Высоковольтный электропривод

(53) УДК 62.313. .333,07(088.8) по делам иэобретеник и открытийОпубликовано 23. 1081Бюллетень ЛЪ 39 Дата опубликования описания 23.1 О. 81(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЬЮ ЭЛЕКТРОПРИВ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей большой мощности с помощтю тиристорных преобраэовате" лей частоты на основе автономных инверторов,Известен электропривод, в котором выход преобразователя частоты связан с обмотками двигателей через транс" форматоры1 1; В таких. приводах налио чие повышающего трансформатора дает воэможность регулировать частоту вра" щения высоковольтного двигателя с помощью низковольтного инвертора.15Недостатком подобных устройств является ограниченный диапазон регулирования по частоте из-за наличия трансформаторов.Наиболее близким техническим ре"20 шением к изобретению является высоковольтный электропривод, содержащий высоковольтный асинхронный коротко- замкнутый двигатель, преобразователь частоты на осцове автономного инвертора тока с замкнутой системой регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединенные последовательно эадатчик инелинейный блок. Задатчик обеспечивает временную развертку сигнала задания частоты и налряження преобразователя. Нелинейный блок обеспечивает взаимосвязь напряжения с частотой2 ,Недостатком известного электропри"вода является то, что при работе нанизких частотах для компенсации падения напряжения на сопротивленияхобмоток статора двигателя приходится.отступать от закона пропорционального управления, повышая напряжениелитания двигателя. Эта функция выполняется нелинейным блоком. В зоне ,низких частот необходимый уровень ",питающего напряжения в электроприводе может достигать таких значений,когда регулирование частоты враще-.875569 имя невозможно из-за насыщения магиитной системы трансформатора, т.е. ограничивает диапаэон регулирования двигателя в сторону низких частот.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения высоковольтного двигателя в сторону низких частот.Поставленная цель достигается тем,что в высоковольтный электропрнвод, содержащий асинхронный коротко- замкнутый двигатель, по крайней иере, один многофазный преобразователь частоты с замкнутой системой регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединенный последовательно задатчик и нелинейный блок, дополнительно введены операционный усилитель, диод, резистор и дополнительный многофазго ный преобразователь с бестрансформаторным выходом, при этом диод и резистор включены параллельно входу и выходу операционного усилителя, вход которого соединен с выходами нелинейного блока и задатчика, а выход - к управляющему входу задания напряжения первого преобразователя, выход нелинейного блока соединен с управляющим входом задания напряжения дополнизо тельного преобразователя, силовой выход которого соединен пофазно со вторичной обмоткой трансформатора первого преобразователя. 35На фиг. 1 приведена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 -регулировочные характеристики напряжения О(1) в функции частоты преобра"зователя ; на фиг, 3 - общая регулировочная характеристика напряженияв функции частоты.Злектропривод содержит асинхронный короткозамкнутый двигатель 1, преобразователь 2 частоты с бестранс 45фбдматорным выходом и два преобразователя 3 и 4, включающие трансформаторы5 и 6 на выходе соответственно, Вторичные обмотки трансформаторов 5 и6 соединены пофазно последовательно,свободные концы обмоток трансформатора 6 подключены к двигателю 1, атрансформатора 5 - пофазно к выходупреобразователя 2. Преобразователичастоты 2-4 однотипные, они могут бытьвыполнены на основе автономных инверторов,.каждый из них содержит замкнутую систему регулирования выходногонапряжения,4Входы задания частотывсех преобразователей соединены между собой и подключены к выходу задатчика 7, к которому подключен вход нелинейного блока 8, Вход задания напряжения (1 преобразователя 2 подключен к выходу нелинейного блока 8. Выходы нелинейного блока 8 и задатчика 7 подключены ко входу операционного усилителя 9, который шунтирован по цепи обратной связи диодом 1 О и резистором 11. Вхо" ды задания напряжения О и 04 преобразователей 3 и 4 соединены и подключены к выходу усилителя 9.Электропривод работает следующим образом.