Електропривод змінного струму

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в механизмах, работающих с тгос- тоянным крутящим моментом. Целью изобретения является повышение КПД, стабилизация реактивной мощности, потребляемой из сети, и расширение диапазона частоты вращения. Электропривод содержит асинхронный двигатель (АД) І с фазным ротором. Статорные обмотки АД 1 подключены к сети 2 переменного тока. Роторные обмотки АД 1 подключены через первый мостовой выпрямитель (В) 3, второй мостовой Б 4 и параметрический стабилизатор 5 переменного тока к выводам статорной обмотки АД 1. Последовательно с указанными В 3 и В А вклю г Фиг./ Q 1272463 чен ведомый сетью инвертор (И) 6. Введение ведомого сетью И б позволяет исключить необратимые потери энергии скольжения, обеспечить более широкий диапазон скольжения, в котором крутящий момент остается Неизменным, и получение коэффициента мощ ности cos i практически близко к f единице. Схема электропривода обладает и высокой степенью надежности, т.к. питание И 6 от стабилизированного тока исключает его перегрузки при колебаниях напряжения сети. Последнее исключает режимы опрокидывания И 6. 3 ил. Изобретение относится к электропа вентилей - с анодной группой вентехнике и может быть использовано в тилей первого мостового выпрямитевентильных электроприводах переменля 3, трехфазный выход ведомого сетью ного тока на базе асинхронного двиинвертора 6 соединен с выводами обгателя с фазным ротором для механиз- 5 моток статора. мов, требующих режима работы двигаЭлектропривод переменного тока теля с постоянным крутящим моментом, работает следующим образом, не зависящим от частоты вращения В результате подачи напряжения ротора, например для следящих лебена обмотку статора асинхронного двидок, станков для намотки материалов \ '" гателя 1, на вход параметрического (проволоки, полимерной пленки) и цестабилизатора 5 переменного тока и лого ряда других механизмов с анана выход ведомого сетью инвертора 6 логичными требованиями к электроприв цепи постоянного тока через выпряводу. мители 3 и 4 и инвертор 6 протекает Целью изобретения является повы- 1 5 стабилизированный ток. При этом рошение КПД привода, стабилизация реторная обмотка асинхронного электроактивной мощности, потребляемой придвигателя 1 оказывается замкнутой водом из сети (генерируемой в сеть), накоротко, а двигатель вращается и расширение диапазона частоты врасо скоростью, близкой к скорости хощения, в котором крутящий момент *^ лостого хода (скольжение близко к двигателя остается неизменным. нулю). На фиг.1 представлена функциоВыпрямленное напряжение параметнальная схема электропривода переменрического стабилизатора 5 переменноного тока, на фиг. 2 и 3 - механиго тока на выходе выпрямителя 4 ческие характеристики электропривоуравновешивается противо-ЭДС на входа. де ведомого сетью инвертора 6. ЭнерЭлектропривод переменного тока гия, потребляемая стабилизатором 5 содержит асинхронный двигатель 1 с тока, через инвертор 6 возвращается фазным ротором^ обмотки статора ков сеть. 30 При увеличении момента нагрузки торого подключены VL сети 2 переменувеличивается скольжение ротора, и ного тока, выводы обмоток ротора увеличивается его ЭДС. Это приводит подключены к входу первого мостового к росту тока в роторной обмотке двивыпрямителя 3, катодная группа венгателя. Начиная с величины скольжетилей которого соединена с анодной группой вентилей второго мостового 35 ния ротора, при которой действующее выпрямителя 4, трехфазный вход котозначение тока в роторной обмотке рого связан с выводами обмоток стастановится равным действующему знатора через параметрический стабиличению тока на выходе параметричесзатор 5 переменного тока, ведомый кого стабилизатора 5 переменного сетью инвертор 6, анодная группа 40 тока, ток в роторной обмотке стабивентилей которого соединена с катодлизируется, а двигатель переходит в ной группой вентилей второго мосторежим источника стабилизированного вого выпрямителя 4, а катодная групмомента, т.е. крутящий момент не за 1272463 на фиг. 2 и 3 представлены механивисит от.величины скольжения и проческие характеристики привода при порционален произведению магнитного регулировании величины стабилизиропотока на действующее значение тованного крутящего момента посредстка ротора. В случае, если параметривом изменения уровня выходного точеский стабилизатор 5 переменного ка параметрического стабилизатора 5 тока выполнен регулируемым, предпеременного тока в известном электроставляется возможным получить в приводе при наличии резистора в цеплоскости координат S,M (S - скольпи выпрямленного тока (фиг.2) и в жение, М - момент) спектр момент10 предлагаемом электроприводе при ввеных характеристик электродвигателя 1 дении в цепь выпрямленного тока (фиг. 2 и 3 ) , где S t T 1 - текущее знавместо резистора ведомого сетью инчение скольжения, 1 П - текущее знавертора (фиг.