Частотно-управляемый асинхронный электропривод

 

ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД по авт.св. 680129, отличают ийс я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик устройства, обеспечения имрокого диапазона регулирования скорости, он снабжен нелинейньом блоком с управляемым входом, причем вход фазового модулятора пдцключен к выходу неуправляемого генератора модулирующего сигнала через нелинейный блок, управлягаций вхся которого соединен с выходом измерителя скорости, при этом нелинейный блок реализует функцию J1HO ,д„ / при /uj/u HOM / Oi и мод Опри- / w/u, / , 0,1 где - выходной сигнал нелинейного блока; u)M текущая и номинальная частоты вращения. (Л О5 4 4

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1064414 А

3(59 Н 02 Р 7 42

С о .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8 Г 1- 1!

J

Н АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фигЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 680129, (21) 3390730/24-07 (22) 01.02.82 (46) 30.12.83.Вюл. 9 48 (72) P.T.Øðåéíåð и Ю.В.Калуцкий (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 621. 313 ° 3 ..072. 9 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 80129, кл. Н 02 P 7/42, 1976. (54) (57) ЧАСТОТНО-УВРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОНРИВОД по авт.св.

9 680129, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик устройства, обеспечения широкого диапазона peryлирования скорости, он снабжен нелинейным блоком с управляемым входом, причем вход фазового модулятора прдключен к выходу неуправляемого гене- ратора модулирукщего сигнала через нелинейный блок, управляющий вход которого соединен с выходом измерителя скорости, при этом нелинейный блок реализует функцию

-10 /см/ы f при /m/w >,„ /< 0; (/ / ном / "" где 0 „- выходной сигнал нелинейного блока; м и ю, „,,,;-- текущая и номинальная частоты вращения. (РС5 юань

4 эФ

1064414

10

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться при пос троении час тоты-уп равляемых аси ихронных электроприводов, содержащих вентильные преобразователи частоты с автономнными инверторами тока с широким диапазоном регулирования скорости.

Но основному авт.св. Р 680129 известен частотно-управляемый асинхронныйый 3rre« po pH a op, содержащий вентиль ный преобразователь частоты с автономным инвертором тока, управляющие входы которого подключены к выходам блока управления, и с управляемым выпрямителем, управляющие 15 входы которого через блок импульснофазового управления, регулятор тока и функциональный преобразователь подключены «выходу регулятора скорости, регулятор скольжения, подключенный Zp входом к выходу фун«ционального преобразователя, неуправляемый генера Тор модулирующего сигнала и фазовый модулятор, Входы которого подключены к выходам упомянутых регулятора 25 скольжения и генератора,а выход — .к входу блока управления инверторомГЦ, Расширение диапазона регулирования происходит за счет использования в электроприводе фазового модулятора, на второй вход которого поц«лючен генератора модулирующего сигнала.

Однако в известном электроприводе максимальная ..стота модуляции и выходного сигнала инвертора равны и выбраны по коммутирующим возможнос- 35 тям инвертора 60 Гц, чтобы избежать применения специальных быстродействующих вентилей. Оптимальное соотношение между выходной частотой и частотой модуляции обычно лежит в 40 .пределах 8+10. Ври увеличении с«орости вращения этo соотношение уменьшается и стремится к единице при этом появляется резкая несимметрия фазных токов инвертора и возрастают потери в системе инвертор-двигатель.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет обесгечения широкого диапазона регулирования скорости.

Гоставленная цель достигается тем, что в частотно †управляем а"ин. хронный электропривод, содержащий вентильный преобразователь частоты с автононым инвертором тока, управляющие входы которого подключены к выходам блока управления, и с управляемым выпрямителем, управляющие входы которого еере з блок импульснофазового управления, регулятор тока и функциональНый преобраватель подключены "к выходу регулятора скорости и регулятор скольжения, подключенный входом к выходу функционального преобразователя, неуправляемый генератор модулирующего сигнала и 65 фазовый модулятор, входы которого подключены к выходам упомянутых регу лятора скольжения и генератора, а выход — к входу управления инвертором,снабжен нелинейным блоком с управляемым входом, причем вход фазового модулятора подключен к выходу неуправляемого генератора модулирующего сигнала через нелинейный. блок, управляющий вход которого соединен с выходом измерителя скорости, при этом нелинейный блок реализует функцию где U — выходной сигнал нелинейного блока; м им„„„,— текущая и номинальная часто" ты вращения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема частотно-управляемого асинхронного элактропривода; на фиг. 2 — передаточная функция нелинейного блока; на фиг. 3 — пример

его реализации.

