Шестифазная вентильная электромеханическая система переменного тока с расщепленной трехфазной обмоткой

Использование: Полезная модель относится к области электротехники и электромеханики и может быть использована в электромеханических системах, в частности, в тяговом электроприводе. Технический результат: улучшение пусковых и динамических характеристик шестифазного двигателя при изменении частоты преобразователя. Сущность полезной модели: многофазная вентильная электромеханическая система переменного тока, содержащая выпрямитель, соединенный последовательно с коммутационным блоком и машиной переменного тока, и параллельно подключенными драйвером и системой управления на основе микроконтроллера, содержит шестифазную машину переменного тока, причем, выполненную на основе трехфазной машины, у которой каждая фаза выполнена расщепленной, а коммутационной блок выполнен в виде трех однофазных преобразователей, при этом, обмотки фаз подключены последовательно или параллельно.

Полезная модель относится к области электротехники и электромеханики и может быть использована в электромеханических приводах, в частности, в тяговом электроприводе.

Известны четырехфазные вентильные электромеханические привода переменного тока, например, четырехфазный вентильный

электромеханический привод, приведенный на www.twirpx.com. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 (Гранит) с асинхронными тяговыми электродвигателями», руководство по эксплуатации PDF, содержащий выпрямитель, коммутационный блок, драйвер, микроконтроллер и четырехфазную машину переменного тока. Дата публикации 2009 г.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является трехфазный вентильный электромеханический привод переменного тока (http://www.freescale.com/webapp/sps/site/application.jsp?code=APLINDMOT#), содержащий выпрямитель, коммутационный блок, драйвер, микроконтроллер и трехфазную машину переменного тока. Дата выкладки в Интернет источника информации 5.11.12.

Недостатком прототипа является то, что электрическая машина переменного тока содержит три фазы, соединенные в звезду, длительность работы силовых ключей составляет 120 электрических градусов, а результирующая намагничивающей силы составляет 3/2 от намагничивающей силы фазы.

Задача полезной модели: улучшение условий коммутации ключей коммутационного блока, увеличение результирующей намагничивающей силы в воздушном зазоре электрической машины, за счет увеличения числа фаз, а также расширения функциональных возможностей за счет последовательного или параллельного соединения полу фаз рабочей обмотки.

Технический результат: улучшение пусковых и динамических характеристик шестифазного двигателя при изменении частоты преобразователя. Технический результат достигается за счет увеличения числа фаз, а также того, что обмотки фаз подключены последовательно или параллельно.

Поставленная задача решается тем, что многофазный вентильный электромеханический привод переменного тока, содержащий выпрямитель, соединенный последовательно с коммутационным блоком и машиной переменного тока, и параллельно подключенными драйвером и микроконтроллером, согласно полезной модели, содержит шестифазную машину, причем, выполненную на основе трехфазной машины, у которой каждая фаза выполнена расщепленной, а коммутационной блок выполнен в виде трех однофазных преобразователей, при этом, обмотки фаз подключены последовательно или параллельно.

Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена симметричная шестифазная обмотка, образованная расщепленными фазами трехфазной обмотки; на фиг. 2 - схема фазы расщепленной трехфазной обмотки. На фиг. 3 и фиг. 4 изображены схемы соединения и подключения обмоток шестифазной электрической машины к коммутационному блоку, состоящему из трех однофазных преобразователей. На фиг. 3 изображены схемы при последовательном соединении фаз шестифазной машины, а на фиг. 4 изображены схемы при параллельном соединении фаз шестифазной машины. На фиг. 5 изображена шестифазный электромеханический привод переменного тока на основе трехфазной машины с расщепленной рабочей обмоткой, которая формирует вращающееся магнитное поле при определенной коммутации вентилей силового коммутационного блока.

Шестифазный вентильный электромеханический привод переменного тока (фиг. 5) содержит соединенные последовательно выпрямитель 1, коммутационный блок 2, состоящий из трех однофазный преобразователей, 6-фазную машину переменного тока 3. Драйвер 4 соединен с коммутационным блоком и микроконтроллером 5.

Так как вентильная машина переменного тока имеет 6 фаз, результирующая намагничивающая сила в воздушном зазоре будет равна 3 намагничивающим силам фазы. Кроме этого, полу фазы расщепленной трехфазной обмотки, образующие 2 фазы шестифазной обмотки, в соответствии с фиг. 2, могут соединяться последовательно или параллельно, улучшая характеристики двигателя при изменении часты преобразователя.

Предлагаемый шестифазный вентильный электромеханический привод работает следующим образом. При запуске двигателя, когда частота преобразователя минимальна, полу фазы двигателя, формирующие вращающееся магнитное поле машины соединяются последовательно. При возрастании частоты до некоторой критической величины, полу фазы подключаются параллельно.

Последовательность коммутации вентилей коммутационного блока следующая: 1-4-5-8-11-10, 1-4-7-6-11-10, 1-4-7-6-9-12, 3-2-7-6-9-12, 3-2-5-8-9-12, 3-2-5-8-11-10. Всего шесть циклов коммутации за период. Длительность одного цикла равна 1/6 периода. Длительность цикла задает частоту преобразователя.

Заявляемая полезная модель позволяет улучшить пусковые и динамические характеристики многофазного электромеханического привода при изменении частоты преобразователя. Это достигается за счет увеличение количества фаз двигателя и возможности переключения фаз с последовательного соединения на параллельное соединение.

Многофазный вентильный электромеханический привод переменного тока, содержащий выпрямитель, соединенный последовательно с коммутационным блоком и машиной переменного тока и параллельно подключенными драйвером и микроконтроллером, отличающийся тем, что машина переменного тока выполнена шестифазной, причем на основе трехфазной машины, у которой каждая фаза выполнена расщепленной, а коммутационной блок выполнен в виде трех однофазных преобразователей, при этом обмотки фаз подключены последовательно или параллельно.