Електропривод змінного струму

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН 1568194 * , * А1 (51)5 Н 02 Р 7/62 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4366294724-07 ' / ," , С22) J 9 . O 1 . 8 8 (46) 3 0 . 0 5 . 9 0 . Бюл. № 20 (71) Институт электродинамики А УССР Н и Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по р а з р а ботке машин и оборудования для пере — работки пластических масс, резины и искусственной кожи (72) В.П.Аркушин, И.В.Волков, В.Н.Исаков, А.П.Плугатарь, А.Л.Радченко и В.А.Войтех (53) 6 2 1 , 3 4 . 5 7 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода, I I , : Энергоиздат, 1981 . Авторское свидетельство СССР № 1272463, к л , Н 02 Р 7/62, 1985. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к э л е к т р о технике и может быть использовано в электроприводах переменного тока на базе асинхронного двигателя с фазным ротором для механизмов, требующих р е жима работы д в и г а т е л я с постоянным крутящим моментом, не зависящим от частоты вращения ротора, например для механизмов следящих л е б е д о к , станков намотки проволоки, полимерной пленки. Пелью изобретения я в л я е т с я уменьшение габаритов и веса,улучшение энергетических характеристик путем повышения коэффициента мощности п р и вода при ч а с т о т а х вращения д в и г а т е л я , близких к синхронной. Цель д о с т и г а е т ся тем, что параметрический с т а б и л и затор т о к а , питающий обмотку ротора асинхронного д в и г а т е л я I , выполнен в виде индуктивно-емкостного п р е о б р а з о в а т е л я , в котором функцию индуктивных элементов в ы п о л н и т обмотки с т а т о р а д в и г а т е л я 1, одни выводы которых предназначены для подключения к сети переменного т о к а , а другие подключены к выводам конденсаторов 6, с о е д и н е н ных в з в е з д у , и к соответствующим входам мостового выпрямителя 4 . 2 ил. (Л С ел ЭО Риг. г 1568J94 с конденсаторами 6 образуют по сущеИзобретение относится к электроству параметрический стабилизатор петехнике и может быть использовано в ременного тока, выходной ток которого электроприводах переменного тока на практически не зависит от нагрузки. базе асинхронного двигателя с фазным При малом нагрузочном моменте, т . е . ротором для механизмов, требующих при малой величине тока ротора, рорежима работы двигателя с постоянным торная обмотка оказывается замкнутой крутящим моментом, не зависящим от накоротко через открытые вентили перчастоты вращения ротора, например, для механизмов следящих лебедок, стан-jQ вого мостового выпрямителя 3, и ротор вращается со скоростью, близкой к ков намотки проволоки, полимерной скорости холостого хода. пленки. Выпрямленное напряжение параметриЦель изобретения - уменьшение гаческого стабилизатора 7 переменного баритов и веса, улучшение энергетических характеристик электропривода J5 тока уравновешивается противо-ЭДС на выходе ведомого сетью инвертора 5, путем повышения коэффициента мощности При увеличении нагрузки увеличиваютпривода при частотах вращения двися скольжение ротора и Э С ротора, Д гателя, близких к синхронной. что приводит к росту тока в роторной На фиг. J представлена функциональная схема электропривода перемен-^ обмотке. Начиная с величины скольжения ротора, при которой действующее ного тока; на фкг. 2 - механическая значение тока в роторной обмотке стахарактеристика электропривода. новится равным действующему значению Электропривод переменного тока сотока на выходе параметрического стадержит асинхронный двигатель 1 (фиг.1) с фазным ротором, одни из выводов об- 25 билизатора переменного тока 7, ток в роторной обмотке стабилизируется. моток статора которого предназначены для подключения к сети 2 переменного Момент асинхронного двигателя 1 при тока, а выводы обмоток ротора* соедистабилизированном токе в роторной обненные в звезду, подключены к входу мотке определяется выражением первого мостового выпрямителя 3. Ка- ?0 м * kPi2 (1Э тодная группа вентилей последнего соединена с анодной группой вентилей где Ф - магнитный поток статора; мостового выпрямителя 4, катодная I - действующее значение тока в группа вентилей которого соединена с роторной обмотке. анодной группой вентилей инвертора 5. Поскольку двигатель I работает в Катодная группа вентилей инвертора 5 35 ненасыщенном режиме, то величина магсоединена с анодной группой вентилей нитного потока статора пропорциональпервого мостового выпрямителя 3. на напряжению на обмотках статора Трехфазный выход и