Асинхронный вентильный каскад

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 465 12 9) 9 4 Н 02 Р 7/7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИС ОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ дового Красеский инстиехничес, И.В. Авкш 8.8) .П., ективноселей посной комму 1982,ССР 980.(71) Рижский ордена Труного Знамени политтут им, А.Я. Пельш(56) Анхимюк В.Л., ШейнаЮденков В.С. Повьппение эфтц импульсных преобразовтоянного тока с искусствтацией. - И., ЭлектроникВ 7, с. 36.Авторское свидетельств1 Г 752724, кл. Н 02 Р 7/78(54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов электроприводах вентиляторов, насосов и компрессоров, Целью изобретения является улучшение энергетических показателей путем сниженияпульсаций выпрямленного тока. В асинхронном вентильном каскаде изменением частоты следования импульсовво всем диапазоне изменения противо"ЭДС обеспечивается уменьшениепульсаций выпрямленного тока ротора.асинхронного двигателя, что улучшает егоиспользование, за счет умень- ашения потерь электроэнергии и улучшения условий работы дросселя 3 и1272465 30 35 согласующего трансформатора 5. Устройство содержит асинхронный двигатель 1, выпрямитель 2, сглаживающийдроссель 3. В роторную цепь вводится добавочная ЭДС, создаваемая инверторами 4, изменением которой регулируется частота вращения асинхронного двигателя, Для улучшенияэнергетических показателей путемуменьшения амплитуды пульсаций выпрямленного тока противо-ЭДС инвертора 4 Формируется в виде импульсов Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропривода механизмов с вентиляторной характеристикой с ограниченным диапазоном регулирования частоты вращения, например вентиляторов насосов и компрессоров.Целью изобретения является улучшение энергетических показателей путем снижения пульсаций выпрямленного тока. На Фиг,1 изображена Функциональная схема электропривода по системе асинхронный вентильный каскад; на Фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, выводы обмоток ротора которого через выпрямитель 2 и дроссель 3 связаны с силовым входом инвертора 4, выход которого через согласующий трансформатор 5 связан с выводами обмоток статора асинхронного двигателя 1. Управляющий вход инвертора 4 соединен с выходом первого блока 6 формирования импульсов с двумя входами, один из которых соединен с блоком 7 синхронизации с сетью. Управляемый переключатель 8 двумя силовыми выводами подключен параллельно силовому входу инвертора 4, а двумя входами соединен соответственно с выходами второго 9 и ,третьего 10 блоков формирования импульсов. Первый 11 и второй 12 интеграторы подключены двумя силовы 5 10 15 20 25 следующих с повышенной по сравнениюс промышленной частотой питания. Длятого, чтобы амплитуды отдельныхпульсаций выпрямленного тока былиравны между собой, для всех импульсов противо-ЭДС поддеряиваются равными между собой интегралы разности ЭДС инвертора и выпрямленной ЭДСротора за время импульса. Это является достаточным условием уменьшения тока на одинаковую величину в течение каждого импульса противо -ЭДС.2 ил,ми выводами параллельно выходу выпрямителя, а третий интегратор 13 двумя силовыми выводами подключен параллельно силовому входу инвертора4 Второй блок 14 задания выходомсоединен с первым входом второгонуль-органа 15, второй и третий входы которого связаны соответственнос выходами второго 12 и третьего 13интеграторов, а выход второго нульоргана 15 соединен с входом второгоблока 9 формирования импульсов, выход которого соединен с управляющим входом первого интегратора 11,Первый блок 16 задания выходом соединен с входом первого нуль-органа17, выход которого соединен с вхо"дом первого блока 6 Формированияимпульсов и входом третьего блока10 Формирования импульсов, выход которого соединен с управляющими входами второго 12 и третьего 13 интеграторов. Входы блоков 14 и 16 задания соединены между собой и связаны с выходом источника 18 управляющего напряжения Б,. На Фиг.2 обозначены временные диаграммы выпрямленной ЭДС 19 ротора и противо-ЭДС 20 инвертора, 1 выпрямленный ток ротора, 0 - импульсы на выходе первого блока 6 формирования импульсов, Б - импульсы на выходе второго блока 9 Формиро. вания импульсов, П, - импульсы на выходе третьего блока 10 формироВания импульсов С 2 1 временный интервал между импульсами Б и Б, 1272465на выходах второго 9 и третьего 10 блоков формирования импульсов.Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.Ток ротора асинхронного двигате лявыпрямляется выпрямителем 2 и сглаживается дросселем 3, В роторную цепь вводится добавочная ЭДС 20,создаваемая инвертором 4, Для согласования напряжения сети и выпрямленно- о го напряжения ротора асинхронного двигателя 1 установлен согласующий трансформатор 5. Изменением противо-ЭДС 20 регулируется частота вращения асинхронного двигателя, Для улучшения энергет ческих показателей путем уменьшения амплитуды пульсаций выпрямленного тока 1 противо-ЭДС 20 инвертора 4 формируется в виде импульсов, следующих с повышен- о ной по сравнению с промышленной частотой питания. Для того, чтобы амплитуды отдельных пульсаций выпрямленного тока 1 были равны между собой, для всех импульсов противо-ЭДС 20 поддерживаются равными между собой интегралы разности ЭДС 20 инвертора и выпрямленной ЭДС 19 ротора за время импульса. Это является достаточным условием уменьшения тока на М одинаковую величину в течение каждого импульса противо-ЭДС (время 0 + Т, фиг.2). Для пауз между импульсами противо-ЭДС 20 поддерживаются равными интегралы выпрямлен- р ной ЭДС 19 ротора за время паузы время , + ,)Это необходимо для того, чтобы за время каждого отключения инвертора 4 ток 11 возрастал на одинаковую величину. 