в основном во второи половине полупериода первичного напряжения, что позво. ляет регулировать скорости вращения двигателя во всем диапазоне при хорошем коэффициенте мощности, потребляемой из сети.На фиг.показан ряд механических характеристик двигателя 2 в области непрерывного регулирования; на фиг. З,а - характеристики для случая регулирования с использованием нескольких ступеней частот вторичного напряжения, создаваемого ячейками 10 - 12, а на фиг. З,б - для случая регулирования с использованием максимальной частоты и одной из пониженных частот.В режиме, когда вентили 2 б, 27 и 28 заперты, а коммутирующий узел 5 замкнут, имеет место синхронное вращение ротора двигателя со скоростью, соответствующей частоте питания двигателя. При этом в обмотках 4 ротора протекает выпрямленный ток, создаваемый высшими гармониками, имеющимися в кривой напряжения, питающего двигатель. Величина этого тока может регулироваться за счет изменения гармонического состава кривой питающего напряжения регулированием величины угла р отпирания вентилей 13 - 24 в инверторном режиме. При этом обеспечивается синхронное вращение ротора в широком диапазоне изменения нагрузки на валу двигателя. Таким путем возможно синхронизировать скорость вращения большого числа электродвигателей, питающихся от общих ячеек 10 - 12 и имеющих индивидуальные ячейки 29.Изменяя по требуемому закону длительность циклов перевода вентилеи ячеек 10 - 12 из режима в режим, можно получить синхронно следящую систему, в которой скорости вращения электродвигателя или группы электродвигателей будут изменяться синхронно по тому же закону. Синхронное вращение ротора двигателя может быть обеспечено и в случае, когда коммутирующий узел 5 разомкнут, вентили 25, 27 и 28 заперты, а вентили 8, 7 и 9, б ячейки 29 отпираются при приложенном к ним положительном первичном напряжении с углами, регулируемыми от а до р.Если при таком режиме работы ячейки 10 - 12 создают на выходе напряжение нулевой частоты, то двигатель будет заторможен в неподвижном состоянии электромагнитным полем без применения механического тормоза.В случае, когда не требуется синхронизация скорости вращения двигателя и фиксация ротора в неподвижном состоянии электромагнитным полем, вентили 2 б, 27, 28 могут быть неуправляемыми.Плавное регулирование скорости вращения электродвигателя с возвратом энергии в сеть может быть осуществлено и по схеме, отличающейся тем, что в диагональ постоянного тока ячейки 20 (см. фиг. 1,б) вместо коммутирующего узла 5 включен управляемый вентиль 30, а последовательно с трехфазным вы прямительным блоком 81 включен реактор 32 для ограничения уравнительных токов. Вме сто реактора 32 возможно включение отдель ных реакторов в плечах трехфазного выпря. мительного блока 31, что позволит одновременно использовать их и для деления уравнительных токов между вентилями блока. В таком выполнении ячейки 29 отпирание вентилей 8, 7 и 9, б производится при положительном напряжении на них и при углах, близких к 180 эл. град, по отношению к полу- периоду первичного напряжения, С отпиранием соответствующей пары вентилей б - 9 ток ротора замыкается через питающую сеть, а бывший открытым вентиль 30 запирается. При изменении полярности первичного напряжения происходит возврат энергии скольжения, в сеть, причем количество возвращаемой энергии, а следовательно, и скорость вращения двигателя, определяются углом отпирания вентиля ЗО по отношению к первичному напряжению. Отпирание происходит уже при отрицательной полуволне первичного напряжения на работающих вентилях ячейки 10, что ведет к запиранию этих вентилей, а ток ротора замыкается через вентиль 30.Предложенный частотно-регулируемыйэлектродвигатель позволяет получить плавное221768 29 Л бесконтактное регулирование скорости вращения с хорошпмп энергетическими показателями. При этом от трехфазного асинхронного двигателя могут быть получены механические характеристики, соответствующие характеристикам как сериесной, так и шунтовой машины постоянного тока; ячейки 10 - 12 обеспечивают компенсацию реактивной мощности двигателя, а ячейка 29 - возврат в сеть мощно. сти скольжения.Описываемая схема обеспечивает бесконтактное реверсирование направления вращения двигателя, его работу в генераторном режиме с рекуперацией энергии в сеть, рекуперативное торможение и, наконец, синхронно- следящее регулирование скорости вращения двигателя, Гри эгом может быть осуществлена автоматизация движения электровоза ио заданной программе, а остановка и фиксация ротора в неподвижном положении за счет электромагнитного поля без применения механических тормозов.5 Предмет изобретения Частотно-регулируемый электропривод, содержащий преобразователь частоты, электро двигатель и управляемый трехфазный выпрямитель, подключенный со стороны входа к фазным роторным обмоткам, а со стороны выхода - к коммутирующему узлу, отличаоиайся тем, что, с целью повышения к.п.д.коммутирующий узел подсоединен ко входу преобразователя частоты через группы управляемых вентилей с общим анодом и общим катодом,221768 Составитель Л. Борисоватова Текред Т, П. Курилко Корректор С. ф. Гоптаренк едактор ове ипис пография, пр. Сапунова,аказ 28538 Тираж 530ЦНИИПИ Комитла по делам изобретений и открытий прМосква, Центр, пр. Серова, д. 4