Частотно-регулируемый реверсивный электропривод

 

1. ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный электродвигатель, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, составленному из последовательно соединенных между собой управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока, подключенного к асинхронному электродвигателю , регулятор скорости, регулятор тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя, генератор частоты скольжения , первый вход регулятора тока соединен с датчиком тока, второй вход - с выходом блока преобразования частоты скольжения в задание тока , вход которого и вход генератора частоты скольжения подключены к выходу регулятора скорости,, систему управления инвертором, первый и второй входы которой подключены к выходу генератора частоты скольжения, первый вход регулятора скорости подключен к задатчику скорости, а второй вход - к выходу частотно-аналогового Преобразователя, первый вход частотно-аналогового преобразователя и третий вход системы управления инвертором связаны с первым выходом частотного датчика скорости, установленного на валу двигателя, второй вход частотно-аналогового преобразователя и четвертьй вход системы управления инвертором подключены к второму выходу частотного датчика скорости, отличающийся , тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы электропривода, дополнительно введен узел блокировки знака скорости с двумя входами, первьй из которых соединен с первым выходом частотного датчика скорости, второй вход - с выходом частотно- . аналогового преобразователя, а выход-с первымвходом частотно-аналогово (Л го преобразователя и третьим входом системы управления инвертором. 2. Электропривод по п.1, о т личающийся тем, что узел блокировки знака скорости содержит два компаратора, три логических элемента И-НЕ и источник опорного напряжения, причем инверсные входы компараторов соединены с вторым СП входом узла блокировки, прямые входы компараторов - с ист-очниками О5 опорного напряжения, выход первого компаратора через первый логический элемент И-НЕ соединён с перйым входом второго логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом узла блокировки, выход второго логического элемента И-НЕ подклю чен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, а выход третьего логического элемента И-НЕ подключен к выходу узла блокировки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5 )4 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3 7 16 756/24-07 (22) 13.02. 84 (46) 30. 07. 85. Бюл. М- 28 (72) Н.Б. Затрубщиков и В,А. Комков (53) 62.83:62 1.313.333.072.9(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 546080, кл. Н 02 Р 7/42, 1976.

Сб. трудов МЭИ, 1977, вып, 325, с. 78-81. (54)(57) 1. ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ

РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный электродвигатель, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, составленному из последовательно соединенных между собой управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока, подключенного к асинхронному электродвигателю, регулятор скорости, регулятор тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя, генератор частоты скольжения, первый вход регулятора тока соединен с датчиком тока, второй вход — с выходом блока преобразования частоты скольжения в задание тока, вход которого и вход генератора частоты скольжения подключены к выходу регулятора скорости,, систему управления инвертором, первый и второй входы которой подключены к выходу генератора частоты скольжения, первый вход регулятора скорости подключен к задатчику скорости, а второй вход — к выходу частотно-аналогового преобразователя, первый вход чаСтотно-аналогового преобразователя и третий вход системы управления инвертором связаны с первым выходом частотного датчика скорости, „„Я0„„1170576 A установленного на валу двигателя, второй вход частотно-аналогового преобразователя и четвертый вход системы управления инвертором подключены к второму выходу частотного датчика скорости, о т л и ч а ю— шийся . тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы электропривода, дополнительно введен узел блокировки знака скорости с двумя входами, первый из которых соединен с первым выходом частотного датчика скорости, второй вход — с выходом частотчо- . аналогового преобразователя, а выход-с первымвходом частотно-аналогово го преобразователя и третьим входом системы управления инвертором.

2. Электропривод по и.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что узел блокировки знака скорости содержит два компаратора, три логических элемента И-НЕ и источник опорного напряжения, причем инверсные входы компараторов соединены с вторым входом узла блокировки, прямые входы компараторов — с источниками опорного напряжения, выход первого компаратора через первый логический элемент И-НЕ соединен с первым входом второго логического элемента

И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом узла блокировки, выход второго логического элемента

И-НЕ подключен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, а выход третьего логического элемента И-НЕ подключен к выходу узла блокировки.

1170576

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости асинхрон. ных электроприводов с частотным управлением, используемых в химической, горной, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности работы электропривода при наличии одиночных и многократных помех в цепях частотного датчика скорости.

На фиг. 1 показана функциональная схема частотно-регулируемого реверсивного электропривода; на фиг.2— принцип работы блока блокировки знака скорости.

Электропривод содержит асинхронный двигатель 1, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, состоящему из автономного инвертора 2 тока и управляемого выпрямителя 3, к управляющему входу . которого подключен выход регулятора

4 тока. Первый вход регулятора тока соединен с датчиком 5 тока, второй вход — с выходом блока 6 преобразователя частоты скольжения в задание тока, вход которого, а также вход генератора 7 частоты скольжения подключены к регулятору 8 скорости.

Первый и второй выходы генератора частоты скольжения соединены соответ. ственно с первым и вторым входами системы 9 управления инвертором.

