Устройство для пуска преобразователя частоты для регулирования асинхронного короткозамкнутого двигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления автономными инверторами тока, применяемыми в составе преобразователя частоты в частотно-регулируемых электроприводах. Цель изобретения - упрощение устройства. Цель достигается тем, что пуск инвертора разбивается на два этапа, причем на первом этапе происходит начальный заряд коммутирующих конденсаторов, а на втором этапе - дозаряд конденсаторов до напряжения, уровень которого обеспечивает коммутационную устойчивость в рабочем режиме, 6 ил. (П

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1390744 А1 (SD 4 Н 02 М 5 27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 8„,"

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4111863/24-07 (22) 24.06.86 (46) 23.04.88. Бюл. N 15 (71) Научно-исследовательский элект=. ротехнический институт производственного объединения "ХЭМЗ" (72) А.Ю. Бару, В.П. Богатырев, Б.Е. Калашников, А.А. Тютюнников и И.И. Эпштейн (53) 621.316.727(088.8) (56) Толстов Ю.Т. Автономные инверторы тока. — M. Энергия, 1978, с. 186-188.

Тиристорные преобразователи частоты. Под ред, P.Ñ. Сарбатова. — М.:

Энергия, 1980, с. 183-184, рис. 5-18. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

АСИНХРОННОГО КОРОТКОЗАМКНУТСЙ О ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления автономными инверторами тока, применяемыми в составе преобразователя частоты в частотно-регулируемых электроприводах. Цель изобретения — упрощение устройства. Цель достигается тем, что пуск инвертора разбивается на два этапа, причем на первом этапе происходит начальный заряд коммутирующих конденсаторов, а на втором этапе - дозаряд конденсаторов до напряжения, уровень которого обеспечивает коммутационную устойчивость в рабочем режиме. 6 ил. l390744

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления автономными инверторами тока, применяемыми в составе преобразователя частоты в частотнорегулируемых электроприводах.

Цель изобретения — упрощение и снижение потерь энергии.

Поставленная цель достигается

10 путем разделения процесса пуска на два этапа, на первом из которых имПульс тока выпрямителя при подаче на вход системы управления инвертором нулевой частоты протекает через .сгла- 1 кивающий дроссель, один тиристор в анодной и один тиристор другой фазы катодной группе инвертора, две фазы двигателя, обеспечивая начальНый заряд коммутирующих конденсаторов, а на втором этапе линейно уве.Пичивающийся во времени ток выпрямителя протекает через сглаживающий дроссель и поочередно с высокой чаСтотой, равной номинальной частоте инвертора или близкой к ней, через три фазы инвертора и двигателя, обеспечивая дозаряд коммутирующих конденсаторов до рабочего напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная 30

Схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока формирования длительностей этапов пуска;.на фиг, 3 йример выполнения блока задания тока на первом этапе пуска:; на фиг. 4

Пример выполнения блока задания высокой частоты на втором этапе пуска; на фиг. 5 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.6цепь протекания тока заряда конденса- 40 lIopoe инвертора на первом этапе пуска °

Устройство для пуска преобразователя частоты включающего автономный инвертор 1 тока с отсекающими диода- 45 ми, входящий вместе с управляемым выпрямителем 2 и сглаживающим дросСелем 3 в состав преобразователя для регулирования асинхронного коротко,замкнутого двигателя 1, содержит командоаппарат 5 включения, выход которого подключен к входам блока 6 задания тока на первом этапе пуска и блока 7 формирования длительностей

-этапов пуска, выход задания длительности первого этапа пуска Т1, через блок 6 задания тока I --„ на втором этале пуска, первый ключевой элемент 9 и регулятор !О тока подключен к входу системы 11 управления выпрямителем 2, выход задания длительности второго этапа пуска Т1 х Т2 подключен к управляющим входам первого ключевого элемента 9 и второго ключевого элемента 12, включенного между блоком,13 задания высокой, равной номинальной или близкой к ней, частоты

f-„ на втором этапе пуска и системой 14 управления инвертором 1, а выход задания длительности рабочего режима Т2 подключен к управляющим входам третьего ключевого элемента

15, включенного между выходом задания частоты f блока 16 задания тока и частоты в рабочем режиме и входом системы 14 управления, и четвертого ключевого элемента 17, включенного между выходом задания тока I „ блока 16 и входом регулятора 10 тока, подключенным также к выходу блока 6.

Блок 7 (фиг. 2) формирования длительностей этапов пуска состоит из двух последовательно соединенных узлов 18 и 19 задержки и логических элементов НЕ 20 и 2И-НЕ 21, соединенных таким образом, что вход первого узла 18 задержки является входом блока 7 формирования длительностей этапов пуска, а выход узла 18 задержки является первым выходом блока 7 и соединен с одним из входов логического элемента 21, второй вход которого соединен с выходом логического элемента 20, при этом выход логического элемента 21 является вторым выходом блока 7, а выход 20 — третьим выходом блока 7.

Блок 6 задания тока на первом этапе пуска представляет собой дифференцирующую RC-цепочку (фиг. 3) . При замыкании контактов командоаппарата

5 на вход блока 10 подключается источник постоянного напряжения Е, и R-С цепь формирует импульсный сигнал тока, являющийся заданием тока на первом этапе, Блок 13 задания высокой частоты на втором этапе пуска представляет собой источник постоянного напряжения, схема которого приведена на фиг, 4. !

Регулятор l0 тока представляет собой пропорционально-интегральный регулятор, выполненный на операционном усилителе. Блок 9 задания тока и частоты в рабочем режиме может быть выполнен, например, в виде потенциометров, подключенных к источнику

1390744 постоянного напряжения. Блок 8 задания тока на втором этапе представляет собой пропорционально-интегральное звено, выполненное на операционном усилителе.

