Электропривод с комбинированным управлением частотой вращения

 

Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования частоты вра- . щения двигателя в двигательном и тормозном режимах и улучшить использование двигателя по мощности. Это достигается тем, что при появлении с командоаппарата 7 сигнала на разгон двигателя вперед на выходе блока 11 выбора режимов работы формируется сигнал 1. При этсм на всех выходах схемы 13 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления также появляются логические 1, чт.о дает разрешение на работу электропривода в режиме регулирования частоты. По

СОЮЗ СОВЕТСНИХ сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИН (19) (И) (sD 4 Н 02.P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГООУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3582341/24-07 (22) 20.04.83 (46)- 07.04.86 . Бюл. В 13 (7 1),Донецкий ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) Е.С. Траубе, Б.If. Коринев, В.Б. Потапов., С.С. Багдасарян, А.А. П1авелкин и 10.Н. Хохотва (53) 621.313.333.072-.9(088.8) (56) Бернштейн И.Я. Тиристорные преобразователи частоты без звена постоянного тока. М.: Энергия, 1968, рис. 1-8б.

Алексеев Ю.В., Богословский А.П. и др; Крановое электрооборудование.

М.: Энергия, 1979, с. 225, рис. 10-8 . (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С КОМБИНИРОВАННЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования частоты вращения двигателя в двигательном и тормозном режимах и улучшить использование двигателя по мощности. Это достигается тем, что при появлении с командоаппарата 7 сигнала на разгон двигателя "вперед" на выходе блока 11 выбора режимов работы формируется сигнал " 1". При этом на всех выходах схемы 13 блокировки каналов системы импульсно фазового управления также появляются логические " 1", что дает разрешение на работу электропривода в режиме регулирования частоты. По достижении двигателем необходимой скорости на выходе блока 11 появляется логической "0", что приводит к формированию схемой 13 сигналов

" 1", "0", "0" на соответствующих выходах. Коммутатор 12 переключает ся, отключая от блока 4 сравнения и синхронизации задачик 9 управляющих напряжений низкой частоты и подключает к нему канал 5 регулирования

1223323 амплитуды. При команде на торможение сигнал с задатчика 8 интенсивности формирует на.выходе блока 11 сигнал

"1" независимо от скорости вращения двигателя. Это обеспечивает обратную связь и переход . схемы в режим работы регулирования частоты.При работе двигателя назад проФ исходят аналогичные процессы.

1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к области тиристорных систем электропривода, и может быть использовано для механизмов, где необходимо регулирование скорос- 5 ти в широком диапазоне.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения двигателя в двигательном и тормозном режимах и улучшение исполь- 10 зования двигателя по мощности.

На чертеже представлена электрическая схема асинхронного электропривода с комбинированным управле- l5 кием частотой вращения.

Предлагаемый электропривод содержит асинхронный двигатель 1, подключенный к тиристорному преобразователю 2 .частоты с непосредствен- 20 ной связью, многоканальную систему

3 импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, многоканальный блок 4 сравнения и синхронизации, каналы регулирования ампли- 25 туды 5 и частоты 6 выходного напряжения преобразователя 2, командоаппарат 7, задатчик 8 интенсивности разгона и торможения двигателя, задатчик 9 управляющих напряжений низкой частоты, датчик 10 скорости вращения двигателя 1, блок 11 выбора режимов работы, трехканальный коммутатор 12 сигналов управления, схему 13 блокировки каналов системы импульсно-фа35 зового управления. Каждый канал системы импульсно-фазового управления снабжен логическими элементами И

3. 1-3. 18, первые входы которых подключены к выходам соответствующих ка 4р налов многоканального блока 4 .срав. нения, а вторые входы первого 3. 1, четвертого 3.4, восьмого 3.8 и одиннадцатого 3. 11 логических элементов

И объединены и соединены с первым выходом схемы 13 блокировки. Входы второго 3.2, пятого 3.5, седьмого

3.7 и десятого 3. 10 логических эле-, ментов И объединены и соединены с вторым выходом схемы 13 блокировки.

