Устройство для регулирования частоты вращения однофазного двигателя переменного тока

655055 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия Сеиз Ьветевх С)не)нстическнх Реснбянк(45) Дата опубликования описания 30.03.79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЬ ВРА 1 ЦЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к области регулирования частоты вращения двигателей исремего тока и может бытовано преимущественно в электроприводах. в котОрых требуется измененис 12 стОты рацеипя двигагеля в четное число раз.ИзвесН 1. устройства для регулирования часготы вращения двигателя переменного ток 2, содержащис Выпрямитель переменного напржени, усилитель мощности и генератор переменной частоты для задания требуемого закона изменения частоты 1.Недостатком таких устройстВ 51 Вляются большие потери мощности при передаче энергии к электродвигателю в выпрямителе и усилителе мощности. Кроме того, необходимость в промежуточном выпрямительном звене усложняет устройство и, следовательно, снижает его надежность.Известно устройство для регулирования частоты вращения двигателя переменного тока, содер)кащее преобразователь входной синусоидальиой функции в абсолютную величину, Вь)олнснный на диодном мостике, мосто)01 тиристорный конмутатор, слуткаший для рссрсирования 1 апр 515 кения, подаваемого 2 двигатель, и устройство управления тирисгорами коммутатора, задающее коэффициент деления частоты входОго напр 5 кегНя В зависимости От требемо;:, астогы Врагцения двигателя 21,Недостатками известного устройства являются значительные затраты мощности на утравле ис и нали)ие большого количества элементов, что снижает его надежность, В устро)Ствс далее не предусмотрено одноВрсмен 110 е изменение нар 5 ксния при изменени дасОты, что Ведет 1 хдшени)0 характеристик двигателя: момента на валу двигателя, КПД двигателя. Кроме того, рс 5 ким работы гиристорных коммутатороВ на индуктивную нагрузку без применения ссциальных мер обычно приводит к запазДЫВЗНИ 10 ВЫК;11 ОЧЕИИ 51 ТИРИСТОРОВ ИЗ-За сдвига фаз между напряжением и током, чпго приводит к прямому закорачиванию диагонали диодного моста и аварии,Цель изобретения - снижение затрат мощности на управление, упрощение и повышение надежности устройства.Цель достигается тем, что управляющие электроды тиристоров, включенные к двум пол, обмоткам трансформатора со средним )ь:одом, сосдш;сны между собой через ондс:1 сатор, а опора тпристора одногоплеча коммутатора связана с управляющим эг 1 скт 1)одОМ тирисОр 2 другого плеча коммутгтора через резистор и диод,3На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 - диаграмма напряжений на основных элементах устройства,Устройство содержит трансформатор с первичной 1 и вторичной 2 обмотками.11 ервичная обмотка 1 имеет среднюю точку 3, образуя полуобмотки 4 и о. 11 олуобмотки 4 и о соединены с тиристорами 6, 7 в кольцсву"о цель, образующую плечи мостового коммутатора, Один из концов входной диагонали мостового коммутатора образован общей точкой 8 соединения катодов тиристоров 6, 7, а второй ее конец - средней точкои 3 первичной обмотки 1. Концы последней соединены с анодами тиристоров 6, 7, образуя концы выходной диагонали коммутатора. Катод тиристора 6 через резистор 9 соединен со своим управляющим электродом, который через последовательно соединенные диод 10 и резистор 11 соединен с анодом тиристора /. Катод тиристора 7 аналогичным образом через резистор 12 соединен со своим управляющим электродом, который через последовательно соединенные диод 13 и резистор 14 соединен с анодом тиристора 6. Аноды диодов 10, 13 через запоминающий конденсатор 15 соединены между собой по переменному току. Входная диагональ коммутатора соединена через зажимы 16, 17 непосредственно с напряжением сети, Выход устройства образован концами вторичной обмотки 2 трансформатора, к которым подключен регулируемый однофазный двигатель 18 переменного тока.Работа устройства осуществляется следующим образом.При поступлении через входные зажимы 16, 17 на среднюю точку 3 трансформатора положительной полуволны напряжения откроется один из тиристоров, например, тиристор 6, при достижении необходимого положительного напряжения на его аноде и на его управляющем электроде (момент 11 на диаграмме фиг. 2). Через него потечет ток, который замыкается по цепи 16, 3, 4, 6, 8, 17, при этом на вторичной обмотке 2 и на электродвигателе 18 возникает напряжение положительной полярности (фиг. 2 интервал 11 - :1, диаграмма 18). Резистор 14 оказывается подсоединенным через открытый переход тиристора 6 к общей шине 8 и на управляющий электрод тиристора 7 относительно катода поступает нулевое напряжение препятствующее отпиранию тиристора 7. Таким образом, в интервале времени 1, - 1 тиристор 7 закрыт (фиг. 2 - диаграмма 7). В момент 1 с зажимов 16, 17 источника питания на среднюю точку 3 трансформатора поступает отрицательная полуволна синусоиды, поэтому тиристор 7 продолжает оставаться закрытым. Тиристор 6 закрывается в момент 1 з (фиг,2 - диаграмма 6) при спадании тока, протекающе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Далее процессы повторяются.Таким образом, осуществляется отсечка отрицательных полуволн входного напряжения, а каждая вторая положительная полуволна инвертируется трансформатором, благодаря изменению направления тока в первичной обмотке 1 трансформатора (график 18 на фиг, 2), При этом на электродвигатель 18 поступает переменное напряжение У,8 (фиг, 2 - диаграмма 18),периодкоторого в два раза больше периода входного напряжения, а частота его основной гармоники равна - , где ) - частота входного наУ2пряжения.Таким образом, амплитуда основной гармоники выходного переменного напряжения равна почти половине амплитуды входного напряжения, а частота ее равна половине частоты входного напряжения, т. е. обеспечивается пропорциональное изменение напряжения и частоты в соответствии с формулой655055 где ь- частоты напряжений, питающих двигатель; дУ, и М, - напряжение и момент навалу двигателя, соответствующие частоте ,;У 2, М 2 - напряжение и момент на валу двигателя, соответствую щие частоте 1,.При таком соотношении частот и амплитуд переменных напряжений обеспечивается постоянный вращающий момент на валу электродвигателя. При этом в сигнале от сутствуют четные гармоники, а третья имеет амплитуду в 12 раз меньшую основной, пятая - в 21 раз меньшую основной, что положительно сказывается на работе потребителей, обеспечивает уменьшение час тоты электродвигателя в два раза при сохранении постоянного момента на валу электродвигателя и других характеристик. Формула изобретения Устройство для регулирования частотывращения однофазного двигателя переменного тока, содержащее мостовой коммута.тор, в два плеча которого включены тиристоры, трансформатор со средним выводоми блок управления, отличающеесятем, что, с целью упрощения, повышениянадежности и экономичности устройства,управляющие электроды тиристоров соединены между собой через конденсатор, аанод тиристора одного плеча коммутаторасоединен с управляющим электродом тиристора другого плеча коммутатора через резистор и диод.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3259827, кл, 321 в ,1966.2. Патент США3757184, кл. 318 в 2,1973.655055 св тавитель В. Бое актор А. Садомоз Тех ред А. Камышинка ва Корректоры: Е. Хмелева н Л. Галаховаипограрин, пр. Сапунова,аказ 31415 Изд. М 258 Тираж 8 Г 5 11 ПО Государственного комитета СССР по делам изобр 113035, Москва, К, Раушская паб., д.