н в е р т о р а 5 п р е д н а з (при постоянной частоте питающей с е н а ч е н ДЛЯ ПОДКЛЮЧенИЯ К СЄТИ 2 ПЄРЄ- АЛ ти), т . е . в электроприводе переменноменного тока. Другие выводы обмоток го тока для обеспечения неизменным статора подключены к входу второго электромагнитного момента двигателя мостового выпрямителя 4 и к конденсав широком диапазоне изменения скоросторам 6, соединенны* в звезду, обрати вращения ротора необходимо, чтобы зующим с обмотками статора асинхрон- д5 Ф = const, 1г « const» т . е . напряженого двигателя 1 индуктивно-емкостный ние на обмотках статора должно остапреобразователь 7. Последний играет ваться неизменным во всем диапазоне роль параметрического стабилизатора изменения скорости. переменного тока. С увеличением скольжения асинхронЭлектропривод переменного тока ра- ел ного двигателя 1 увеличивается Э С Д ботает следующим образом. ротора, при неизменном токе в роторВ результате подачи напряжения пиной обмотке, выпрямителях 3 и 4 и интающей сети на входы индуктивно-емверторе 5. При этом выполняется ракостного преобразователя 7 и rta вход венство ведомого сетью инвертора 5, в цепи (2) U5» выпрямленного тока через выпрямители 3 и 4 и инвертор 5 протекает стабили- напряжение на первом мостогде зированный ток, так как статорные обвом выпрямителе, пропорциомотки асинхронного двигателя 1 вместе нальное Э С ротора; Д s 1568 194 напряжение на втором мостовом выпрямителе; U - напряжение на входе инвертора. При работе инвертора 5 с фиксированным углом управлення U 5 = const. Поэтому, при увеличении скольжения, и^ увеличивается, а в соответствии с (2), U4 уменьшается. Если рассматривать работу индуктивно-емкостного преобразователя 7 без учета влияния на его работу роторных обмоток асинхронного двигателя, то, с увеличением U$ в соответствии с ( 2 ) , уменьшается U 4 . Уменьшение \3л соответствует уменьшению нагрузки индуктивно-емкостного преобразователя, потребляемого из сети тока, напряжение на статорных обмотках асинхронного двигателя I , а значит, и уменьшению магнитного потока Р . В соответствии с ( 1 ) , с уменьшением магнитного потока статора Ф f при I- - c o n s t , электромагнитный момент двигателя Н также уменьшается. Обмотки статора асинхронного двигателя 1 и конденсаторы 6 могут составлять и другие, отличные от представленной на ф и г . і , схемы индуктивно-емкостных преобразователей. Однако, из-за влияния на работу таких преобразователей роторной цепи двигателя 1 получение требуемой моментной характеристики электропривода, аналогичной указанной на фиг.2, связано лишь с теми схемами, в которых одни из выводов обмоток статора подключены к сети переменного тока. Таким образом, выполнение параметрического стабилизатора переменного тока в виде индуктивно-емкостного t 10 20 25 30 35 40 * . • преобразователя, в котором роль индуктивных элементов играют обмотки статора асинхронного д в и г а т е л я , обеспечивает улучшение массогабаритных показателей электропривода. Кроме т о г о , повышается коэффициент мощности при частотах вращения д в и г а т е л я , близких к синхронной. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, одни из выводов обмоток статора которого предназначены для подключения к сети переменного тока, а выводы обмоток ротора, соединенные в з в е з д у , подключены к входу первого мостового выпрямителя, катодная группа вентилей которого соединена с анодной группой вентилей второго мостового выпрямителя, катодная группа вентилей второго мостового выпрямителя соединена с анодной группой вентилей инвертора, катодная группа вентилей которого соединена с анодной группой вентилей первого мостового выпрямителя, а трехфазный выход инвертора предназначен для подключения к сети переменного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью уменьшения габаритов и в е с а , улучшения энергетических характеристик путем повышения коэффициента мощности электропривода при ч а с т о т а х вращения д в и г а т е л я , близких к синхронной, в в е дены конденсаторы, соединенные в з в е з ду, подключенные свободными выводами к другим выводам обмоток статора и к соответствующим входам второго мостового выпрямителя. 1568194 00, ft О -a» fuz.Z Редактор И.Касарда Составитель А.Жилин Техред Л.Олийнык Заказ 1331 Т и р а ж 45 6 Корректор В.Гирняк Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКІЇГ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н з б . , д . 4/5 ~ ~ • • — Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина" 1-М