Входы третьего 3.3, шестого 3.6, девятого 3 ° 9, двенадцатого 3. 12, тринадцатого 3. 13, четырнадцатого

3. 14, шестнадцатого 3. 16 и семнадцатого 3.17 логических элементов И объединены и соединены с третьим выходом схемы 13 блокировки. Выход командоаппарата 7 соединен с первым входом схемы 13 блокировки и входом задатчика 8 интенсивности, первый выход которого соединен с вторым входом блока 11 выбора режимов рабо- . ты. Второй выход задатчика 8 интенсивности соединен с вторыми входами каналов регулирования частоты 6 и амплитуды 5 выходного напряжения, первые входы которых объединены с первым входом блока 11 выбора режимов работы и соединены с выходом датчикам 10 скорости, выходы каналов регулирования частоты 6 и амплитуды

5 выходного напряжения преобразователя соединены с вторым и третьим входами, задатчика управляющих напряжений низкой частоты, выходы которого соединены с первыми входами трехканального коммутатора 12 сигналов ,управления, вторые входы которого объединены и соединены с выходом канала 5 регулирования амплитуды выходного напряжения. Управляющий вход коммутатора 12 объединен с вторым

3 4 тоянии логического "0", обеспечивая на выходе элемента 20 состояние логической "1". При этом на всех выходах блока 13 также состояние логической " 1", что разрешает работу всех каналов многоканальной системы импульсно-фазового управления.

Трехканальный коммутатор 12 подключает входы многоканального блока сравнения и синхронизации к выходам задатчика 9 управляющих напряжений.

На его входы подаются сигналы задания на амплитуду и частоту выходного напряжения, вырабатываемые каналами регулирования амплитуды 5 и частоты 6 выходного напряжения. Под воздействием этих сигналов блок 9 вырабатывает три низкочастотных упнием фаз и с заданными частотой и амплитудой. Блоки 5 и 6 вырабатывают задания, поступающего от задатчика 8 интенсивности, и сигнала обратной связи, поступающего от датчика 10 скорости вращения двигатеЛя . Таким образом обеспечивается работа электропривода в режиме регулирования частоты подводимого к асинхронному двигателю напряжения.

При достижении двигателем скорости перехода в режим регулирования напряжения напряжение на входе комнарато" ра 18 становится равным напряжению его уставки, и компаратор переключается в состояние логической 1 . Поскольку компаратор 2 1 блока 8 при этом находится в состоянии логического "0", то на выходе элемента 20 появляется сигнал логического "0" °

При этом на первом, втором и третьем выходах блока 13 появляются логические сигналы " 1", "0", "0" соответственно. При этом в работе остаются каналы блока 3, коммутируемые элементами 3.1, 3.4, 3.8, 3. 11, 3 ° 15 и

3. 18, и соответственно тиристоры 2.1 °

2.4, 2. 8, 2. 11, 2. 15 и 2. 18. Таким образом регулируется схема, симметричного регулятора напряжения с прямым порядком следования фаз.

Трехканальный коммутатор 12 под воздействием сигнала логического "0 с блока 11 переключается, отключая от многоканального блока 4 сравнения

Задатчик 8 интенсивности выполнен по общеизвестной структуре на компараторе 21 и интеграторе 22. Сигнал с выхода компаратора 2 1 является сигналом производной задания на частоту вращения двигателя и используется для управления блоком 11, определяющим режим работы электропривода.

Устройство работает следующим образом.

При появлении сигнала с командоаппарата 7 на разгон двигателя

"вперед", пока его скорость не достигла значения, при котором осуществляется переход преобразователя 2 в режим регулятора напряжения, компаратор 18 блока 11 находится в сос. и синхронизации выходы блока 9 и подключен к нему выход блока 5. Пере- строенная таким образом структура

3 122332 входом схемы 13 блокировки и соединен с выходом блока 11 выбора режимов работы. Выходы трехканального коммутатора 12 соединены с входами блоков 4 сравнения и синхронизации системы 3 импульсно-фазового управления.

Схема 13 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления состоит из двух логических элементов

НЕ 14 и 15 и двух элементов И-HE 16 и 17. Вход логического элемента HE 15 объединен с вторым Змодом логического элемента И-НЕ, !6 и образует первый входной зажим блока !3, вход логического элемента НЕ 14 является вторым входом блока 13. Это же сигнал поступает на третий выход блока 13. Первые входы логических элементов ИНЕ 16 и 17 объединены и соединены с выходом логического элемента НЕ. Вы- 20 равляющих сигнала с прямым следоваход логического элемента НЕ 15 соединен с вторым входом логического элемента И-HE 17. Выход логического эле- сигналы под воздействием сигнала мента И-НЕ 16 является первым выходом блока 13, а выход логического

25 элемента И-НЕ 17 — вторым выходом этого блока..

