Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в горно-металлургической промышленности . Целью изобретения является повьшение качества динамических характеристик электропривода переменного тока за счет уменьшения бросков тока при переходе от нерегулируемого к регулируемому режиму работы.. Указанная цель достигается введением в электропривод переменного тока датчика 15 фазных напряжений ротора асинхронного двигателя (АД) 1, датчика 16 потокосцепления, фазового дискриминатора 17, управляемого ключа 19 и индикатора уровня 18. В результате к моменту подключения преобразователя частоты (ПЧ) 2 к ротору АД 1 уже. имеются сформированные формирователем гармонических функций 14 ортогональные гармонические си1- налы, совпадающие по фазе с сигналами потокосцепления АД 1 и задающие необходимые частоту и фазу выходных потоков ПЧ 2. Это дает возможность исключить большие броски токов в момент подключения ПЧ 2 к ротору АД 1. 1 ил. (Л /2, р,гад Зр.стат. Ja.pomJp .pom. 1р.зад 00 сд х 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1359881 (51)4 Н 02 Р 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3981516/24-07 (22) 02. 12. 85 (46) 15.12.87. Бюл. ¹ 46 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "ХЭМЗ" (72) В,А.Ерухимович и И.И.Эпштейн (53) 621.323.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 517128, кл. Н 02 P 7/62, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 1037405, кл. Н 02 P 7/42, 1980. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в горно-металлургической промышленности, Целью изобретения является повышение качества динамических характеристик электропривода переменного тока за счет уменьшения бросков тока при переходе от нерегулируемого к регулируемому режиму работы..

Указанная цель достигается введением в электропривод переменного тока датчика 15 фазных напряжений ротора асинхронного двигателя (АД) 1, датчика 16 потокосцепления, фазового дискриминатора 17, управляемого ключа 19 и индикатора уровня 18. В результате к моменту подключения преобразователя частоты (ПЧ) 2 к ротору АД 1 уже, имеются сформированные формирователем гармонических функций

14 ортогональные гармонические сигналы, совпадающие по фазе с сигналами потокосцепления АД 1 и задающие необходимые частоту и фазу выходных потоков ПЧ 2. Это дает возможность ис- д ключить большие броски токов в момент подключения ПЧ 2 к ротору АД 1. 1 ил. С, 81

1 13598

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу переменного тока на базе машины "двойного питания" с непосредственным прес> образователем частоты в цепи ротора, и может быть использовано в механизмах, требующих высоких динамических свойств и повышенной надежности, например. в горно-металлургической

10 промышленности при регулировании числа оборотов ротора относительно синхронной скорости питающего поля.

Целью изобретения является повышение качества динамических характеристик электропривода переменного тока за счет уменьшения бросков тока при переходе от нерегулируемого к регулируемому режиму работы.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода переменного тока.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1 с фаз- 25 ным ротором, подключенным к выходам непосредственного преобразователя 2 частоты, датчик 3 фазных токов ротора, регулятор 4 фазных токов, блок

5 компенсации, преобразователь 6 30 координат, блок 7 обратного преобразования, датчик 8 фазных токов статора, датчик 9 фазных напряжений статора, формирователь 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, узел 11 сравнения, блок 12 деления, регулятор 13 частоты скольжения и формирователь 14 гармонических функций. Первый вход непосредственного преобразователя 2 частоты подключен 40 к выходу блока 5 компенсации, а второй вход — к выходу регулятора 4 фазных токов, соединенного первым входом с выходом преобразователя 6 координат, а вторым входом — с выходом дат- 45 чика 3 фазных токов ротора. Первый и второй выходы формирователя 14 гармоническнх функций соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя 6 координат., третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов

РотоРа. Выход РегУлятоРа 13 частоты скольжения соединен с входом формирователя 14 гармонических функций и с входом обратной связи по скольжению формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора. Узел 11 сравнения соединен первым входом с первым выходом формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, вторым входом — с первым выходом блока 7 обратного преобразования, а выходом — с входом для делимого блока

12 деления. Вход для делителя блока

12 деления соединен с вторым выходом блока 7 обратного преобразования,третий выход которого соединен с первым входом формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, другие два входа которого соединены соответственно с выходами датчиков 8 и 9 фазных токов и напряжений статора.

