Асинхронный вентильный каскад

(71) Рижский орденаного Знамени политех(53) 621.313 .333(088 Р 30И,В.Авкштол рудового Красический институт 8)(56) 1. В 900392. А по эаяв кл. Н 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО делАм изОБРетений и ОтнРыти АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Авторское свидетельство СССкл. Н 02 Р 7/62, 1982торское свидетельство СССРе Р 3572636/24-07,Р 7/62, 04.04.1983.(54)(57) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД, содержащий в цепи ротора асинх. ронного двигателя мостовой выпрямителькатодная группа вентилей которогоподключена к нулевому. выводу соединенных в звезду трех обмоток шестиобмоточного дросселя, управляемый инвертор, выполненный в виде трех однофаэных инверторов, выходы каждогоиз которых подключены соответственнок выводам трех вторичных обмотоксогласующего трансформатора, анодныегруппы вентилей каждого однофаэногоинвертора снабжены выводами для подкдочения к соответствующим выводам шестиобмоточного дросселя, а катодные группы трех однофазных инверторов соединены между собой катодами тиристоров и подключены к анодному выводу вентилей мостового выпрямителя, восемь тиристоров управляемого коммутатора, который тремя выводами подключен соответственно и анодам вентилей однофазных инверторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен девятый тиристор управляемого коммутатора, при этом девять тиристоторов управляемого коммутатора соединены в три группы по три тиристора, аноды которых объединены соответственно в общие точки и образуют четвертый, пятый и шестой выводы управляемого коммутатора, а катоды тиристоров управляемого коммутатора подключены соответственно к трем вы" водам управляющего коммутатора, четвертый, пятый и шестой выводы которого подключены к одним выводам соответственно четвертой, пятой и шестой обмоток шестиобмоточного дроссе" ля, другие выводы которых соединены в звезду, нулевой вывод которой соединен с катодной группой вентилей мостового выпрямителя.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляэлектроприводов мощных механизмов с вентиляторной нагрузкой в промышленности и коммунальном хозяйстве.Известен асинхронный вентильный каскад содержащий в цепи ротора асинхронного двигателя м стовой выпрямитель, к выходу которого через сглаживающий дроссель подключен управ 1 О ляемый инвертор, вход которого зашунтирован блоком искусственной коммутации 13.Однако асинхронный вентильный каскад характеризуется недостаточнохорошей формой инвертируемого напряжения, что приводит к снижению энергетических показателей.Наиболее близким к изобретению по 20технической сущности и достигаемому.результату является асинхронный вентильный каскад, содержащий в цепиротора асинхронного двигателя мостовойвыпрямитель, катодная группа вентилей 25которого подключена к нулевому выводу соединенных в звезду трех обмотокшестиобмоточного дросселя, управляемый инвертор, выполненный в виде треходнофазных инверторов, выходы каждого из которых подключены соответствен -но к выводам трех вторичных обмотоксогласующего трансформатора, анодныегруппы вентилей каждого однофазногоинвертора снабжены выводами для подключения к соответствующим выводамшестиобмоточного дросселя, а катодныегруппы трех однофазных инверторовсоединены между собой катодами тиристоров и подключены к анодной группе 40вентилей мостового выпрямителя, восемь тиристоров управляемого коммутатора, который тремя выводами подключенсоответственно к анодам вентилей однофазных инверторов 23. 45Однако данный асинхронный вентильный каскад недостаточно надежен вработе из-за наличия коммутирующегоконденсатора в управляемом коммутаторе. 50Цель изобретения - повышение надежности работы,указанная цель достигается тем,что в асинхронный вентильный каскад,содержащий в пепи ротора асинхронного 55двигателя мостовой выпрямитель, катодная группа вентилей которого подключена к нулевому выводу соединенныхв звезду трех обмоток шестиобмоточного дросселя, управляемый инвертор, выполненный в виде трех однофазных инверторов, выходы каждого из которых подключены соответственно к выводам трех вторичных обмоток согласующего трансформатора, анодные группывентилей каждого однофазного инвертора снабжены выводами для подключения к соответствующим выводам шести- обмоточного дросселя, а катодные группы трех однофазных инверторов соединены между собой катодами тирис- . торов и подключены к анодному выводу вентилей мостового выпрямителя, восемь тиристоров управляемого коммутатора, который тремя выводами подключен соответственно к анодам вентилей однофазных инверторов, введендевятый тиристор управляемого коммутатора, при этом девять тиристоров управляемого коммутатора соединены в три группы по три тиристора, аноды которых объединены соответственно в общие точки и образуют четвертый, пятый и шестой выводы управляемого коммутатора, а катоды тиристоров уп%равляемого коммутатора подключены соответственно к трем выводам управляемого коммутатора, четвертый, пятый и шестой выводы которого подключены к одним выводам соответственночетвертой, пятой и шестой обмотокшестиобмоточного дросселя, другиевыводы которых соединены в звезду,нулевой вывод которой соединен скатодной группой вентилей мостовоговыпрямителя. На фиг. 1 изображена схема асинхронного вентильного каскада; на фиг. 2 - диаграммы напряжения во вторичных обмотках согласующего трансформатора инвертора, напряжения итока в фазе 1 согласующего трансформатора инвертора и последовательности работы тиристоров.Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1, вцепь фазного ротора которого включенмостовой выпрямитель 2, Катодный вывод мостового выпрямителя 2 соединен с шестью обмотками 3-8 сглаживающего дросселя. Обмотки 3 и 5 соединены непосредственно с тиристорными мостами однофазных инверторов, образующих трехфазный инвертор 9, состоящий из тиристоров 10-13, 1 ч и 18-21 соответственно. Тиристоры22-24, 25-27 и 28-30 соединены со1108599 ответственно анодам в три группы. Вторичные обмотки 31-33 согласующего трансформатора подключены соответственно к выходам трех однофазных ин- верторов, катоды тиристоров 11,13,15, 5 17,19 и 21 соединены межцу собой накоротко и подключены к анодному выводу мостового выпрямителя 2. Тиристоры 22-30 образуют управляемый коммутатор 34, три вывода которого образованы соответственно соединенными между собой катодами тиристоров 22,25,28 и 23,26,29, а также 24,27, 30, четвертый, пятый и шестой выводы управляемого коммутатора 34 образова 15 ны выводами нулевых точек соединенных в звезду тиристоров 22,23,24 и 25,26,27, а также 28,29,30 которые соответственно подключены к другим выводам обмоток 6-3 шестиобмо 20 точного дросселя.Асинхронный вентильный каскад функционирует следующим образом.Ток ротора асинхронного двигателя25 1 выпрямляется мостовым выпрямителем 2. Выпрямленный ток распределителя между обмотками 3-8 сглаживающего дросселя и далее поступает в управляемый инвертор 9. Ток инвертируется в питающую сеть тремя однофазными инверторами через обмотки 31-33. При этом ток обмотки 3 сглаживающего дросселя протекает по обмотке 31 согласующего трансформатора, ток обмотки 4 - по обмотке 32, ток обмотки З 5 5 - по обмотке 33, а остальные обмотки (6-8) сглаживающего дросселя подключается поочередно ко всем трем однофазным инверторам посредством тиристоров 22-30, при этом обмотки 40 6 и 7 подключаются в течение 120 эл. град к кажцому однофазному инвертору, а обмотка 8 - в течение 60 эл.град. Коммутация тока всех тиристоров естественная.45 которой он протекал через открытый до этого тиристор 24, в обмотку 31 в результате того, что противо-ЭДС обмотки 33 в момент времени(фаза с) больше, чем противо-ЭДС обмотки 31 (фаза а), т.е. происходит естественная коммутация тиристоров. В момент времени С 2 подается сигнал управления на тиристор 28, и происходит естественная коммутация тока катушки 8 в фазу с трехфазного инвертора 9, а проводивший до этого тиристор 29 запирается под действием разности противо-ЭДС обмоток 32 (фаза о ) и 31 (Фаза с) согласующего трансформатора инвертора. В момент времениподается сигнал управления на дополнительный тиристор 30, Под действием разности противо-ЭДС ток обмотки 8 переходит в обмотку 33 согласующего трансформатора. В момент времениподается сигнал управления на тиристор 23, и ток обмотки 6 коммутируется в обмотку 32, В момент времени СЗ подается управляющий сигнал на тиристоры 12 и 13 первого однофазного инвертора, ток в обмотке 31 согласующего трансформатора меняет знак, тиристоры 10 и 11 выключаются под действием противо-ЭДС в обмотке 31. В следующий полупериод работа однофазного инвертора происходит аналогично с той разницей, что в момент временичерез обмотку 31 начинает протекать ток обмотки 7, подключаемой тиристором 25. Работа остальных фаз управляемого инвертора 9 аналогична работе указанной Фазы с учетом сдвига во времени на 120 эл.град. Регулирование противо-ЭДС управляемого инвертора 9 и частоты вращения асинхронного двигателя 1 осуществляется изменением угла управления тиристорами.Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере одной фазы трехфазного инвертора (фиг.2, фаза О). В первый момент проводят тиристоры 10 и 11 однофазного инвертора.По обмотке 31 согласующего трансформатора инвертора протекает ток, сглаживаемый в обмотке 3, В момент времениподается сигнал управления на тиристор 22, соединяющий обмотку 6 с первым однофазным инвертором.Ток обмотки 6 переходит из обмотки 33 согласующего трансформатора, по Как показано на фиг. 2, ток вфазах согласующего трансформатораинвертора имеет ступенчатую форму,близкую к синусоиде. Изобретение позволяет повысить надежность работы асинхронного вентильного каскада за счет устранениякоммутирующего конденсатора. При этомвысокие энергетические показатели иуменьшение искажений, вносимых управляемым инвертором в питающую сеть обеспечивается тем, что ток, рекуперируемый инвертором асинхронно-вен 1108599тильного каскада в сеть, модулированпо амплитудно-импульсному закону иимеет ступенчатую форму, что позволяет существенно увеличить долю пер"вой гармоники в инвертнруемомтоке.1108599 Составитель И.ВолошиновскРедактор Ю,Петрушко Техред А,Бабинец Корректор 0 Лиг Подписн а с иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект 5882/42 Тираж 667 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра