Patent RU-202167-U1 (RU)
Title: Электропривод
IPC: B63H23/24
Filed: 2020-10-12
Granted: 2021-02-05
Abstract: Полезная модель относится к электрическим приводам и может быть использована в разного рода исполнительных механизмах и транспортных системах, в том числе в системах электродвижения судов. Технический результат заключается в снижение потерь энергии (повышение эффективности) в электроприводе с источником электропитания по схеме “треугольник”. В настоящее время наиболее часто используется автономный инвертор с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения, однако использование для коммутации напряжения современной элементной базы делает эффективным и применение непосредственных преобразователей частоты, называемых еще циклоконвертерами. При этом в известных из уровня техники решениях для обоих типов преобразователей частоты используются полупроводниковые коммутаторы с многофазным выходным напряжением, например трехфазный инверторный мост с широтно-импульсной модуляцией, который не имеет в своей схемотехнике общей нейтрали. Из уровня техники известен также электропривод с резервированием, оснащенный тремя отдельными каналами преобразования частоты с однофазным выходом каждый, которые имеют общую нейтраль за счет объединения выходов по схеме “звезда”. Однако из основ электротехники известен еще один вид соединения фаз трехфазных цепей по схеме “треугольник”, который использовался ранее в питающих цепях электропривода путем переключения схемы вторичной обмотки питающего трансформатора на время запуска, что обеспечивало при прямом пуске электродвигателя снижение пусковых токов. Однако в цепях по схеме “треугольник” возможно возникновение уравнительных токов, при нарушении симметрии между фазами. Это не препятствует использованию схемы “треугольник” в целом, но приводит к возникновению уравнительных кольцевых токов, которые протекают по замкнутому контуру трех фаз схемы “треугольник” и ведут к дополнительным потерям мощности. Считается, что такие токи не превышают 10% от номинала и содержат высшие гармоники, обусловленные искажением фазных напряжений. В предлагаемом решении обеспечивается компенсация для кольцевого уравнительного тока при питании статора электродвигателя со сдвоенной обмоткой по схеме “звезда”. В таком случае обеспечивается снижение или исключение уравнительных токов, что ведет к снижению тепловыделения в элементах электропривода (каналах преобразования частоты и обмотках, как электродвигателя, так и питающих трансформаторов). Для этого преобразователь частоты оснащается тремя независимыми каналами преобразования, однофазные выходы которых подсоединяются к обмотке статора независимо друг от друга, то есть объединение источника электроэнергии (преобразователя частоты) в “треугольник” осуществляется в нагрузке, питаемой им (электродвигателе). Все три фазы электродвигателя имеют дублирование и объединяются в общую нейтраль. Одноименные фазы своими выводами подключаются в разрыв между смежными фазами выходов преобразователя частоты, обеспечивая эквивалент схемы “треугольник”. При питании нагрузки происходит компенсация кольцевых токов за счет взаимной индуктивности дублированных фаз двигателя. Их включение с одинаковой полярностью приводит к компенсации нелинейностей в фазах за счет наведения встречной ЭДС, и исключает возникновение уравнительных токов. 7 ил.