Способ формирования трехфазного напряжения, подводимого к асинхронному двигателю при питании его от однофазной сети

ИСАН ЗОБРЕТЕ К ПАТЕНТУ О Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и транспорте(73) Научно-исследовательский и проектно-конструкторсжий институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ПОДВОДИМОГО К АСИНХРОННОМУ ДВ ИГАТВЗ О ПРИ ПИТА(19) КС (11) 200150 О 1(51) 5 Н 02 Р 7 42 НИИ ЕГО ОТ ОДНОФАЗНОИ СЕТИ(57) Использование: в частотно-регулируемых электроприводах для получения пниженных частот вращения асинхронных электродвигателей, а также при пуске и торможения Сущность изобретения: из однофазного напряжения питающей сети с промышленной частотой 1 формируют трехфазную систему периодических напряжений, частота которой в два раза меньше частоты питающей сети 1 При этом одновременно формируют три линейных тока трехфазной системы по интервалам, соответствующим полуволнам однофазного напряжения. Предлагаемый способ позволит снизить броски тока и скорости при переключениях что повышает надежность работы 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в частотно-управляемых электроприводах для получения из однофаэного мапряжения питающей сети промышленной частоты - трехфазной системы периодических напряжений пониженной частоты для асинхронных электродвигателей, а также при пуске и торможении,Известен способ формирования иэ однофазного напряжения трехфазной системы напряжений, базирующийся нэ однофазнотрехфээном преобразовании частоты, позволяющий получить ряд пониженных частот, максимальная иэ которых в три раза меньше частоты питающей сети.Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято за прототип, является способ формирования трехфазного напряжения, подводимого к асинхронному электродвигателю, при питании его от однофазной сети, при котором преобразуют частоту питающего однофаэного напряжения путем коммутации токов двигателя в определенной последовательности,Недостатком указанных известных способов является невозможность получениягпс выходной частоты 1 более величиныгде 1 с - частота питающей сети, что снижает диапазон регулирочания скорости электропривода, а также способствует возникновению значительных броское тока в асинхронном электродвигателе при первключении его с выхода устройств, реализующих данные способы формирования напряжений, на трехфазную питающую сеть.В известном способе формирования трехфазного напряжения, подводимого к асинхронному электродвигателю, при питании его однофазной сети, при котором преобразуют частоту питающего однофээного напряжения путем коммутации токов двигателя в определенной последовательности, согласно изобретению при указанной коммутации в первый полупериод напряжения питающей сети подают к первому и второму выводам двигателя тока одного направления, а к третьему выводу - обратного, в следующий полупериод изменяют направление токов, подаваемых к первому и третьему выводам, э к второму выводу - сохраняют, в последующий полупериод направления токов, подаваемых к первому и третьему выводам сохраняют, э к второму - изменяют, и в последующий полупериод направление тока, подаваемого к второму вы чивающий реактор 2, блок 3 контроля тока и временной задержки, а также через контак ты автоматического выключателя 4.Для получения на выходе силового тиристорного блока трехфазной системы периодических напряжений с пониженнойЬсЗ 0 частотой 1- - , где Ьс - частота питаюЭщей сети, служит блок 5 распределения импульсов запуск, которого осуществляется его вход синхронизации, частота которых З 5 синЬс формируется в блоке 6 фвзоимпульсного управления и которые служат одновременно для управления пилообразными опорными напряжениями, Кроме того, блок 5 снабжен входом реверса 40 Ьс.Орев, входом Зэдэния частоты "Вкл.", э также выходом сигнала задания, переключающим выходом и шестью выходами распределителя импульсов. Переключающий 45 выход блока 5 соединен с переключающимвходом блока 3. Синхронизация блока 6 осуществляется от сети через трансформатор блока 7 питания, который подключен к трем фазам питающей сети для снижения пульса ций при формировании напряжений питания схемы управления. Для контроля значения периодических напряжений к выходным зажимам силового тиристорного блока 1 подключены входы датчика 8 напря жения, выходы которого соединены с входами блока 9 фильтров первых гармонических с выпрямителем. Выпрямленное напряжение первых гармонических составляющих с выхода блока 9 подают на вход обратной 5 10 15 20 воду, сохраняют, а к первому и третьему - меняют на обратное, после чего укаэанный цикл повторяют, причем частота сформированного трехфазного напряжения равна 1/2 частоте питающей сети, при этом для реверсирования укаэанный порядок коммутации меняют на противоположный,Нэ фиг,1 представлена электрическая схема устройства (вариант); на фиг,2 - временные диаграммы работы; на фиг,З - схематически направления токов в асинхронном двигателе.