40 Данные условия в процессе управления осуществляются следующим образом.В момент подключения инвертора 4 4 третий интегратор 13 сбрасывается и начинает вырабатывать сигнал, пропорциональный интегралу от проти" во-ЭДС 20 инвертора 4 по времени, Одновременно сбрасывается второй интегратор 12 и начинает вырабатывать сигнал, пропорциональный интегралу от выпрямленной ЭДС 19 ротора асинхронного двигателя 1 по времени (интегратор 11 также вырабатывает сигнал, но в рассматриваемом интервале времени он не влияет на работу устройства). Разность этих двух сигналов подается на нуль-орган 15, где сравнивается с сигналом от второго блока 14 задания, величина которого зависит от поступающего на блок 14 задания управляющего напряжения. Когда величина указанной разности равна сигналу от первого блока 14 задания, нуль-орган 15 срабатывает и выдает сигнал на блок 9 формирования импульсов,который, в свою очередь, подает сиг. - нал на сброс первого интегратора 11 и включение управляемого переключателя 8. Ток 1 иэ инвертора 4 переходит под действием ЭДС 20 инвертора 4 в переключатель 8 И, фиг.2) и начинает нарастать. Первый интегра,тор 11 вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу от ЭДС 19 ротора по времени, который подается на нуль-орган 17, где сравнивается с сигналом от блока 16 задания, В момент равенства этих сигналов срабатывает нуль-орган 17 и запускает блок 10 формирования импульсов, а также блок б формирования импульсов управления инвертором 4, Переключатель 8 отключается, ток 1 переходит в инвертор 4, интеграторы 12 и 13 сбрасываются (й , фиг.2), Блок 7 синхронизации с сетью осуществляет распределение импульсов управления между тиристорами трехфазной мостовой схемы инвертора 4 в зависимости от соотношения напряжений в фазах согласующего трансформатора 5 в момент подачи управляющего импульса.При необходимости регулирования частоты вращения асинхронного двигателя 1 изменяют напряжение управления П источника 18. Это приводит к изменению сигнала от задания блоков 14 и 16. В первую очередь изменяется сигнал на выходе блока 14 задания, т.е. ширина импульса противо-ЭДС 20, а сигнал от блока 16 задания сохраняется постоянным и равным такой величине, которая является достаточной длительностью паузы для восстановления запирающих свойств тиристоррв инвертора 4. Это создает максимальную частоту следования импульсов во всем диапазоне изменения противо-ЭДС и, следовательно, наименьшие пульсации тока 1 , Только тогда, когда уменьшение ширины импульсов противо-ЭДС 20 начинает ограничиваться необхо 1272465димьж временем переходных процессов, дальнейшее уменьшение противо-ЭДС 20 производится за счет увеличения длительности паузы между импульсами (сигнала от блока 1 б заданий).Таким образом достигается ограничение пульсаций выпрямленного тока 1,1 ротора асинхронного двигателя 1, что улучшает его использование за счет уменьшения потерь электроэнергии, а повышенная частота улучшает условия работы дросселя 3 и согласующего трансформатора 5, Снижается вероятность перехода асинхронного вентильного каскада в режим прерывистых токов.Формула из обретенияАсинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, выводы обмоток ротора которого через выпрямитель и дроссель связаны с силовым входом инвертора, выход которого через согласующий трансформатор связан с сетевыми выводами обмотки статора асинхронного двигателя, управляющий вход инвертора соединен с выходом первого блока формирования импульсов с двумя входами, первый из которых соецинен с выходом блока синхронизации с сетью, источник управляющего напряжения, управляемый переключатель, силовыми выводами шунтирующий силовой вход инвертора и соединенный первым управляющим входом с выходом второго блока формирования импуль-,сов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения энергетических показателей, в него введены третий блок формирования импульсов,три интегратора, каждый из которыхснабжен двумя силовыми выводами, управляющим входом и выходом, первыйнуль-орган с двумя входами и выходом, второй нуль-орган с тремя вхо О дами и выходом, два блока задания,входы которых соединены между собойи связаны с источником управляющегонапряжения, управляемый переключатель снабжен вторым управляющим вхо дом, выход первого блока заданиясоединен с первым входом первогонуль-органа, выход которого соединен с входами первого и третьегоблоков формирования импульсов, вы ход последнего из которых связан свходами второго и третьего интеграторов и с вторым управляющим входомуправляемого переключателя, выходвторого блока задания соединен спервым входом второго нуль-органа,выход которого соединен с входомвторого блока формирования импульсов, выход которого соединен с управляющим входом первого интеграто ра, выход которого соединен с вторым входом первого нуль-органа, выходы второго и третьего интеграторовсоединены с соответствукпцими двумявходами второго нуль-органа, первыйи второй интеграторы силовыми выводами подключены параллельно выходувыпрямителя, третий интегратор силовыми выводами подключен параллельносиловому входу инвертора.1272465 1 111 11Р М г оставитель И. Волошиновскийехред И.Попович Коррек Николайчук Редакт ипенко Заказ 6347/54 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 631 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 133035, Москва, Ж, Рауш