Частотно-регулируемый электропривод

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I ..(19) Ю (11) 3(59 H 02 P 7 42 i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (21 ) 3443338/24-07 (22) 24.05.82 (46). 2.3.10.83. Бюл, 9 39. (72) Н.А.Михневич, А.В.Федоров и B.H.×åðåìèñè)( (71 ) Научно-исследовательский институт автоматики и .электромеханики . при Тамском институте автоматиэироваиннх систем управления и радио». электроники (53) .621 ° 316.718.5"(088,8) (56) 1». Авторское свидетельство СС(:.Р

В 420070; кл. Н M,Ð 7/46,. 1971.

2. Патент С11Ж Ф 3813599, кл, 318 227; 1974. (54-)(57 ). ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕИЬЯ ЭЯЕКТ- i

ИМЗРИЭОД, содефжаз(ий короткоэамкну- . .тый асинхронный электродвигатель, преобразователю час тоты H напряжения, датчики тока в, фазах двигателя, блоки управления напряженнем и частотой,. датчик опорного сигнала, при этом вход блока управления напряжением соединен с выпрямителем .через фильтр, о т л ич а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения -равномерности враз(ения вала электродвигателя путем повышения эффективности демпфирования колебаний, введен вычислитель сигнала динамической ошибки, составленный из преобразователя. трехфазного сигнала в эквивалентный однофаэный и блока сравнения, причем входы преобразователя трехфазного сигнала с эквивалентный аднофазный соединены с датчиками, тока, а выход - через блок Я сравнения.с входом выпрямителя, второй вход блока сравнения соединен с.датчиком опорного сигнала. ф .в

1050083

Изобретение относится к электротехнике, а именно в частотно-регулируемым асинхронным электроприводам со статическими преобразователями частоты и напряжения.

Известно, что к современным асин- 5 хронным электроприводам с широким диапазоном регулирования скорости вращения предъявляются повышенные требования к равномерности вращения вала двигателя. 10

Известен электропривод, содержащий регулятор напряжения, автономный инвертор, фильтр низких частот, датчик тока, задающий генератор, фаэовращатель. Электропривод позволяет уменьшить качания ротора электро» двигателя, возникающие под действием возмущений со стороны нагрузки. Для этого измеряют ток в цепи питания инвертора и воздействуют полученным сигналом через фильтр низким частот на регулятор напряжения 1 j.

Недостатком данного электропривода,является невозможность получения высокого качества переходных процес-. сов, так как управление выходным напряженнем осуществляется в функции входного тока инвертора., что не позволяет учесть колебаний тока статора двигателя, приводящих к неравномерности-вращения ротора.

Наиболее близким по .технической сущности является частотно-регулируемый электропривод, который содер.жит электродвигатель переменного тока, подключенный к преобразователю 35 частоты, блоки управления напряжением и частотой, датчик опорного сигНала, стабилйзатор тока и вычис литель действительной составляющей тока, в состав которого входят дат- . 40 чики фазного тока, двигателя, выпрямитель и ЗЙ -компенсатор. Электропривод позволяет уменьшить качания ротора двигателя путем выделения колебаний активной составляющей тока статора и воздействия сдвинутым на соответствующий угол сигналом в блок управления напряжением (21. . Недостатком известного электропривода является то, что полезная ин Формация о .величине активной составляющей тока статора двигателя выде-. ляется после тога,,как сигнал Фазного тока проходит через выпрямитель, что вводит дополнительные задержки в цени формирования управляющего воздействия, кроме того, появляется необходимость использования компенсатора, все это снижает качество формирования переходного процесса.

