Многодвигательный электропривод

 

МНОГОДВИГАТЕЛЬНЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД , содержащий N(N 1, 2, 3...) асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами, статорные обмотки которых в фазах включены параллельно друг другу и подключены через датчики фазных напряжений и токов к выходам преобразователя частоты с непосредственной связью, соединенного фазными управляющими вкодами с выходами первого, второго и третьего сумматоров соответственно , первьй блок прямого преобразова .ния координат, фазные выходы которого подключены соответственно к пер-, вым входам четвертого, пятого и шестого сумматоров, соединенных выходами с входами соответствующих фазных регуляторов тока, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего сумматоров, второй блок прямого преобразования координат, фазные выходы которого подключены f.o ответственно к вторым входам первого, второго и третьего сумматоров, при этом вторые входы четвертого, пятого и шестого сумматоров подключены к выходам соответствующих датчиков фазных токов, датчик амплитуды напряжения , подключенньш входами к выходам датчиков фазных напряжений, последовательно соединенные блок задания частоты, преобразователь частота-напряжение и регулятор напряжения, вход обратной связи которого подключен к выходу датчика амплитуды напряжения, формирователь гармонических сигналов, вход которого подключен к выходу блока задания частоты, а выходы - к опорным входам S первого и второго блоков прямого (Л преобразования координат, и блок задания реактивного тока, выход ко- f торого и выход регулятора напряжения связаны с управляющими входами первого и второго блоков прямого преобразования координат, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств за счет повьштения быстродействия, в него введены регуляторы активной и реактивной составляющих тока, каждый из которых снабжен тремя входами, и блок обратного преобразования координат , входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов, а выходы - к первым входам регуляторов активной и реактивной составляющих тока, соединенных выходами с управляющими входами второго блока прямого преобразования координат, при этом блок задания реактивного тока выполнен в виде сумматора, первый вход которого объединен с вторым входом регулятора активной составляющей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 02 P 7/42

1

» 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I. Ж

i;»

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3648150/24-07 (22) 04.10.83 (46) 15.10.85. Бюл. № 38 (72) В.А.Ерухимович, С.О.Кривицкий, Ю.Л.Шинднес и И.И.Эпштейн (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения Х3М3 (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 782114, кл. Н 02 P 7/42, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1089749, кл. Н 02 Р 7/42, 1982. (54) (57) ИНОГОДВИГАТЕЛЬНЬ)Й ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий N(N = 1, 2, 3...) асинхронных двигателей с короткоэамкнутыми роторами, статорные обмотки которых в фазах включены парал— лельно друг другу и подключены через датчики фаэных напряжений и токов к выходам преобразователя частоты с непосредственной связью, соединенного фазными управляющими вкодами с выходами первого, второго и третьего сумматоров соответственно, первый блок прямого прсобразова.ния координат, фазные выходы которого подключены соответственно к пер- . вым входам четвертого, пятого и шестого сумматоров, соединенных выходами с входами соответствующих фазных регуляторов тока, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего сумматоров, второй блок прямого преобразования координат, фазные выходы которого подключены соответственно к вторым входам первого, второго и третьего сумматоров, при этом вторые входы четвертого, пятого и шестого сумматоров подключены к выходам соответствующих датчиков фазных токов, датчик амплитуды напряжения, подключенный входами к выходам датчиков фазных напряжений, последовательно соединенные блок .В задания частоты, преобразователь частота-напряжение и регулятор напряжения, вход обратной связи которого подключен к выходу датчика амглитуды напряжения, формирователь гармонических сигналов, вход которого подключен к выходу блока задания частоты, а выходы — к опорным входам первого и второго блоков прямого преобразования координат, и блок задания реактивного тока, выход ко- у торого и выход регулятора напряжения связаны с управляющими входами первого и второго блоков прямого преобразования координат, с т л и ч а ю шийся тем, ччто, с целью улучшения динамических свойств за счет повышения быстродействия, в него введены регуляторы активной и реактивной составляющих тока, каждый из которых снабжен тремя входами, и блок обратного преобразования координат, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов, а выходы — к первым входам регуляторов активной и реактивной составляющих тока, соединенных выходами с управляющими входами второго блока прямого преобразования координат, при этом блок задания реактивного тока выполнен в виде сумматора, первый вход которого объединен с вторым входом регулятора активной составляющей

1185527 тока, с первым управляющим входом первого блока прямого преобразования координат и подключен к выходу регулятора напряжения, второй вход регулятора реактивной составляющей тока объединен с вторым управляющим входом первого блока прямого преобразования координат и подключен к выходу

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для одновременного регулирования скорости нескольких асинхронных двигателей с короткозамкнутыми ротора- . ми, статорные обмотки которых BKJIIo чены параллельно друг другу и питаются от одного тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью, например, при регулировании скорости транспортных рольганговых линий прокатных станов.