Устройство работает следующим образом. м

При замыкании контактов командоаппарата 5 на вход блока 7 формирования длительности этапов и на вход блока 6 задания тока на первом этапе поступает сигнал пуска П (фиг. 5).

При этом на вход регулятора 10 тока с выхода блока 6 задания тока на первом этапе при разомкнутыхключевых элементах 9 и 17 поступает импульсный сигнал задания. Так как ключевые элементы 15 и 12 разомкнуты, на вход системы 14 управления инвертором 1 поступает сигнал нулевой частоты. Такое состояние сохраняется в течение всего первого этапа пуска. При этом на первом этапе пуска импульс тока

I (фиг. 5) выпрямителя 2 при нулевой частоте F (фиг. 5) в инверторе 1 протекает через сглаживающий дроссель 3, две фазы инвертора 1 и дви,гателя 4. Цепь протекания тока заря-! да конденсаторов (Сэ) инвертора 1 на первом этапе при отсутствии потока и ЗДС двигателя 4 показана на фиг. 6 ° При протекании этого тока коммутирующие конденсаторы заряжаются до напряжения U, равного

2Lx

U = 2U — — —-d 21

d где U

L д напряжение на выходе полностью открытого выпрямителя; . индуктивность короткого замыкания двигателя; индуктивность сглаживающего дросселя. ьк

При соотношении -- = 15 величина 45 ь„

U составляет не более 20Х от знасz чения рабочего напряжения, необходимого для обеспечения коммутационной устойчивости инвертора в рабочем режиме. Длительность первого этапа определяется узлом 18 задержки (фиг.2). на выходе которого формируется сигнал

Т1. При появлении сигнала Т1 начинается второй этап пуска: замыкаются ключевые элементы 9 и 12, При этом

55 на вход регулятора 10 тока через замкнутый ключевой элемент 9 с выхода блока 8 задания тока на втором этапе поступает линейно увеличивающийся во времени сигнал задания тока, а на вход системы управления инвертором

1 через замкнутый ключевой элемент

12 с выхода блока 13 задания частоты на втором этапе поступает сигнал задания высокой частоты. Одновременно с появлением сигнала Т1 в узле 19 задержки и логических элементах 20 и 21 (фиг ° 2) формируется сигнал

Т1 х Т2, определяющий длительность второго этапа t-. На втором этапе линейно увеличивающийся во времени ток выпрямителя 2 протекает через сглаживающий дроссель 3 и поочередно с высокой частотой через три фазы инвертора 1 и двигателя 4, обеспечивая дозаряд коммутирующих . конденсаторов до рабочего напряжения.

По окончании второго этапа пуск окончен и происходит переход на рабочий режим регулирования частоты и тока. При этом размыкаются ключевые элементы 9 и 12 и замыкаются элементы 15 и 17. На вход регулятора

10 тока через замкнутый ключевой эле" мент 17 с выхода задания тока блока

16 поступает сигнал задания рабочего тока, а на вход системы 14 управления инвертором 1 через замкнутый ключевой элемент 15 с выхода задания частоты блока 16 поступает сигнал задания рабочей частоты.

Таким образом, благодаря разделению.процесса пуска на два этапа, на первом из которых обеспечивается начальный заряд коммутирующих конденсаторов за счет протекания импульса тока выпрямителя через сглаживающий дроссель, две фазы инвертора и двигателя при нулевой частоте работы системы управления инвертором, а на втором — дозаряд коммутирующих конденсаторов до рабочего напряжения за счет протекания через сглаживающий дроссель и поочередно с частотой, близкой к номинальной, через три фазы инвертора и двигателя линейно нарастающего тока выпрямителя, упрощается силовая схема инвертора и снижаются потери энергии.

Формула изобретения

Устройство для пуска преобразователя частоты для регулирования асинхронного короткозамкнутого двигателя, включающего последовательно соединенные управляемый выпрямитель, 1390744 сглаживающий дроссель и автсномный инвертор тока с отсекающими диодами, содержащее командоаппарат включения, систему управления инвертором, последовательно соедине..1ные регулятор тока и систему .".правления выпрямителем и блок задания тока и частоты в рабочем режиме„ с т л и ч а юще е с я тем, ч,о с целью mpoщения и снижения потерь энергии,, îíо снабжено блоками задания ток"". н-. первом B BTopQM этапах пуска, блоком задания высокой, равной номинальной или близкой к ней, частоты iH Bòором этапе пуска, четырьмя ключевьпж элементами и блоком Формирования длительностей э-апов пуска„ вход котсрого вместе с входом блока задания тока на первом этапе пуска. подключен к вьгоду командоаппарата включения, выход задания длительности первого этапа пуска через блок задания тока на втором этапе пуска и первый ключевой элемент подключен к входу регулятора тока, выход задания длительности второго этапа пуска подключен к управляющим входам первого ключевого элемента и второго ключевого элемента, включенного между блоком задания высокой частоты на втором этапе пуска и системой управления инвертором, а выход задания — перехоца на раоочий режим подключен к управляющим входам третьего ключевого элемента, включенного между выходом зацания частоты блока задания тока и частоты в рабочем режиме и входом системы управления инвертором и четвертого ключевого элемента, включенного между выходом задания тока блока задания тока и частоты в рабочем режиме и входом регулятора тока, поцключенным также к выходу блока задания тока на первом этапе.

1390744

1390744

2Су

Редактор В ° Данко

Заказ 1779/53

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4

Т1

Составитель В. Жмуров

Техред А.Кравчук Корректор M. Пожо