Устройство, реализующее способ формирования трехфазного напряжения пониженной частоты, подводимого к асинхронному электродвигателю при питании его от однофазной сети промышленной частоты, функционирует следующим образом,Входные зажимы силового тиристорного блока 1 (фиг.1) подключены к двум фазам (А,В) питающей сети (Олс через токоогрэнисинхроимпульсами Осипоступающими насвязи блока 10 регулирования, где из выпрямленного напряжения исключают пульсации и используют его в качестве сигнала обратной связи, К выходу силового тиристорного блока 1 подключают через магнитные пускатели 11 (515 П) асинхронные электродвигатели 12 с выводами 13, 14 и 15, На первый вход блока 10 регулирования подают сигнал задания Оз с одноименного выхода блока 5. На шести выходах распределения импульсов блока 5 формируются сигналы. соответствующие размешенным временным интервалам для включения тиристоров силового блока: 11(11), 12112), 1 з(1 з).14(14), 15(15) и 16(6), Одноканальное фазосдвигающее устройство блока фэзоимпульсного управления форл;ирует импульсы управления, соответствующие положительным и отрицательным полуволнам напряженияя питающей сети (О), При положительной полуволне питающего напряжения (+Олс) возможно включение тиристоров 11,12,1 з16, э при отрицэтельной полуволне (-Опс) - тиристоров 1,12,1 з ,6, Система управления обеспечивает заданный алгоритм включения тиристоров силового тиристорного блска 1, предусматривающий формирование трех токов, 11,12,1 з, имеющих вполне определенные направления относительно выводов 13,14,15 асинхронного двигателя (фиг.3) по интервалам, соответствующим полуволнэм однофазного напряжения (фиг,2,а, "Вперед", и фиг,З сплошные линии): нэ первом интервале формируют токи+11, +2, направленные к выводам 13 и 14 асинхронного двигателя, и ток -1 з, направленный от вывода 15; на втором интервале формируют ток -11, направленный от вывода 13 и токи +12, +1 з, направленные к выводам 14 и 15, на третьем интервале формируют токи -1, -12 направленные от выводов 13 и 14, и ток +1 з, направленный к выводу 15; на четвертом интервале формируют ток +11, направленный к выводу 13, и токи -12, -1 з, направленные от выводов 14 и 15, Далее снова в той же последовательности цикл формирования токов повторяют, включая при этом соответствующие тиристоры силового блока 1,При реверсе асинхронного двигателя порядок формирования упомянутых токов 11.12.1 з изменяется на обратный (фиг.2,б, "Н азад", фиг.З - пунктирная линии),Следует отметить, что начало цикла формирования токов может быть привязано как к началу положительной полуволны однофазного напряжения, тэк и к началу отри 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 цЭГЕЛьиой ПОЛуВОИНЫ, Гр Э, И СИСТЕЛЭ уП- рээлен .:.эмэ выбирает;,эпрэвпнность кэждОГО Гиристорэ: 11 или 11,12 или 12 и т,д,Блок 3 контроля тока и временнОЙ Задержки фармиру т импульсы, запрещающие переключ ние выходных Фэз силового тиристорного блока 1 во время протекания по ним тока. Длительность этих запрещающих импульсов увеличивают нэ некоторую временную задержку, необходимую для восстановления вентильных свойств тири= тсров,Кроме того, блок 3 формирует аварийный сигнал при превышении силовым током .и-. ен;я устэвки Этот сигнал подают на входы :э,питы блока б, в результате чего бло;иру,. импульсы управления тиристоОа ю с": . Ого блока 1. С полощью блока 10 регулир 1,. эния осуществляют стабилизацию эм-,литуд первых гармонических СО- стаял;,сщих формируемых напряжений,Предлэгэемьй способ формирования трех;.:зного напряжения пониженно о частотн, подводил;ого к асинхронному двигателю при питании его от однофазной сети прть шлэннсй эслты, позе",ляет игпользо.:ь." Го ч ч, оойств:,;: гулировдния скопп с;с частотно-управляемых зле;:оприос,зов, для получения пониженнл ч.".тэ ояо.;, х:коростей, э также в пускот асаньи ре,имэх с целью снижения б 16,"кя О:э при пуске и разгоне асинхрон,.: х дмгэтелеЙ до номинальной скорости с переключением нэ трехфазную сеть пролыилеч эй частоты. Эти же устэОЙстРэ мо" гут ф чт. Использованы при снижении сорогти путем перключения с трехфэзной питэгощи с ти промышленности частоты нэ цоижэ-ные частоты, При зтом благодаря прилгенению предлагаемого способаГосформирования чэстпты 1= - снижэются3броски тока и скорости, что повышает надеж ос, ь установок и расширяет возможности,. применения.Гэклм образом. овышэется плавность порт.ходя с пониженных чэстзт на промышленную чгстоту пита Ошей сети. т.е, повышается число ступеней при переключении асинхронного привода на питании от промыш енности сети,(56) Авторское свидетельство СССРМ, 1554089 кл Н 02 1 Л 5/27 1987формула изобретения СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯ- жения, пОдВОдимОГО к АсинхРОннОму дВи- ГАТЕЛЮ ПРИ ПИТАНИИ ЕГО ОТ ОДНОФАЗНОЙ сети, при котором преобразуют частоту питающего однофаэного напряжения путем коммутации токов двигателя в определенной последовательности, отличающийся тем, что при указанной коммутации в первый полупериод напряжения питающей сети подают к первому и второму выводам двигателя токи одного направления, а к третьему выводу - обратного, в следующий полупериод изменяют направление токов, подаваемых к первому и третьему выводам, а к второму выводу - сохраняют. в последующий полупериод направления токов, подаваемых к первому и третьему выводам, сохраняют, а к второму - изменяют и в последующий полупериод направление тока, подаваемого к второму выводу. сохраняют, а к первому и третьему - меняют на обратное, после чего укаэанный цикл повторяют, причем частота сформированного трехфазного напряжения, равна 1/2 частоте питающей сети, при этом для реверсирования укаэанный порядок коммутации меняют на противополож2001500 юг.3Составитель Н. Коревадактор В. Трубченко Техред М,Моргентал Корре Заказ 3131 ТиражНПО "Пои113035, Москва, Жизвсдственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро гарина, 10 оеиЛО гЮ УС дСи ПС ПодписноРоспатентааушская наб 4 Ю