Электропривод с вентильным двигателем

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЕНТИЛЬНЬИ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащий синхронную электрическую машину, связанный с ней датчик положения ротора, тиристорный преобразователь с управляющими входами по . выходной частоте и частоте питающей сети, датчики тока и частоты вращения, соединенн1ые последовательно Первый суммирующий элемент, второй вход которого соединен с выходом частоты вращения, переключатель полярности, регулятор час;трты вращения, второй суммирУвэщий элемент, второй вход которого соеди:иен с датчиком тока и регулятор тока, переключатель чередования импульсов управления., входом соедин.бнный с Т: х -::;:,. и - ;..,..- Выходом датчика положения ротора, а выходом - с управляющим входом тиристорногб преобразователя по выходной частоте, блок задания режимов., выполненный в виде порогового узла и узла задания частоты вращения/ выход которого подключен к первым входам первого суммируюдего элемента и порогового узла, второй вход которого соединен.с датчиком частоты вращения, а выход - с управляющим входом переключатели полярности, от л и .4 а ющ и и с я тем, что, с целью Повышения быстродействия, - в него введены узел временной задержки и два дополнительных переключателя полярности , причем входом первый дополнительный переключатель полярности соединен (Л с выходом второго суммирующего элемента , выходом - с входом регулятора с тока, а управляющим входом - с выходом узла временной задержки и управляющим вхойом переключателя чередования импульсов управления, второй дополнительный переключатель полчрР ности соединен входом с выходом регулятора ток а,выходом - с управляющим S5 входом тиристорного преобразователя u по частоте питающей сети, а управляюиим входом - с выходом порогового узла и входом узла временной задержки .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ:

РЕСПУБЛИН эцр Н 02 Р 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ: СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Э-::,:::,,,-,, ц

Н АВТОАОНОНН CBMAETEllhCTBV (21)3336433/24-07 (22) 17.09.81 (46). 15. 06. 83. Бюл. Р 22 . (72) A.ß. Бернштейн,A.И.Григораш, И.И.Гудимова, Л.М. Дмитриева, В.П.Лубанцев, A.Н.Морозов и Ф.Б.Светов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (53) 621.313.392-83 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

:ее 542318, кл. Н 02 Р 7/00, 1977.

2. Заявка Японии 9 50-19726, кл. 55С2, 1975. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЕНТИЛЬНЫМ .

ДВИГАТЕЛЕМ, содержащий синхронную электрическую машйну, связанный с ней датчик положения ротора, тиристорный преобразователь с управляющими входами по .выходной частоте и частоте питающей сети, датчики тока и частоты вращения, соединенные последова. тельно первый суммирующий элемент, второй вход которого соединен с вйходом датчика частоты вращения, пе- реключатель полярности, регулятор частоты вращения, второй суммирующий элемент, второй вход коТорого совди.I

:нен с датчиком тока и регулятор тока, переключатель чередования импульсов управления, входом соединенный с

„„ЯО„„А выходсм датчика положения ротора, а выходом — с управляющим входом тиристорного преобразователя по выходной частоте, блок задания режймов, выполненный в виде. порогового узла и узла задания частоты вращения, выход которого подключен к первым входам первого суммирующего элемента и порогового узла, второй вход которого соединен.с датчиком частоты вращения, а выход -.с управляющим входом переключателя полярности, о т л и ч а юшийся тем, что,, с целью повышения быстродействйя,- в него введены узел временной задержки и два дополнительных переключателя полярности, причем входом первый дополнительФ ный переключатель полярности соединен с выходом второго суммирующего элемента, выходом — с входом регулятора тока, а управляющим входом - с выхо- С дом узла временной задержки и управляющим входом переключателя чередо- Я вания импульсов управления, второй дополнительный переключатель полчрности соединен. входом с выходом регулятора тока, выходом - с управляющим входом тиристорного преобразователя по частоте питающей сети, а управляющим входом - с выходом порогового узла и.входом узла временной задержки.

1023610

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано с вентильными двигателями.

Известно устройство управления электроприводом с вентильным двигателем, состоящим из электрической 5 машины, синхронизированного с ней датчика, тиристорного преобразователя с системой формирования управляющих импульсов с частотой питания и системой формирования управляющих 10 импульсов с частотой электрической машины f1).

Недостатком устройства является то, что при подаче команды на торможение происходят переключения в системе управляющих импульсов, сопровождающиеся большими бросками тока.