Цель изобретения — улучшение динамических свойств многодвигательного электропривода за счет повышения быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема многодвигательного электропривода.

Многодвигательный электропривод содержит N (N = 1, 2, 3 . . .) асинхронных двигателей 1 с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которых в фазах включены параллельно друг другу и подключены через датчики фазных напряжений 2, 3 и

4 и датчики фазных токов 5, 6 и 7 к выходам преобразователя частоты с непосредственной связью 8, соединенного фазными управляющими входами с выходами первого, второго и третьего сумматоров 9, 10 и 11 соответственно, первый блок .прямого преобразования координат 12, фазные выходы которого подключены соответственно к первым входам четвертого, пятого и шестого сумматоров 13, 14 и 15, соединенных выходами с входами соответствующих фазных регуляторов тока 16, 17 и 18, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего

1О

3S

40 блока задания реактивного тока, второй вход которого объединен с третьими входами регуляторов активной и реактивной составляющих тока и подключен квыходу блока задания частоты,а опорные входыблока обратногопреобразования координат подключены квыходам фзрмирователя гармонических сигналов.

I

"умматоров 9, 10 и 11, второй блок прямого преобразования координат 19, фазные выходы которого подключены соответственно к вторым входам первого, второго и третьего сумматоров 9, 10 и 11, при этом вторые входы четвертого, пятого и шестого сумматоров 13, 14 и 15 подключены к выходам соответствующих датчиков фазных токов 1, 6 и 7, датчик амплитуды напряжения 20, подключенный входами к выходам датчиков фазных напряжений 2, 3 и 4, последовательно соединенные блок задания частоты ?1, преобразователь частота-напряжения

22 и регулятор напряжения 23, вход обратной связи которого подключен к выходу датчика амплитуды напряжения

20, формирователь гармонических сигналов 24, вход которого подключен к выходу блока задания частоты 21, а выходы — к опорным входам первого и второго блоков прямого преобразования координат 12 и 19,и блок задания реактивного тока 25, выход которого и выход регулятора напряжения 23 связаны с управляющими входами первого и второго блоков прямого преобразования координат 12 и 19.

В многодвигательный электропривод введены регуляторы активной и реактивной составляющих тока 26 и 27 соответственно,.каждый из которых снабжен тремя входами, и блок обратного преобразования координат 28, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов 5, 6 и 7, а выходы— к первым входам регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и

27, соединенных выходами с управляющими входами второго блока прямого преобразования координат 19, при о

1185527 этом блок эапанпя реактивного тока

25 выполнен в виде сумматора, первый вход которого объединен с вторым входом рег улятора активной составляющей тока 26, с первым управляющим 5 входом первого блока прямого преобразования коордлнат 12 и подключен к выходу регулятора напряжения 23, 1второй вход регулятора реактивной составляющей тока 27 объединен с вторым управляющим входом первого блока прямого преобразования координат 12 и подключен к выходу блока задания реактивного тока 25, второй вход которого объединен с третьими 15 входами регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и 27 и подключен к выходу блока задания частоты 21, а опорные входы блока обратного преобразования координат 20

28 подключены к выходам формирователя гармонических сигналов 24 .

Иногодвигательньй электропривод . работает следующим образом.

Аналоговый сигнал ж >, поступаю- 25 щий с выхода блока задания частоты

21, преобразуется с помощью преобразователя частота-напряжение 22 в управляющий сигнал регулятора напряжения 23. Сигнал обратной связи щ для регулятора напряжения 23 поступает с выхода датчика амплитуды напряжения 20, где формируется по выходным сигналам датчиков фазных напряжений 2, 3 и 4.

