Асинхронно-вентильный каскад

(51)5. Н 02 Р 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 2 (21) 4683297/07 иэ фаэ сети переменного тока. Для этого (22) 25.04,89 -: . асинхронно-вентильный каскад снабжен уп- (46) 23,08.92. Бюл. М. 31 . . - :,: равляющей оптопарой 21, включенной меж) Липецкий политехнический институт .; ду одним из выводов токоограничивающего (72) А.БИванов, В,Н.Мещеряков, ЛЯ.Телич- резистора 19 и анодными выводами тирико и Г;Н,Котлюба сторных оптопар катодной группы инверто- (56) Авторское свидетельство СССРра 4, выполненного пооднофазной М 955482, кл. Н 02 Р 7/42,1982, .: мостовой схеме, К цепи роторной обмоткиАвторское свидетельство СССР : "-, . "подключен диодный мостовой выпрямитель М 752720, кл. Н 02 Р 7/42, 1980: . " 22, выводы постояннбго гока которого соеАвторскоесвидетельство СССР "- ." динен с входомоптопары 21 через-пере- М 1695434, кл. Н 02 Р 7/74, 19,04,89," " " елейный резистор 23, Изменено включениевторичной обмотки согласующего транс- (54) АСИНХРОННО-ВЕНТИЛЬНЫЙ КАС- форматора 20 с диодными мостами системы ф КАД:., - ,:;:.,:.: управления инверторбм 4, В результате (57) Изобретение отиосится к злектротеХни- . обеспечивается возможность регулироваке и может быть использовано в злектропри-.ния частоты вращения, ограничения величиводах общепромышленного назначения, - ны момента при пуске и торможении. при Целью изобретения является расширейие . кратковременном исчезйовении напряжедиапазона регулирования частоты враще- ния в одной иэ фаз сети разрывается цепь ния и повышение надежности каскада при прохождениятокадля работающегофототикратковременном прерывании тока в одной ристора инвертора, 3 ил.юееЪ11 ЙИзобретение относится к электротех- резистором 23. Выводы переменного токанике и может быть использовано в элект- введенного диодного моста подключены кроприводах общепромышленных выводам фазной обмотки ротора асинхронмеханиэмов. ного двигателя, а выводы постоянного токаЦель изобретения - расширение диа через переменный резистор 23 - к входупазона регулирования частоты вращения и управляющей оптопары 21, один выходнойповышение надежности при кратковремен-. вывод которой соединен с анодами светодином прерывании тока в одной иэ Фаз сети адов тиристорных оптопар 24,25 катоднойпеременного тока. группы инвертора. Другой выходной выводНа фиг.1 приведена электрическая схе управляющей оптопэры соединен с однимма асинхронно-вентильного каскада; на выводом токоогрэничивэющего резисторафиг, 2 и 3- диаграммы напряжений, поясняю и анодным выводом первого однофаэнощих работу асинхронно-вентильного каска- го диодного моста системы управления, ка-.да.,; : ":.:.:тодным выводом связанного с другимАсинхронно-вентильный каскад Содер выводом токоограничивающего резистора ижит асинхронный двигатель 1 с фазным ро- катодами светодиодов анодной тиристор-"тором, трехфазный неуправляемый . ной оптопары 26,27 аналогично группы инмостовой выпрямитель 2, выводы перемен-вертора 4,ного тока которого подключейыквыводам : Асинхронно-вентильный каскад работафазной обмотки ротора асинхронного дви ет следующим образом.гателя, а выводы переменного тока через . При подаче напряжений на первичйуюограничивающий резистор 3 - к выводам обмотку согласующего трансформатора 20,постоянного тока инвертора 4, с выводами .: конденсаторы 5,6 и на обмотку статорапеременного тока которого соеДинены ОДни асинхронного двигателя в. обмотке ротораобкладки конденсаторов 5,6, Вторые об наведется ЭДС; что приведет к появлениюкладки конденсаторов 5,6 снабжены выво- напряженияна выходе выпрямителей 2 и 22.дами для подключения к сети переменногоПри включенииоптопары 21 через светодитока, Система управления инвертором 4 вы- оды тиристорных оптапар инвертора 4 потеполнена на трех однофазных диодных мос- четток. Например,для момента 11(фиг.2)токтах,"состэвленных соответственно из 30 потечет по следующей цепи: конец третьейдйодов 7-10; 11-14; 15 - 18. :.:;,:" фазы С согласующего трансформатора 20,Инзертор выполнен на тиристорных оп- диод 11, светодиод оптопэры 26 инверторэтопарах, светодиоды анодной икэтодной 4, токоограничивэющий резистор 19, фотогрупп которых соединены по моСзбвой од-" тиристор управляющей оптопары 21, светонофазной схеме черезтокоогрэничиваю диод тиристорной оптопары 25, диод 18щий резистор 19. Выводы переменного тока третьего диодного моста системыуправле первогодиодного моста, собранногонэ ди- ния, конец третьей фазы С согласующегоодах 7-10, соединены с выводами геРоой трансформатора 20.