Наиболее близким к изобретению является электропривод с вентильным двигателем, содержащий синхронную электрическую машину, связанный с 20 ней датчик положения ротора, .тирис- торный преобразователь частоты с системой формирования и фазосмещения управляющих импульсов с частотой питания и систему формирования управ- 25 ляющих импульсов с частотой электрической машины, датчики тока и частоты вращения, включенные последовательно первый суммирующий элемент сигналов задания и отрицательной 30 обратной связи от датчика частоты вращения, переключатель полярности сигналов, регулятор частоты нращения, второй суммирующий элемент сигналов задания и отрицательной обратной связи от датчика тока, регулятор тока, выход которого подключен к входу системы формирования и фазосмещения управляющих импульсов с частотой питания, переключатель чередования импульсов управления с частотой40 электрической машины, выход которого подключен к входу системы формирования импульсов управления с частотой электрической машины, управляющие входы переключателей полярности под- 45 соединены к управляющему выходу блока задания режимов, задающий выход которого соединен с входом первого суммирующего элемента, ко входу блока задания режимов подключен выход 50 датчика частоты вращения, блок зада1ния режимов выполнен в виде порогового узла и узла задания частоты. вращения, выход которого подключен к первым входам первого суммирующего элемента и порогового узла f2 ).

Недостатком указанного электропривода является то, что сигнал задания на уменьшение частоты вращения,нентильного двигателя должен пройти через последовательно включен-60 ные контуры регулирования, из-за чего увеличивается время перевода электропривода в. режим рекуперативного торможения. При этом также происходит мгновенное срабатывание переключате- 65 лей, соответствующее переводу вентилей, работающих в ныпрямительном режиме, н инверторный, а вентилей, работающих в инверторном режиме, в выпрямительный, что приводит из-за неполной управляемости вентилей к форсированному броску тока в силовой цепи. Бросок тока во время перехода из выпрямительного в инверторный режим обусловлен суммарным действием напряжений питающей сети и электрической машины.

Цель изобретения — повышение .быстродействия электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропринод с вентильным двигателем, содержащий синхронную электрическую машину, связанный с ней датчик положения ротора, тиристорный преобразователь с управляющими входами по выходной частоте питающей сети, датчики тока и частоты вращения, соединенные последовательно первый суммирующий элемент, нторой вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, переключатель полярности, регулятор частоты вращения, второй суммирующий элемент, второй вход которого соединен с датчиком тока, и регулятор тока, переключатель чередования импульсов управления, входом соединенный с выходом датчика положения ротора, а выходом — с управляющим входом тиристорного преобразователя по выходной частоте,. блок задания режимов, выполненный в виде порогового узла и узла задания частоты вращения, выход которого подключен к первым входам первого суммирующего элемента и порогового узла, второй вход которого соединен с датчиком частоты вращения, а выход . — с управляющим входом переключателя полярности, введены узел временной задержки и два дополнительных переключателя полярности, причем входом первый дополнительный переключатель полярности соединен с выходом второго суммирующего элемента, выходом — с входом регулятора тока, а управляющим входом — с выходом узла временной задержки и управляющим входом переключателя чередования импульсов управления, второй дополнительный переключатель полярности соединен входом с выходом регулятора тока, выходом — с управляющим входом тиристорного преобразователя по частоте питающей сети, а управляющим входом — с выходом порогового узла и входом узла временной задержки.

На чертеже представлена блок-схема электропривода с вентильным двигателем.

Электропривод содержит синхронную электрическую машину 1, связанный с ней датчик 2 положения ротора, тиристорный преобразователь, 3, соединен1023610 ные.последовательно первый суммирующий элемент 4, переключатель полярности 5, регулятор частоты вращения б, второй суммирующий элемент 7, первый дополнительный переключатель полярности 8, регулятор тока 9 и 5 второй дополнительный переключатель полярности 10, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети, датчик тока 11, сое-. диненный с вторым входом второго суммирующего элемента 7, блок задания режимов 12, выполненный в виде порогового узла 13 и узла задания частоты вращения 14, выход которого подключен к первым входам первого ,суммирующего элемента 4 и порогового узла 13, выход .которого подключен ,к управляющим входам переключателей полярности 5 и 10 и к входу узла временной задержки 15, выходом соединенного с управляющим входом переключателя полярности 8 и через переключатель чередования импульсов управления 16 с управляющим входом тИристорного преобразователя 3 по 25 выходной частоте. Датчик 2 положения ротора соединен с управляющим входом переключателя чередования импульсов управления 16 и входом датчика частоты вращения 17, выход которого 30 поключен к вторым .входам порогового . узла 13 и суммирующего элемента 4.