Первый вход регулятора 8 скорости подключен к задатчику скорости, а второй вход соединен с выходом частотно-аналогового преобразователя

10 и инверсными входами компараторов 11 и 12 блока 13,блокировки знака скорости. Выход. компаратора 11 через первый логический элемент И-НЕ 14 соединен с первым входом второго логического элемента И-НЕ 15, второй вход которого соединен с первым выходом частотного датчика 16 скорости, выход логического элемента И-НЕ 15 подключен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ 17, второй вход которого соединен с выходом компаратора 12, а выход элемента

И-НЕ 17 подключен к первому входу частотно-аналогового преобразователя 10 и третьему входу системы 9 управления инвертором, четвертый вход которой вместе с вторым входом частотно-аналогового преобразователя соединены с вторым выходом частотного датчика 16 скорости.

Электропривод работает следующим образом.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя измеряется частотным датчиком 16 скорости, на выходе которого формируется последо10 вательность инмульсов, частота которых пропорциональна частоте враще— ния ротора zf <ä, а также логический сигнал знака скорости sign ЙЯ, который подается на вход блока блокировки знака скорости.

Частотный сигнал обратной связи по скорости zfcd поступает на второй вход частотно-аналогового преобразователя 10, выходное напряжение ко торого UM пропорционально частоте входного сигнала, а его полярность определяется логическим сигналом знака скорости sign fg* поступающим на первый вход преобразователя с блока 13 блокировки. В данном случае частотно-аналоговый преобразователь

10 выполнен таким образом, что при направлении вращения двигателя вперед sign fu* равно "1" и выходное напряжение У больше нуля, а при направ. лении вращения назад sign f * равно

"0" и напряжение U имеет отрицатель. ное значение.

Полученное напряжение U> поступает на регулятор 8 скорости, где сравни35 вается с напряжением задания скорости, поступающим с задатчика скорости, Регулятор скорости формирует напряжение U . пропорциональное скольжению ротора которое по одному каналу че40 рез генератор 7 частоты скольжения преобразуется в частоту скольжения ротора хЕ„„/Р, где P — число пар полюсов двигателя, с выделением знака

sign f „напряжения U

45 Оба сигнала подаются на систему

9 управления инвертором, где в дискретной форме происходит сложение частот zf /Р и zfu с учетом их знаQR ков и таким образом, формируется

50 частота тока статора двигателя.

По другому каналу через блок 6 преобразования частоты скольжения, в задание тока напряжение подается в качестве сигнала задания тока ста55 тора на регулятор 4 тока, где сравнивается с сигналом обратной связи по току, поступающему с датчика 5

1 уока. Регулятор тока вырабатывает

1170576

А2/ание управляющий сигнал на управляемый выпрямитель 3.

Блокировка логического сигнала знака скорости sign fy, поступающего с частотного датчика скорости, осуществляется с некоторого малого значения напряжения U, определяемо4) го опорными напряжениями на прямых входах компараторов 11 и 12. На начальном участке разгона привода в любом направлении соблюдается неравенство -U à U +U и на выходах

o(i g о!! компаратора 12 и логического элемента !! !!

1 4 формируются логические 1 (фи г . 2 ) . В этом случае логический сигнал знака скорости sign f Z,поступающий на вход блока блокировки, проходит через последовательно соединенные логические элементы 15 и 17 на выход без изменений °

По мере увеличения скорости при направлении вращения вперед напряжение U увеличивается в положитель Я ном направлении и при достижении равенства с опорным напряжением

U = +U происходит переключение

Сд on компаратора 12 из плюса в минус, который является сигналом логического

"0" для логических элементов 14 и

15. Частотно-аналоговый преобразователь содержит сглаживающий фильтр.

Поэтому импульсы помехи, поступающ ие на второй вход преобразователя вместе с полезным сигналом zf, не вносят значительных искажений величины выходного напряжения 0,.!и много кратных переключений компаратора, следовательно, перемены знака скорости не происходит.

В случае построения частотно-аналогового преобразователя по пифровому способу (частота код-напряжение) когда инерционность преобразователя практически равна нулю, необходимо на второй вход блока блокировки внести в качестве фильтра апериодическое звено первого порядка. Таким образом, при UM +U „ логический

1(} "0" с выхода компаратора 12 подается на второй вход логического элемента

И-НЕ 17,что обеспечивает формирование на его выходе, т.е. на выходе устройства блокировки! логического сигнала !

1 l! знака скорости sign Гц, равного 1 даже при наличии во входном сигнале

sign f v = 1 одиночных и многократных помех, При работе электропривода в напраь ц ленин назад напряжение О,! увеличивается в отрицательном направлении и при равенстве с опорным напряжением компаратора 11 Пг,! = -Уо„ происходит переключение компаратора 11 из мину-

25 са в плюс.

На выходе логического элемента 14 появляется логический "0", который подается на пеРвый вход логического элемента 15. Ha его выходе устанавливается логическая " 1" независимо от значения сигнала sign Й,1, что обеспечивает надежное формирование на !! !! выходе узла блокировки логического

Таким образом, предлагаемый

35 электропривод обладает повышеннои помехоустойчивостью и надежностью в работе при наличии помех в цепях частотного датчика скорости.

1170576

Составитель В. Тарасов

Техред Т,Фанта Корректор М. Розман

Редактор И. Касарда

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

Заказ 47!3/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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