SU1272465A1 - Асинхронный вентильный каскад - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах вентил торов, насосов и компрессоров. Целью изобретени   вл етс  улучшение энергетических показателей путем снижени  пульсаций выпр мленного тока. В асинхронном вентильном каскаде изменением частоты следовани  импульсов во всем диапазоне изменени  противо-ЭДС обеспечиваетс  уменьшение пульсаций выпр мленного тока ротора асинхронного двигател , что улучшает его использование, за счет уменьi шени  потерь электроэнергии и улуч (Л шени  условий работы дроссел  3 и с 5

Description

согласующего трансформатора 5. Устройство содержит асинхронный двигатель 1, выпр митель 2, сглаживающий дроссель 3. В роторную цепь вводитс  добавочна  ЭДС, создаваема  инверторами 4, изменением которой регулируетс  частота вращени  асинхронного двигател . Дл  улучшени  энергетических показателей путем уменьшени  амплитуды пульсаций выпр мленного тока противо-ЭДС инвертора 4 формируетс  в виде импульсов

следующих с повышенной по сравнению с промышленной частотой питани . Дл  того, чтобы амплитуды отдельных пульсаций выпр мленного тока бьши между собой, дл  всех импульсов противо-ЭДС поддерживаютс  равными между собой интегралы разности ЭДС инвертора и выпр мленной ЭДС ротора за врем  импульса. Это  вл етс  достаточным условием уменьшени  тока на одинаковую величину в течение каждого импульса противо-ЭДС.2и

«

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  электропривода механизмов с вентил торной харак,теристикой с ограниченным дд апазоном регулировани  частоты вращени , например вентил торов насосов и компрессоров.

Целью изобретени   вл етс  улучшение энергетических показателей путем снижени  пульсаций выпр мленного тока.

На фиг.-1 изображена функциональна  схема электропривода по системе асинхронный вентильный каскадj на фиг.2 - временные диаграммы, по сн щие работу устройства.

Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, выводы обмоток ротора которого через выпр митель 2 и дроссель 3 св заны с силовым входом инвертора 4, выход которого через согласующий трансформатор 5 св зан с выводами обмоток статора асинхронного двигател  1. Управл ющий вход инвертора 4 соединен с выходом первого блока 6 формировани  импульсов с двум - входами, один из которых соединен с блоком 7 синхронизации с сетью. Управл емый переключатель 8 двум  силовьми выводами подключен параллельно силовому входу инвертора 4, а двум  входами соединен соответственно с выходами BTOpoio 9 и .третьего 10 блоков формировани  импульсов . Первый 11 и второй 12 интеграторы подключены двум  силовыми выводами параллельно выходу выпр мител , а третий интегратор 13 двум  силовыми выводами подключен параллельно силовому входу инвертора

4 Второй блок 14 задани  выходом соединен с первым входом второго нуль-органа 15, второй и третий входы которого св заны соответственно с выходами второго 12 и третьего 13 интеграторов, а выход второго нульоргана . 15 соединен с входом второго блока 9 формировани  импульсов, выход которого соединен с управл юпрм входом первого интегратора 11,

Первый блок.16 задани  выходом соединен с входом первого нуль-органа 17, выход которого соединен с входом первого блока 6 формировани  импульсов и входом третьего блока

10 формировани  импульсов, выход которого соединен с управл ющими входами второго 12 и третьего 13 интеграторов . Входы блоков 14 и 16 задани  соедине1Л) между собой н св -заны с выходом источника 18 управл ющего напр жени  .

Claims (1)