Частотно-управляемый электропри-: вод содержит автонномный инвертор

1, управляющий вход которого через блок 2 управления, фазовый модулятор 3, индукционную машину 4 и регулятор 5 скольжения подключен к функциональному преобразователю 6, управляемый выпрямитель 7, выход кото рого подключен к инвертору 1, а управляющий вход через блок 8 импульс. но-фазового управления и регулятор

9 тока подключен к другому выходу функционального преобразователя 6, вход которого соединен с выходом регулятора 10 скорости, нелинейный блок 11, управляющий вход которого подключен к измерителю 12 скорости, неуправляемый генератор 13 модулирующего сигнала, выход которого через нелинейный блок 11 подключен к входу фазового модулятора 3. К выходу инвертора 1 подключен асинхронный электродвигатель 14, имеющий на валу индукцтонную машину 4.

Обработка информации идет на высокой частоте, получаемой с выхода генератора опорного сигнала 15.

Нелинейный блок 11 может быть выполнен согласно фиг. 3, где блок

16 суммирования содержит ограничивающий диод 17 в цепи обратной связи. Вход блока 16 соединен через блок 18 выделения модуля с выходом измерителя 12 скорости (фиг. 1) .

Выход блока 16 подключен через инвертор 19, а .также напрямик соответственно к блоку 20 ограничения, выход которого соединен с входом фазового модулятора 3 °1064414

-О,$ -О,ф -О,3 -0,2. -01 О О,1 02. О,У О,+ ОХ

Фиг.2.

Управляющий вход 21 блока 20 огра) ничения соединен с генератором 13 модулирующего сигнала.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал заданного значения скорос- 5 ти подается на регулятор 10 скороссти, на вычитающий вход которого подается сигнал обратной связи с измерителя 12 скорости. Выход регуля тора 10 скорости через функциональ- 10 ный преобразователь 6 подключен к регулятору 5 скольжения. Регулятор

9 тока через блок 8 импульсно-фазового управления подключен к вентилям управляемого выпрямителя 7. Опорный )5 сигнал, поступающий с генератора 15 опорного сигнала на второй вход регулятора 5 скольжения„ последовательно модулируется по фазе: в регуляторе 5 скольжения — пропорционально заданному. скольжению; в индукционной машине 4 - пропорционально углу поворота ее вала; в фазовом модуляторе 3 — пропорционально сигналу на его управляющем входе. Затем в блоке 2 управления инвертором путем сравнения фаз входных сигналов опорного и промодулированного, происходит демодуляция и формирование сигналов управления вентилями инвертора.

В области низких частот происходит модуляция выходного тока инвертора и его среднее значение изменяется по синусоидальному закону.

Рри увеличении скорости вращения пропорционально увеличивается выходной сигнал измерителя 12 скорости, поступающий на вход нелинейного блока 11, что вызывает уменьшение вели4ины модулирующего сигнала. На фиг.2 показано изменение выходного модули- 40 рующего сигнала0м0д блока 11 по величине в зависимости от скорости вращения ш /ю„ю . Участок 22 характеристики показывает, что с изменением, ск орос ти вращения от 0 до О, 1 м ном сигнал модуляции 0„0д снижается с 1 до О. При дальнейшем* увеличении скорости сигнал модуляции равен 0 (участок 23). Рри изменении направления вращения характеристики нелинейного блока имеет тот же вид (участок 24 и 25). Функционал нелинейного блока может быть охаратеризован следующим выражением:

I -"i "/ .-/ ™р /"/ /

Реализация функционала показана на фиг. 3, где в блоке 18 формируется модуль сигнала по скорости, который с помощью блока 16, имеющий сигнал смещения м формирует укаэанную зависимость порож.

3а базовый образец принят электро. привод типа ЭКТР-40/380 УЧ, который имеет близкие показатели с предлагаемым устройством. Однако диапазон регулирования в базовом образце ограничен снизу частотой 5 Гц, что не позволяет получить низких скоростей вращения электродвигателя, которые требуются при точной установке инструмента на станках, при эаправке полосы на прокатных станах. Все это ведет к поломке инструмента, к обрыву полосы и потерям рабочего времени.

В предлагаемом электроприводе низкая частота равна 0,5 Гц, что в

10 раз меньше, чем у базового образца. Это позволяет получить низкие установочные и заправочные скорости, снизить потери рабочего времени и в конечном счете поднять производительность труда.

1064414

Составитель B.Êóýíåöîâ

Редактор Н.Ковалева Техред Т.Фанта, Корректор Ю.Макаренко

«««» 4

Заказ . 1P 355/56 Тираж 667 P. одпис ное

BHHHPH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Pàòåíò,, г. ужгорОд, ул. Проектная, 4