При пуске привода задатчик 7 формирует линеййую во времени развертку сигнала задания. При этом преобразователи 2-4 управляются по чстоте синхронно. Напряжение на выходе преобразователя 2 изменяется в соот" ветствии с характеристикой нелинейного блока 8, Положительный сигнал с выхода задатчика 7 суммируется на входе операционного усилителя 9, При этом за счет подъема выходного сигнала 02 (фиг. 2) блока 8 в зоне малых частот относительно входного сигнала У результирующий сигнал на входе усилителя 9 положительный и шунтируется диодом 1 О. В результате задание напряжения Оз 04=0. Выходное напряжение преобразователей 3 и 4 равно нулю за счет их внутренних систем регулирования.Напряжение на зажимах статора равно 0=0+0, +04 и на участке 1 -Г 1 по мере роста частоты .определяется только напряжением преобразователя 2.При частоте Г характеристика бао" ка 8 достигает ограничения, В этой точке сигналы задатчика 7 и волока 8 равны по модулю. Лри дальнейшем увеличении частоты результирующий сигнал на входе усилителя 9 отрицательный. Сигналы О и 04 увеличиваются пропорционально этому сигналу, Резистор 11 подбирается таким, чтобы наклоны графиков напряжений О(1) и 04 (Г) в сумме обеспечивали необходимую характеристику ОИ) (фиг. 3) в зоне Г -Г, где 1 - заданное значение частоты.В зоне впалых частот (Г( 11) напряжение на двигателе обеспечивается исключительно за счет преобразователя с бестрансформаторным выходом и определяется характеристикой нели5нейного блока, а напряжение на преобразователях с трансформаторным выходом поддерживается равным нулю.Ток двигателя протекает через вторичные обмотки трансформаторов 5 и 6и трансформируется в преобразовате"ли 3 и 4. Трансформаторы 5 и б работают в режиме трансформаторов тока,нагруженных на преобразователи 3 и 4.Напряжение последних поддерживаетсянулевым их собственными замкнутымисистемами. При частотах ГГ , когда допустимо управление двигатеЛемпо пропорциональному закону, напряжение статора обеспечивается суммированием отличных от нуля напряжений преобразователей 3 и 4 с фиксированным напряжением преобразователя 2,Дополнительное введение преобразователя частоты с бестрансформаторным выходом и операционного усилителя и их включение указанным вышеобразом дает возможность управлятьчастотой вращения вь 1 соковольтногоасинхронного двигателя от нуля дономинального и заданного значения, .При этом регулирование обеспечивает%я однотипными и низковольтными пре"образователями частоты. Расширениедиапазона регулирования привода внизпо частоте достигается без насыщениятрансформаторов.Изобретение дает возможность расширить область применения унифици"рованных тиристорных низковольтных1,до 380 В преобразователей частош 1в высоковольтных асинхронных электроприводах, например для частотного пус"ка высоковольтныхб кВ ) двигателейдымососов и вентиляторов. 8755696Формула изобретенияВысоковольтный злектропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый двигатель, по крайней мере, одинмногофазный преобразователь частоты с замкнутой системой 1 регулирования выходного напряжения и трансформаторным выходом, а также соединен 10 ный последовательно задатчик и нелинейный блок, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениядиапазона регулирования частоты вращения двигателя в сторону низких ча 1 стот, в него введены операционныйусилитель, диод, резистор и дополнительный многофазный преобразовательс бестрансформаторным выходом, причем диод и резистор включены междувходом и выходом операционного усилителя, вход которого соединен с выходами нелинейного блока и задатчика,а выход - с управляющим входом задания напряжения первого .преобразователя, выход нелинейного блока соединен с управляющим входом задания напряжения дополнительного преобразователя, силовой выход которого-соединен пофазно со вторичной обмоткойтрансформатора первого преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 35 1. Нежданов И.В, Инверторы на тиристорах, М "Энергия", 19 б 5, с. 12,р. 28.2. Реферативный журнал, "Электропривод и автоматизация промышленных 40 предприятий", 1979, У 1, реф. 1 К 229.875569 В.Тара абинец ставехред Редактор А.Ша Коррект эарова 4 83 Тираж 733 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. аказ тент, г. Ужгород, ул. Проектн иал ППП