1. На фиг.2 обозначены временные диаграммы выпр мленной ЭДС 19 ротоQ ра и противо-ЭДС 20 инвертора, 1 вьшр мленный ток ротора, U, - импульсы на выходе первого блока 6 формировани  импульсов, U - импульсы на вьЕкоде второго блока 9 формиро вани  импульсов, U - импульсы на выходе третьего блока 10 формировани  импульсов, tg-t - временный интервал между импульсами Ug и U,о на выходах второго 9 и третьего 10 блоков формировани  импульсов. Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом. Ток ротора асинхронного двигател  1 выпр мл етс  выпр мителем 2 и сглаживаетс  дросселем 3. В роторну цепь вводитс  добавочна  ЭДС 20,соз даваема  инвертором 4. Дл  согласовани  напр жени  сети и выпр мленно го напр жени  ротора асинхронного двигател  1 установлен согласующий трансформатор 5. Изменением противо-ЭДС 20 регулируетс  частота вращени  асинхронного двигател . Дл  улучшени  энергет; твских показателей путем уменьшени  амплитуды пуль саций выпр мленного тока Ij противо-ЭДС 20 инвертора 4 формируетс  в виде импульсов, следующих с повышен ной по сравнению с промьшшенной час тотой питани . Дл  того, чтобы амплитуды отдельных пульсаций выпр мленного тока Ij были равны между со бой, дл  всех импульсов противо-ЭДС 20 поддерживаютс  равными между собой интегралы разности ЭДС 20 инвертора и выпр мленной ЭДС 19 ротор за врем  импульса. Это  вл етс  дос таточным условием уменьшени  тока н одинаковую величину в течение каждого и пульса противо-ЭДС (врем  О + t , фиг.2). Дл  пауз между импульсами противо-ЭДС 20 поддерживаютс  равными интегралы выпр мленной ЭДС 19 ротора за врем  паузы (врем  tj + tj). Это необходимо дл  того, чтобы за врем  каждого отключени  инвертора 4 ток Ij возрастал на одинаковую величину. Данные услови  в процессе управлени  осуществл ютс  следуюпщм образом . В момент подключени  инвертора 4 третий интегратор 13 сбрасываетс  и начинает вырабатывать сигнал, про порциональный интегралу от противо-ЭДС 20 инвертора 4 по времени. Одновременно сбрасываетс  второй интегратор 12 и начинает вьфабатывать сигнал, пропорциональный интегралу от выпр мленной ЭДС 19 ротора асинхронного двига-тел  1 по времени (интегратор 11 также выра;батывает сигнал, но в рассматриваемом интервале времени он не вли ет на работу устройства). Разность двух сигналов подаетс  на нуль-орган 15, где сравниваетс  с сигналом от второго блока 14 задани , величина которого зависит от поступающего на блок 14 задани  управл ющего напр жени . Когда величина указанной разности равна сигналу от первого блока 14 задани , нуль-орган 15 срабатывает и вьщает сигнал на блок 9 формировани  импульсов,который , в свою очередь, подает сигнал на сброс первого интегратора 11 и включение управл емого переключател  8. Ток iq из инвертора 4 переходит под действием ЭДС 20 инвертора 4 в переключатель 8 (t , фиг.2) и начинает нарастать. Первый интегратор 11 вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу от ЭДС 19 ротора по времени,который подаетс  на нуль-орган 17, где сравниваетс  с сигналом от блока 16 задани . В момент равенства этих сигналов срабатывает нуль-орган 17 и запускает блок 10 формировани  импульсов, а также блок 6 формировани  импульсов управлени  инвертором 4. Переключатель 8 отключаетс , ток 1 переходит в инвертор 4, интеграторы 12 и 13 сбрасываютс  (tj, фиг.2). Блок 7 синхронизации с сетью осуществл ет распределение импульсов управлени  между тиристорами трехфазной мостовой схемы инвертора 4 в зависимости от соотношени  напр жений в фазах согласующего трансформатора 5 в момент подачи управл ющего импульса. При необходимости регулировани  частоты вращени  асинхронного двигаел  1 измен ют напр жение управлеи  Uy источника 18. Это приводит изменению сигнала от задани  блоов 14 и 16. В первую очередь изме етс  сигнал на выходе блока 14 адани , т.е. ширина импульса протио-ЭДС 20, а сигнал от блока 16 заани  сохран етс  посто нным и равым такой величине, котора   вл ет  достаточной длительностью пауы дл  восстановлени  запирающих войств тиристоров инвертора 4. Это оздает максимальную частоту следоани  импульсов во всем диапазоне зменени  противо-ЭДС и, следоваельно , наименьшие пульсации тоа Ig . Только тогда, когда уменьшеие ширины импульсов противо-ЭДС; 0 начинает ограничиватьс  необходимым временем переходных процессов , дальнейшее уменьшение противо-ЭДС 20 производитс  за счет уве личени  длительности паузы между импульсами (сигнала от блока 16 заДани ). Таким Образом достигаетс  ограничение пульсаций выпр мленного тока Ijj ротора асинхронного двигател  1, что улучшает его использование з счет уменьшени  потерь электроэнергии , а повышенна  частота улучшает услови  работы дроссел  3 и согласу щего трансформатора 5, Снижаетс  ве ро тность перехода асинхронного вен тильного каскада в режим прерывистых токов. Формула изобретени  Асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронньй двигатель с фазньм ротором, выводы обмоток ротора которого через выпр митель и дроссель, св заны с силовым входом инвертора, выход которого через сог ласзпощий трансформатор св зан с сетевыми выводами обмотки статора асинхронного двигател , управл юшрй вход инвертора соединен с выходом первого блока формировани  импульсо с двум  входами, первый из которых соединен с выходом блока синхрониза ции с сетью, источник управл ющего напр жени , управл емый переключатель , силовыми выводами шунтирующий силовой вход инвертора и соединенны первым управл ющим входом с выходом второго блока формировани  импульсов , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  энергетических показателей, в него введены третий блок формировани  импульсов, три интегратора, каждый из которых снабжен двум  силовыми выводами, управл ющим входом и выходом,первый нуль-орган с двум  входами и выхо- : дом, второй нуль-орган с трем  входами и выходом, два блока задани , входы которых соединены между собой и св заны с источником управл ющего напр жени , управл емый переключатель снабжен вторьм управл ющим входом , выход первого блока задани  соединен с первым входом первого нуль-органа, выход которого соединен с входами первого и третьего блоков формирований импульсов, выход последнего из которых св зан с входами второго и третьего интеграторов и с вторым управл ющим входом управл емого переключател , выход второго блока задани  соединен с первым входом второго нуль-органа, выход которого соединен с входом второго блока формировани  импульсов , выход которого соединен с управл ющим входом первого интегратора , ёыход которого соединен с вторым входом первого нуль-органа, выходы второго и третьего интеграторов соединены с соответствуюш 1ми двум  входами второго нуль-органа, первый и второй интеграторы силовыми выводами подключены параллельно выходу выпр мител , третий интегратор силовыми выводами подключен параллельно силовому входу инвертора.

   i II i i i ii |i if }i

   I . I. I 11 I 11 t I It I . О 14I I 1 I IIll ll II IIll I I,II I ll liilljl Mlj I llIllll M)|l| |l} l| II I l| ll|i |i I II IIII II ИII tlI I ,4 ммпиh n IIn и ih hlihi 111 i иг Фиг.г