Фазы вторичной обмотки трехфазного со- Подругимфаэамоторичнойобмоткйсоглэсующего трансформатора 20, Выводы 40 гласующега трансформатора ток не потепеременного тока второго диодногомоста; чет, так как в данный момент величинывыполненного на диодах 11-14, соединены напряжений а и в (или а, в) на их выводахсоответственно с началом второй фазы и . - :. меньше величины напряжения с (или с) наконцом третьей фазы вторичной обмотки со-выводах третьей Фазы С, и диоды 12-14,гласующего трансформатора 20, Выводы 45 15-17 и 7 - 10 заперты, Прохождение токапеременного тока третьего диодного моста, через светодиоды тиристорных оптопарсоставленного иэ диодов 15-18, подключе-26,25 вызывает их отпирание, что привоны к каналу второй и концу третьей фазы" дит к появлению тока ротора замыкающесогласующего 1 рансформатора 20, гося по следующей цепи: фаза С питающейКатодныеоыоодывторогоитретьегоди сети, конденсатор 6, фототиристор оптоодных мостов системы управления соедине- .:, пары 25 катодной группы, резистор 3, одинны с анодами светодиодов тиристорных . из диодов анодной группы выпрямителя 2,оптопар анодной группы инвертора 4, а одна иэ фаз обмотки ротора, другая фазаанодные выводы диодных мостов системы обмотки ротора, один из диодов катоднойуправления- с катодами светодиодов тири группы выпрямителя 2, фототиристор опсторных оптопар катодной группыинверто" топары 26 анодной группы инвертора, конра 4 денсатор 5, фаза А питающей сети,Асинхронно-вентильный каскад снаб- Ток поуказанной цепи протекаетдо техжен управляющей оптопарой 21, диодным пор, пока скорость изменения напряжениямостовым выпрямителем 22 и переменным на обкладках конденсаторов 5,6 не будет1757076 5 6равна нулю (момент времени 12, фиг.2). При точен для включения фототиристора этойэтом конденсаторы зарядятся и ток черезоптопары. Последний закрывается, такимуказанные фототиристоры инвертора пре- . образом, ток через светодиоды.оптопар инкратится, что приведет к запиранию послед-. вертора 4 прекращается, что приводит к ихних. В момент времени т 2 через светодиоды 5 запирэнию и прекращению тока ротора,оптопар 24,25 начинает протекать ток по Двигатель тормозится: на выбеге.следующей цепи: начало вторичной обмот- При уменьшенйи частоты вращейияки третьей фазы С согласующего трансфор- двигателя ЭДС в роторе последнего возраматора 20, диод 16, светодиод оптопары 27 стает, что снова приводит к отпиранию опаноднойгруппыинвертора, резистор 19,фо топаринвертора 4;Такимобразомйнвертортотирйстор оптопары 21, светодиод оптопа начинает работать в ключевом режиме,ры 24 катодной группы инвертора, диод 13;- При уменьшении или увеличений величиныконец третьей фазы С вторичной обмотки. сопротивления переменного резистора 23Это приводит к отпиранию оптопар 27,24 соответственно уменьшается или увеличиинвертора и конденсаторы 5,6 начинают па вается величина скольжения электродвигарезаряжаться, тем самым создавал ток, про- теля, при которой инвертор 4 переходит входящий через обмотки ротораключевой режим работы,Вторая фаза В вторичной обмотки со-: Устройство улучшает "энергетическиегласующего трансформатора 20 и диоды показатели электропривода,так как при ра 12,14 15,17 предназначены для расширения 20 боте инаертора из сети потребляется емко. управляющего импульса, поступающего на стной ток.фототиристоры оптопар инвертора до 120 Низкая надежность ранее известныхэл. град. (на фиг.2 время формирования.им- асинхронно-вентйльййх каскадов при кратпульса указано толстой линией), которое не- ковремейном прерывании питания однойобходимо для первоначального включения 25 фазы сети переменногб тока обусловленаинвертора 4 при -полностью разряженных тем, что согласно диаграмме работы фототи конденсаторах 5,6. Первая фаза А обмоткиристоров(фиг.2), где буквами дХп обозначесОгласующего трансформатора 20 и диоды ны моменты работы: фототиристоров7-10 предназначены для запирания фототи+ катодной группы, а е,ддс - анодной группы.ристбра ойтойары 21 по окончании форми- ЗО а буквами А,В,С- плечи инвертора, подклю роаания каждог 6 импульса, так -как, вченные к соответствующим фазамсети пемоменты времени 6 или 6 потенциал на. ременного тока; фототйристор айоднойанодах диодов 9,10 становится отрицатель-группы включается почти заразу после отнее потенциала на анодах светодйодов оп- ключения фототиристора катодной группытопаркатодной группы инвертора 4, 35 этого же плеча. Поскольку фототирйстор каОтсюда при условии, когда по мерервЗ- тодной груйпы, подключенный к данной фагона асинхронного двигателя напряжение: зе запирается "в"результате отйиранйяна обмЬтках ротора упадет до величины, при фототиристора катодной грумы, "подклюкоторой через светодиод оптопары 21 про- ченного к последующей фазе, то при краткотекаетток, недостаточный для включения ее . 40 временном пропадании последующей фазыфототиристора, последний закроется либо в фототиристор катоднбй группы, подключенмомент времени ц, либо в момент 12 и в ный к данной фазе, неэакроется кмоментудальнейшем не откроется. Ток через свето- прихода управляющегоимпульса на фототидиоды оптопар инвертора 4 не потечет и ристор анодной группы, подключенного кфототиристоры его оптопар не отпираются, 45 этой же фазе, что вызовет сквозное опрокит.е. токчереэ ротор асинхронного двигателя . дывание инвертора.Аналогичйая ситуацияпрекратится, возникает при кратковременном снятии упПри разгоне двигателя величина напря+ равляющих импульсов с фототиристоровженил на входе выпрямителя 2 падает, а ток инвертора прототипа, что делает невозможв цепи ротора практически не уменьшается, 50 ным осуществление регулирования запиратак как ток через конденсаторы зависит отноем и отпиранием источника тока,скорости изменения напряженйя, прило- В асинхронно-вентильном каскаде приженного к его обкладкам, которая определя- : пропадании одной из фаз сети переменногоется частотой и величиной напряжениятоха, подключенной к источнику тока, разсети. По мере разгона падает и напряжение 55 рывается цепь прохождения тока, что спона выходе выпрямителя 22, что приводит к собствует запиранию работавшихуменьшению тока через светодиод управля- фототиристоров инвертора, при новом поющейоптопары 21 и при достижении двига- явлении питания откроютсятолько:те фототелемчастоты вращения, при которой ток тиристоры инвертора, на которыечерез светодиоды оптопары 21 уже недоста- поступа 1 от управляющие импульсы. При1кратковременном снятии управляющих импульсов в устройстве работающие фототиристоры все равно закроются в момент времени, когда скорость изменения напряжения на обкладках конденсатора равна ну лю.1Ф ар мула изобратен ияАсинхронно-вентильный каскад, содержащий асинхронный двитатель с фазным 10 ро 1 аром, неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены с фазной обмоткой ротора асинхронного двигателя, а выводы постоянного тока через резистор - с 15 выводами постоянного тока инвертора, выполненного на тиристорных оптопарах, анодные и катодные группы которых соединены по мостовой схеме, систему управления, составленную из трех однафаэных 20 диодных мостов, согласующий трехфазный трансформатор с первичной обмоткой для подключения к сети переменного тока, один вывод переменного тока вгорого диодного мостасистемы управления соединен с нача лом третьей фазы вторичной обмотки согласующего трансформатора, а второй вывод переменного тока второго диодного моста - с концом второй фазы вторичной обмотки упомянутого трайсформатора, конденсато ры, одни обкладки которых соединены с выводами переменного тока инвертора, а другие обкладки конденсаторов снабжены зажимами для подключения к сети переменного тока, катодные выводы второго и треть его однофазных мостов системы управления подключены к анодам светодиЙ с Ь Й с одов тиристорных оптопар анодной группы инвертора, а анодные выводы указанных мостов - к катодам светодиодов тиристорных оптопар катодной группы инвертора, и токоограничивающий резистор, связывающий анодные и катодные группы светодиодов тиристорных оптопар инвертора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и повышения надежности при кратковременном прерывании тока в одной из фаз сети переменного тока, инвертор выполнен однофазным и введены управляющая опто- пара, переменный резистор и диодный мостовой выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены с выводами фаэной обмотки ротора, а выводы постоянного тока через переменный резистор - входом управляющей оптопары, один выходной вывод которой соединен с анодами светодиодов тиристорных оптопар катодной группы инвертора, а другой выходной вывод - с одним выводом токоограничивающего резистора и анодным выводом первого однофазного диодного моста системы управления, выводы переменного тока которого подключены к выводам первой фазы вторичной обмотки согласующего трансформатора, а катодный вывод - к второму выводу токоограничивающего резистора и катодным выводам светодиодОв тиристорных оптопар анодной группы инвертора, а начало второй фазы и конец третьей фазы вторичной обмотки упомянутого согласующего трансформатора соединены с выводами переменного тока .третьего диодного однофаэного моста.Ь и сЗаказ 3098 Тираж Пода 1 сное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4 Юательский комбийат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1оизводствен