В электропривод переменного тока введены датчик 15 фазных напряжений ротора, датчик 16 потокосцеплений, фазовый дискриминатор 17, индикатор

18 уровня и управляемый переключатель, подключенный первым входом и выходом между выходом блока 12 деления и входом регулятора 13 частоты скольжения, вторым входом — к выходу фазового дискриминатора 17, а управляющим входом — к выходу индикатора 18 уровня ° При этом датчик 16 потокосцеплений подсоединен первым входом к выходу датчика 3 фазных токов ротора, вторым входом — к выходу датчика 15 фазных напряжений ротора, первым выходом — к входу индикатора

18 уровня, вторым выходом — к первому входу фазового дискриминатора 17, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя 14 гармонических функций.

Используемый в электроприводе преобразователь частоты с непосредственной связью имеет предельную выходную частоту, меньшую частоты напряжения, подаваемого на статор асинхронного двигателя с фазным ротором.

Следовательно, преобразователь частоты с непосредственной связью подключается при пуске привода к ротору двигателя только после того, как частота вращения двигателя достигает (4 „p ц, „ ) y где cugxp синхронная частота вращения, предельная выходная частота преобразователя.

Для качественного подключения преобразователя частоты с непосред1359881 ственной связью к ротору вращающегося двигателя при пуске привода, а также чри повторных включениях необходимо, чтобы в момент подключения вектор выходного напряжения преобразователя частоты был сориентирован необходимым образом относительно вектора ЭДС ротора.

В противном случае при случайной ориентации указанного вектора возможны недопустимо большие броски тока в моменты подключения преобразователя частоты к ротору.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

После запуска асинхронного двигателя 1 по одному из известных способов, применяемых для машин "двойного питания, и разгона его до скорости, при которой частота тока ротора попадает в диапазон выходных рабочих частот преобразователя 2 частоты, подключение последнего к ротору осуществляется с качественным переходным процессом и без бросков тока.

Благодаря использованию датчика

15 фаэных напряжений ротора, датчика

16 потокосцеплений, фазового дискриминатора 17, управляемого переключателя 19 и индикатора 18 уровня к моменту подключения преобразователя частоты к ротору уже имеются сформированные формирователем 14 .гармонических функций ортогональные гармонические сигналы, совпадающие по фазе с сигналами потокосцепления двигателя и задающие необходимые частоту и фазу выходных токов преобразователя частоты.

Данные сигналы формируются контуром регулирования частоты скольжения, включающим в себя регулятор 13 частоты скольжения, формирователь 14 гармонических функций, фазовый дискриминатор 17 и управляемый переключатель 19. Частота сигналов на выходе формирователя 14 пропорциональна величине аналогового сигнала, поступающего с выхода регулятора 13 частоты скольжения, входной сигнал д которого поступает через переключатель 19 с выхода .фазового дискриминатора 17. Сигнал пропорционален углу рассогласования между опорными гармоническими сигналами, которыми задаются частота и фаза токов ротора, ортогональными составляющими по токЪсцепления, которые формируются в фазовом дискриминаторе 17 из сигналов фазных потокосцеплений, поступающих с выхода датчика 16 потоко5

Управление переключателем 19 осуществляется выходным сигналом индикатора 18 уровня, который переключается при соответствии уровню срабатывания сигнала амплитудного значения ЭДС вЂ” IEI, поступающего с выхода датчика 16.

После вступления электропривода в регулируемый режим работы функциони" ровайие контура регулирования частоты скольжения, включающего в себя фазовый дискриминатор 17, продолжается до момента переключения переключателя 19. Асинхронный двигатель 1, подключенный ротором к выходам преобразователя 2 частоты, подвергается управляющему воздействию со стороны системы. регулирования. Регулятор 4 фаэных токов обеспечивает соответст25 вие фазных токов ротора сигналам задания благодаря большому коэффициенту усиления в контурах фазных токов ротора. Сигналы задания фазных токов ротора необходимой частоты и фазы приходят с выхода преобразователя координат, на входы которого подаются опорные гармонические сигналы с выходов формирователя 14.