Блок 11 выбора режимов работы состоит из компаратора 18 на операционном усилителе, логического элемента HE 19 и логического элемента

И-НЕ 20. На один из входов компаратора подается напряжение от датчика скорости вращения двигателя 1.

Вход логического элемента НЕ 19 соединен с выходом компаратора 21 блока 8. Выходы компаратора 18 и логического элемента НЕ 19 соединены.с входами логического элемента

И-НЕ 20, а его выход является выходом блока 11.

1223323 системы управления обеспечивает работу в режиме регулятора напряжения.

При сигнале командоаппарата 7 на торможение компаратор 2 1 блока 8 задатчика интенсивности переключается в состояние логической "1", формируя на выходе блока 11 состояние логической " 1" независимо от скорости вращения двигателя. Это обеспечивает обратную связь и перестройку структуры системы управления в режим регулирования частоты.

При работе электропривода "назад" происходят аналогичные процессы.

Блок 9 в режиме регулирования частоты вырабатывает управляющие напряжения обратной последовательности, а при переходе в режим регулятора напряжения на выходах блока 13 появляются логические сигналы "0", "1", "0", При этом в работе остаются каналы ,блока 3, коммутируемые элементами

3.2, 3.5, 3.7, 3.10, 3.15 и 3.18, и соответственно формируется схема симметричного регулятора напряжения с обратным порядком следования фаз.

Таким образом, при сохранении количества элементарных вентилей силовой части схемы имеется возможность расширения диапазона регулирования частот вращения асинхронного двигателя, вплоть до полного использования двигателя по мощности и напряжению.

Фо рм ул а и зо бр ет ен ия

Электропривод с комбинированным управлением частотой вращения, содержащий асинхронный двигатель, подключенный к тиристорному преобра: зователю частоты с непосредственной связью, многоканальную систему импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, многоканальный блок сравнения и синхронизации, каналы регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя, командоаппарат, задатчик интенсивности разгона и торможения двигателя, эадатчик управляющих напряжений низкой частоты, датчик скорости вращения двигателя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частота вращения двигателя в двигательном и тормозном режимах и улучшения использования двигателя по мощности, в него введены блок выбора

10 !

25 жений низкой частоты, с первым

4 входом схемы блокировки и с входом

55 режимов работы, трехканальный коммутатор сигналов управления, схема блокировки каналов системы импульсно-фазового управления, а каждый канал системы импульсно-фазового управления снабжен элементом И,, первые входы которых подключены к выходам соответствующих каналов многоканального блока сравнения и синхронизации, а вторые входы элементов

И первого, четвертого, восьмого и одиннадцатого каналов системы импульсно-фазового управления объединены и соединены с первым выводом схемы блокировки, вторые входы элементов

И второго, пятого, седьмого, десятого каналов объединены и соединены с вторым выходом схемы блокировки, вторые входы элементов И третьего, шестого, девятого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, шестнадцатого и семнадцатого каналов системы импульсно-фазового управления объединены и соединены с третьим выходом схемы блокировки, выход командоаппарата соединен с первыми входами задатчика управляющих напрязадатчика интенсивности разгона и торможения двигателя, первый выход которого соединен с вторым входом блока выбора режимов работы, второй выход — с вторыми входами каналов регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя, первые входы которых объединены с первым входом блока выбора режимов работы и соединены с выходом датчика скорости вращения двигателя, выходы каналов регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя соединены с вторым и третьим входами задатчика управляющих напряжений низкой частоты, выходы которого соединены с первыми входами трехканального коммутатора, вторые входы которого объединены и соединены с выходом канала регулирования амплитуды выходного напряжения преобразователя, управляющий вход трехканального коммутатора объединен с вторым входом схемы блокировки и соединен с выходом блока выбора режимов работы, выходы трехканального коммутатора соединены с входами блоков сравнения и синхронизации системы импульсно-фазового управления.