Стабилизация выходных напряжений преобразователя частоты с непосредственной связью 8 .на заданном уровне при неизменной частоте обеспечи- 4р вается воздействием на величины активной и реактивной составляющих тока параллельно включенных асинхронных двигателей 1 с короткозамкнутым ротором. Сигналом задания величины 45 активной составляющей тока двигателей является выходной сигнал i регулятора напряжения 23. Сигналом задания величины реактивной состав- ляющей тока двигателей является 50 выходной сигнал i>> блока задания реактивного гока 25. Его величина зависит от зйачений сигнала задания частоты о и задания активной составляющей тока, так как при увеличении активного тока при неизщ1 менном напряжении на двигателях реактивный ток уменьшается.

Для обеспечения возможности использования фазных регуляторов тока

16, 17 и !8, а также для обеспечения раздельного управления группами тиристоров преобразователя частоты с непосредственной связью 8 необходимы сигналы задания фазных токов и сигналы компенсации падений напряжения на нагрузке. Указанные сигналы компенсации должны суммироваться с соответствующими по фазе выходными сигналами фазных регуляторов тока

16, 17 и 18.

Сигналы задания фазных токов формируются с помощью первого блока прямого преобразования координат 12, на управляющие входы которого посту

В пают сигналы задания активного и реактивного 1p токов с выходов регулятора напряжения 23 и блока задания реактивного тока 25 соответственно, а на опорные входы — сигналы

sin 0 .t cos cct с выхода формирователя гармонических сигналов 24, формируемые по сигналу a .

Сигналы компенсации падений напряжений на нагрузке (на параллельно включенных фазах асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором 1) формируются с помощью блока обратного преобразования координат 28, регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и 27 и второго блока прямого преобразования координат 19.

На выходе блока обратного преобразования координат 28 по выходным сигналам датчиков фазных токов 5, 6 и 7 формируются действительные зна. чения активной и реактивной составляющих тока, которые сравниваются с соответствующими сигналами задания

i<> на входах регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и 27. По результатам указанного сравнения на выходах второго блока прямого преобразования координат 19 формируются фазные сигналы компенсации, поступающие на сумматоры 9, 10 и 11.

Б установившемся режиме работы электропривода сигналы компенсации включают в себя не только усредненное значение ЭДС асинхронных двигателей 1 с короткозамкнутым ротором, но и усредненное значение падения напряжения на полных сопротивлениях фаэ этих двигателей. При этом вы1185527

ВНИИПИ Заказ 6433 j55 Тираж 645 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ходные сигналы фазных регуляторов тока 16, 17 и 18 близки к нулю.

Дпя качественной работы электропривода необходимо, чтобы быстродей.— 5 ствие регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и 27 было существенно ниже быстродействия фазных регуляторов тока 16, 17 и 18.

Этим обеспечивается отсутствие искажающего влияния регуляторов активной и реактивной составляющих тока

26 и 27 на форму выходного тока преобразователя частоты с непосредственной связью 8. 15

В переходном режиме работы электропривода управляющие сигналы для преобразователя частоты с непосредственной связью 8 определяются выходными сигналами фазных регуляторов 20 тока 16, 17 и 18. По окончании переходного процесса выходные сигналы регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и 27 принимают такие значения, чтобы сигналы . 25 на выходах фазных регуляторов тока

16, 17 и 18 снова были близки к нулю.

Фазные регуляторы тока 16, 17 30 и 18, кроме того, обеспечивают симметрию полуволн тока нагрузки, стабилизацию тока и ограничение его величины в допустимых пределах в динамических режимах работы электропривода.

Для того, чтобы ограничению тока в динамических и аварийных режимах не мешали регуляторы активной и реактивной составляющих тока 26 и

27, на их третьи входы дополнительно поступает сигнал К с выхода блока задания частоты 21, задающий уровень ограничения в зависимости от частоты.

Таким образом, введение в многодвигательный электропривод блока обратного преобразования координат

28 и регуляторов активной и реактивной составляющих тока 26 и 27 позволяет решить задачу компенсации усредненного значения ЭДС и усредненного значения падения напряжения на полных сопротивлениях фаз асинхронных двигателей 1 с короткозамкнутыми ротором в статическом режиме.

При этом в сравнении с известным решением улучшаются динамические свойства электропривода за счет повышения быстродействия, так как в переходных режимах управление преобразователем частоты с непосредственной связью осуществляется по выходным сигналам быстродействующих фазных регуляторов тока, для которых задание поступает непосредственно от регулятора напряжения.