З). чение тока параметрического стабилизатора, при этом М и п = 1,2,3, 4... !5 Преимуществом предлагаемого элекС увеличением скольжения растет тропривода является также возможЭДС ротора и увеличивается напряженость получения практически близкого ние на выходе выпрямителя 3 и уменьк единице коэффициент? мощности L шается напряжение на выходе выпрями(cos f ) . Во всем заданном диапазоне 20 изменения уровня стабильного моментеля 4, а напряжение на входе инвертора 6 при этом остается постоянта при любых значениях величины ным. скольжения ротора величина ЭДС инвертора остается неизменной. Это соУменьшение напряжения на выходе ответствует режиму работы инвертора выпрямителя 4 означает уменьшение 25 с фиксированным углом управления потребления параметрическим стабиливентилями инвертора 6. Инвертор, везатором 5 переменного тока активной домый сетью, при фиксированном угле мощности из сети 2 переменного тока, управления потребляет из сети поса величина энергии скольжения при тоянную по величине реактивную мощэтом увеличивается пропорционально 30 ность. При неизменном напряжении на увеличению скольжения ротора. Такое статоре двигателя \ ток намагничиперераспределение потоков энергии вания двигателя также неизменен. Необеспечивает при заданном уровне изменна и потребляемая двигателем стабилизированного тока постоянство из сети реактивная мощность. Следоинвертируемой в сеть энергии, величина которой при напряжении на выхо- 35 вательно, при стабилизации момента двигателя изменение скольжения роде выпрямительного моста 4, равном тора в широком диапазоне не привонулю, что соответствует максимальдит к изменению суммарной реактивной величине скольжения ротора,равной мощности, потребляемой двигатена энергии скольжения ротора. лем 1 и инвертором 6. Параметричес40 Таким образом, введение в схему кий стабилизатор 5 переменного тока электропривода переменного тока вена основе индуктивно-емкостного предомого сетью инвертора позволяет образователя при изменении активной исключить необратимые потери энернагрузки на его выходе, а именно тагии скольжения ротора и существенковой и являются последовательно 45 но повысить КПД электропривода. соединенные мостовой выпрямитель 3 Малое внутреннее эквивалентное роторной обмотки и инвертор 6, генесопротивление ведомого сетью инверрирует в сеть (или потребляет из сетора, теоретически равное нулю, при ти) также постоянную по величине достаточной мощности сети переменреактивную мощность. Для получения ного тока обеспечивает более широ- 50 высокого коэффициента мощности , такий диапазон скольжений, в котором ким образом, достаточно выбрать пакрутящий момент двигателя остается раметрический стабилизатор 5 перенеизменным, при установке нового менного тока (индуктивно-емкостной значения заданного момента двигатестабилизатор тока), который генериля посредством изменения уровня ста- 55 рует в сеть реактивную мощность,равбильного тока на выходе параметриную суммарной мощности, потребляеческого стабилизатора 5 переменного мой из сети двигателем 1 и инвертотока. Для иллюстрации этого явления 1272463 ром 6. Гаким образом, изменение угв котором крутящий момент двигателя ловой скорости двигателя t предостается неизменным. лагаемого электропривода не влияет Формула изобретения на потребление (генерирование) реактивной мощности, т.е. не приводит 5 Электропривод переменного тока, к броскам реактивной мощности, что содержащий асинхронный двигатель с положительно сказывается на работе фазным ротором, обмотки статора копитающей сети. торого предназначены для подключеПри изменении уровня неизменнония к сети переменного тока, выводы ї0 го тока на выходе параметрического обмоток ротора подключены к входу стабилизатора 5 переменного тока, первого мостового выпрямителя,катода значит, и изменении величины круная группа вентилей которого соедитящего момента двигателя 1 постояннена с анодной группой вентилей втоство реактивной мощности, потребляерого мостового выпрямителя, трех5 мой приводом из сети (генерируемой ' фазный вход которого связан с вывов сеть), обеспечивается установкой дами обмоток статора через параметтребуемого угла управления ведомого рический стабилизатор переменного сетью инвертора 6. тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, Схема данного электропривода обчто, с целью повышения КПД, стабилиладает также и высокой степенью на- 20 зации реактивной мощности, потребдежности, так как питание инвертора ляемой из сети, и расширения диапаот источника стабилизированного тозона частоты вращения, в котором ка исключает его перегрузки при кокрутящий момент двигателя остается лебаниях напряжения сети, что иснеизменным, в него введен ведомый ключает режимы опрокидывания инвер- 25 сетью инвертор, трехфазный выход тора. которого соединен с выводами обмоПрименение изобретения позволит ток статора, анодная группа вентипростыми средствами в электроприволей инвертора соединена с катодной де переменного тока решить задачу группой вентилей второго мостового реализации электропривода, работаю- 30 выпрямителя, а катодная группа^ венщего в режиме источника крутящего тилей инвертора - с анодной группой момента с высоким КПД, cosv и с шивентилей первого мостового выпрямироким диапазоном частоты вращения, теля. Ah м Фиг З Фиг 2 Редактори. Николайчук Заказ 6347/54 Составитель В. Тарасов Техред и.Попович Корректор М. Демчик Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4