Тиристорный преобразователь 3 может быть выполнен в виде непосредственного преобразователя частоты.

Электропривод работает следующим образом.

При подаче на вход сигнала задания частоты вращения (ОЗ В), соот-. ветствующего заданному найравлению вращения, электрической машины 1 в 4О двигательном режиме, преобразователь 3 по отношению к цепи питания работает в выпрямительном режиме, а по отношению к электрической машине i — в инверторном. На управля- 45 ющем входе тиристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети формируется сигнал, соответствующий некоторому углу отпирания вентилей в выпрямительноМ режиме, а на упРав- 50 ляющем входе тиристорного преобразователя 3 по выходной частоте — сигнал,. соответствующий углу опережения в инверторном режиме.

С задающего выхода узла задания частоты вращения 14 на вход первого суммирующего элемента 4 поступает сигнал задания частоты вращения

Озчв> О. Этот сигнал сравнивается с сигналом обратной связи по частоте вращения (tfо „ ) с выхода датчика

60 частоты вращейия 17, который подается также на вход порогового узла 13.

При величине рассогласования указанных сигналов большей нуля (U О чэъ.0) переключатель полярности 5 65 находится в положении, обеспечиваюqeM прохождение сигнала рассогласования на вход регулятора частоты вращения б без инверсии. Сигнал задания тока (U+>) на выходе регулятора б сравнивается во втором суммирующем элементе 7 с сигналом обратной. связи по току (U ) с выхода датчика тока 11. Второй дополнительный переключатель полярности 10 пропускает сигнал с выхода регулятора тока 9 на управляющий вход тиристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети без инверсии. Сигнал

"1" на выходе порогового узла 13 обеспечивает указанное положение переключателей .полярности 5 и 10 и через узел временной задержки 15 переключателя 8, а также положение переключателя чередования импульсов. управления 16, обеспечивающего тре,буемоечередование.импульсов с выход:ной частотой в инверторном режиме.

При увеличении сигнала задания частоты вращения О „в, .сОответствующем переходу на пониженную частоту вращения (0 „- Oozing О), на выходе порогового узла 13 формируется сигнал "0", воздействием которого переключатели полярности 5 и 10 мгно- веннО переводятся в положение, ин-. вертирующее полярность иХ выходных сигналов. При этом сигнал. управления на управляющем входе тиристорного преобраэова-.еля 3 по частоте питающей сети скачком изменяет полярность и преобразователь 3 с максимальным быстродействием переводится в .инверторный режим по отношению к питающей сети. Время, необходимое для перевода преобразователя в инверторный режим, зависит от частоты питания.

По истечении заданного. времени на выходе узла временной задержки 15, также появляется сигнал "0", обеспечивающий перевод переключателя полярности 8 в положение, инвертирующее полярность его выходного сигнала, и перевод переключателя чередования импульсов 16 в положение, при котором импульсы управления с выходной частотой формируются в области вып рймительного режима. После указанных переключений происходит регулируемый (без бросков тока) переход электропривода в режим торможения с рекуперацией энергии в сеть. При достижении частотой вращения значения, при котором сигнал рассогласования по частоте вращения положительный (Uz — ()о „ь ъ О), сигналом "1" с выхода порогового узла 13 переключатели 5, 8, 10 и 16 мгновенно возвращаются в исходное положение.

Таким образом, использование дан.— ного устройства управления электроприводом с вентильным двигателем позволяет обеспечить максимальное быстродействие при переводе вентиль3 1023610

4 ного двигателя.в режим рекуператив- тока) переход электропривода в реного торможения за время, не превы- жим торможения с рекуперацией энерющее половинЫ периода частоты гии в сеть, что позволяет снизить питающей сети. Кроме того, благодаря установленную мощность преобразо вавведению двух переключателей поляр- теля на 5-1ОВ и сечение магнитопроности и узла временной задержки 5 вода сглаживающего реактора преобпроисходи г регулируемый.(без бросков разователя на 15-20%.

Составитель Л. Краснов

Редактор Л. Веселовская Техред М.Костик Корректор О Билак

Заказ 4236(48 Тираж 687 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам:изобретений и открытий

113035, Москва, й- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.