Мель изобретения - повьиаение 60

Равнбмерности вращения, вала электродвигателя путем поведения эффектйв, ности демпфирования колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в частотно»регулируемый электРо-. 65 привод, содержащий короткозамкнутый асинхронный электродвигатель,.подключенный к регулируемому преобразователю частоты и напряжения, датчи- ки тока в фазах двигателя, блоки управления напряжением и частотой, датчик опорного сигнала, прн этом вход блока управления напряжением соединен с выпрямителем через фильтр, введен вычислитель сигнала динамической ошибки, составленный нз преобразователя трехфазного сигнала, в эквивалентный однофаэный и блока сравнения, причем входы преобразователя трехфазного сигнала соединены с датчиками тока, а выход — через блок сравнения с входом выпрямителя, второй вход блока сравнения соединен с датчиком опорного сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема частотно-управляемого электропривода; на фиг. 2 - схема вычислителя сигнала динамической ошибки.

Электропривод содержит короткозамкнутый асинхронный электродвигатель 1, подключенный к преобразователю 2 частоты, выполненному, напри-„ åð, на основе инвертора с широтно-: импульсной модуляцией, источник 3 питания постоянного тока ограничен« ной мощности,.датчики 4-6 тока в Фа-.. зах двигателя, вычислитель 7 сигнала динамической ошибки, датчик 8 опорного сигнала, последовательно соединенныа выпрямитель 9, полосовой фйльтр 10 и блок 11 управления напряжением инвертора, блок 12 управления частотой инвертора. Вычислитель сигнала динамической ошибки (фиг.2). содержит преобразователь 13 трехфазного сигнала в эквивалентный однофаэный и блок 14 сравнения, .собранные на операционных усилителях.. При этом входы укаэанного преобразователя соединены с датчиками 4-6 тока, вы-. ход через блок сравнения подключен к выпрямителю 9. Второй вход блока. сравнения соединен.с датчиком 8 опорного сигнала. частотно-регулируемый электропривод работает следующим образом.

;При работе электропривода на входы вычислителя .7 динамической ошибки (фиг. 2) поступают сигналы с датчиков 4-6 тока, пропорциональные текущим значениям тока в фазах двигателя. Преобразование трехфазной системы сигналов токов статора в однофаэную осуществляется операционным усилителем. При этом производится суммирование сигналов текущих значений токов, снимаемых с датчиков 5 и 6, и вычитание сигнала, поступающего с датчика 4. Сигнал на выходе усили-. теля пропорционален вектору полного статора двигателя и в случае синусоидальности токов двигателя равен

1050083

Составитель В.Тарасов

Техред И.Метелева Корректор И. Эрдейи

Редактор Т. Кугрышева

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Ьеююа

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8449/55

2U s>nup>t, где 0,„- величина сиг- нала, пропорциональная амплитудному значению тока статора двигателя; . ш5- круговая. частота токов статора.

Выделение сигнала рассогласования датчика 8 опорного сигнала, представляющего собой .синусоидальное напряжение, и текущего значения сигнала полного тока статора, поступаю.щего с выхода усилителя, йроизводится блоком 14 сравнения. Полученный сигнал через, выпрямитель 9 поступа. ет на вход полосового фильтра 10, ° на выходе которого выцеляется низкочастотная составляющая сигнала управления, поступающая на блок 11 управления напряжением инвертора.

Полосовой фильтр настроен на частоту, соответствующую электромекханической постоянной электропривода,тем самым формируемый сигнал управления компенсирует те составляющие статорного тока, которые способствуют ко,лебаниям ротора двигателя. Блок 11 управления напряжением инвертора может быть выполнен на основе широтно-импульсного модулятора., реализую5 щего заданный закон формирования тока в базах двигателя. Блок 12 управления частотой инвертора представляет собой фазовращатель, синхронизи-,. руемый выходньм сигналом датчика 8

Я опорного сигнала.. .Предлагаемый электропривод позволяет повысить качество переходных процессов в частотно-регулируемом электроприводе за счет демпфирования колебаний тока, возникающих в Фазах электродвигателя. Применение его улучшает энергетические показатели, уменьшает неравномерность вращения вала двигателя за счет бешинерционно-. го измерения токов собственно элект ® родвигателя.