Выходной сигнал регулятора 13 частоты скольжения одновременно является сигналом обратной связи по частоте вращения, что исключает необходимость использования в электроприводе тахометрического датчика.

40 Работа электропривода во всем частотном диапазрне с фазовым дискриминатором 17 невозможна.

При малых частотах скольжения датчик 16 потокосцеплений работает некачественно, так как его выходные сигналы формируются интегрированием сигналов разных ЭДС ротора, соизме- . римых при малых частотах скольжения с помехой. Поэтому при малых частотах скольжения (2-3 Гц) осуществляется переключение переключателя 19, в результате чего на вход регулятора 13 частоты скольжения поступает сигнал Л с выхода блока 12 деления.

55 Сигнал формируется путем сравнения с помощью узла 11 сравнения сигнала задания активного тока ротора д з д и сигнала реального значения активного тока ротора I,р,, поступающе13S 9881

659 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 го с соответствующего выхода блока

7 обратного преобразования, и последующего деления с помощью блока 12 деления результата сравнения на сигнал, пропорциональный реактивной сос5 тавляющей тока ротора I „„, поступающего с соответствующего выхода блока 7.

Таким образом, введение в электропривод переменного тока датчика фазных напряжений ротора, датчика потокосцеплений, фазового дискриминатора, индикатора уровня и управляемого переключателя обеспечивает качественное подключение преобразователя частоты к ротору вращающегося асинхронного двигателя беэ бросков тока, благодаря чему повышается качество динамических характеристик 20 привода в сравнении с известным устройством. формулаизобретения

Электропривод переменного тока, 25 содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, подключенным к выходам непосредственного преобразователя частоты, датчик фазных токов ротора, регулятор фаэных токов, блок ком- щ пенсации, преобразователь координат, блок обратного преобразования, датчики фазных токов и напряжений статора, формирователь сигналов задания активного и реактивного токов рото35 ра, узел сравнения, блок деления, регулятор частоты скольжения и формирователь гармонических функций,первый вход непосредственного преобразо" вателя частоты подключен к выходу блока компенсации, а второй вход— к выходу регулятора фазных токов, первым входом соединенного с выходом преобразователя координат, а вторым входом — с выходом датчика фазных токов ротора, первый и второй выходы формирователя гармонических функций соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя координат третий и четвертый входы котоР

50 рого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя

ВНИИПИ Заказ 6162/55 Тираж сигналов задания активного и реактивного токов ротора, выход регулятора частоты скольжения соединен с входом формирователя гармонических функций и с входом обратной связи по скольжению формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора узел сравнения соединен первым входом с первым выходом формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, вторым входом— с первым выходом блока обратного преобразования, а выходом — с входом делимого блока деления, вход делителя блока деления соединен с вторым выходом блока обратного преобразования, третий выход которого соединен с первым входом формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, другие два входа которого соединены соответственно с выходами датчиков фазных токов и напряжений статора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества динамических характеристик электропривода переменного тока за счет уменьшения бросков тока при переходе от нерегулируемого к регулируемому режиму работы, введены датчик фазных напряжений ротора, дат-, чик потокосцеплений, фазовый дискриминатор, индикатор уровня и управляемый переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока деления, второй вход — с выходом фазового дискриминатора, управляющий вход упомянутого переключателя соединен с выходом индикатора уровня, а выход управляемого переключателя — с входом регулятора частоты скольжения, первый вход датчика потокосцепления подключен к выходу датчика фазных токов ротора, второй вход — к выходу датчика фаэных напряжений ротора,первый выход датчика потокосцепления— к входу индикатора уровня, а второй выход — к первому входу фазового дискриминатора, второй и третий входыкоторого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя гармонических функций.