Частотно-регулируемый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является уменьшение времени торможения. С этой целью в частотно-регулируемый электропривод введены регулятор 10 тока торможения, узел 13 сравнения, двухвходовьй логический элемент И-НЕ 4, последовательно соединенные датчик 15 тока, одновйбратор 16 и преобразователь 17 частота-напряжение. Датчик 15 установлен в цепи постоян- .ного тока преобразователя t частоты 1Z

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAflHCTH×ECHÈÕ ,РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 02 Р 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4232844/24-07 (22) 20.04.87 (46) 30.10.88. Бюл. 1) 40 (71) Ивановский филиал Всесоюзного научно-иссцедовательского и проектноконструкторского института по автоматизированному электроприводу в про мышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) А.В. Холявин, В.Ф. Кубасов, Л,Н, Коноплев и Е.Н. Манохина (53) 62-83:621.313.333.072 ° 9(088.8) (56) Патент CPI ll 2446623, кл. Н 02 P 3/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1236593, кл. Н 02 Р 3/22, 1984„ (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является уменьшение времени торможения. С этой целью в частотно-регулируемый электропривод введены регулятор 10 тока торможения, узел 13 сравнения, двухвходовый логический элемент

И-НЕ 4, последовательно соединенные датчик 15 тока, одновйбратор 16 и пре1 образователь 17 частота-напряжение..

Датчик 15 установлен в цепи постоянного тока преобразователя 1- частоты

1434530 асинхронного двигателя 2, подключенного к системе 3 управления. Вход за" дания частоты системы 3 управления пОдключен к выходу логического элемента И-НЕ 4, один вход которого соединен с выходом задающего .генератора 14, а другой — через замыкающий контакт 8.3 реле контроля напряжения с общей точкой системы 3 управления.

В од задания напряжения системы 3 уп-, р вления через размыкающий контакт

8.1 и замыкающий контакт 8.2 упомяну-. ! того реле подключен к выходам блока

9 задания напряжения и регулятора

1Р тока торможения. Вход регулятора

10 соединен с выходом узла 13 сравнения. Выход задатчика 11 интенсивности соединен с входами задающего генератора 14, блока 9 и узла 13

Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотно-ре" гулируемым электроприводам с асинхронными электродвигателями, и может быть использовано для торможения эЛектродвигателей, питающихся от прео разователей частоты с широтно-им,. пульсным регулированием выходного напряжения, не имеющих устройств для рйкуперации энергии в сеть.

Цель изобретения — уменьшение времени торможения.

На чертеже изображена функциональ/ ная схема частотно-регулируемого электропривода.

Частотно-регулируемый электропривод содержит преобразователь 1 частоты с широтно-импульсным регулированием напряжения, подсоединенный выходом к асинхронному двигателю 2, а управляющим входом — к выходу системы 3 управления, вход задания частоты которой подключен к выходу логичесиого элемента И-НЕ 4.

Преобразователь 1 частоты составлен из последовательно соединенных между собой выпрямителя 5, фильтра 6 и инвертора 7,. выход которого образует выход преобразователя 1 частоты, а его управляющие входы — управляю- 30 щие входы преобразователя 1 частоты.

Параллельно фильтру 6, выполненному на конденсаторе, включена катушка сравнения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 17.

Вход задатчика 11 подключен к выходу задатчика 12 частоты вращения. Датчик 15 в режиме динамического торможения выделяет переменную составляющую с частотой, пропорциональной частоте вращения ротора асинхронного . двигателя 2, которая в одновибраторе

16 преобразуется в серию импульсов одинаковой длительности, частота которых зависит от частоты вращения.

Далее импульсы преобразуются в аналоговый сигнал и сравниваются с заданным значением, Т.о. организована замкнутая система регулирования тока в режиме динамического торможения, обеспечивающая регулирование интенсивности динамического торможения, 1 ил. реле 8 контроля .напряжения. Размыкающий контакт 8.1 этого реле установлен между вторым входом системы 3 управления и выходом блока 9 задания напряжения, замыкающий контакт 8.2 реле контроля напряжения — между вторым входом системы управления и выходом регулятора 10 тока торможения, а замыкающий контакт 8.3 упомянутого реле — между вторым входом логического элемента И-НЕ и общей точкой системы 3 управления. Вход задатчика

11 интенсивности подключен к выходу задатчика 12 частоты вращения, а выход — к входу блока 9 задания напряжения, первому входу узла 13 сравнения и входу задающего генератора 14, выход которого подключен к первому входу логического элемента И-НЕ 4.

На выходе выпрямителя установлен датчик 15 тока, выход которого через одновибратор 16 подключен к входу преобразователя 1? частота — напряжение, выход которого соединен со вто-, рым входом узла 13 .сравнения. Выход логического элемента И-НЕ 4 соединен со входом задания частоты системы

3 управления.

Система 3 управления содержит двоичный счетчик 18, вход которого образует вход задания частоты системы управления, а выход соединен с входами постоянно запоминающих устройств

1434530

Когда напряжение на конденсаторе достигает порога срабатывания реле 8, то замыкаются контакты 8.2 и 8.3 и размыкается контакт 8.1. Контакт 8.3, замыкая второй вход логического элемента И-НЕ 4 на общую точку схемы управления, прекращает подачу импульсов на вход счетчика 18, счет импульсов прекращается и на выходе ЦАП 22 — 24 формируется постоянное напряжение, соответствующее режиму динамического

-торможения двигателя, величина которого определяется на выходе регулятора 10 тока торможения. Известно, что в асинхронных электродвигателях при динамическом торможении раэмагничивающее действие ротора (реакция ротора) оказывается особенно сильно, за счет чего в, токе торможения легко выделить переменную составляющую с частотой, пропорциональной частоте вращений ротора. Это достигается с помощью датчика 15 переменного тока.

Выход датчика 15 тока связан с одновибратором 16, на выходе которого формируются импульсы одинаковой длительности с частотой, пропорциональной частоте вращения ротора двигателя 2; Преобразователь 17 частота— напряжение преобразует эти импульсы в аналоговый сигнал, который поступает на вход узла 13 сравнения регулятора 10 тока торможения. На второй вход узла 13 сравнения поступает сигнал заданной частоты вращения ротора с задатчика 11 интенсивности. Полярность напряжения на выходе преобразователя 17 такова, что обратная связь по частоте вращения отрицательна. Таким образом, организована замкнутая система регулирования тока в режиме динамического торможения, обеспечивающая регулирование интенсивности динамического торможения в соответствии с выходным напряжением задатчика 11 интенсивности. Протекание постоянного тока через двигатель вызывает разряд емкости фильтра 6 и при достижении напряжением уровня отпадания реле 8 повторяется процесс инверторного торможения, так как на счетчик 18 подаются импульсы с задающего генератора 14, а уровень напряжения определяется блоком 9 задания напряжения. В дальнейшем процесс перехода от инверторного торможения к динамическому и обратно повторяется.

Таким образом, введение датчика переменного тока, одновибратора, пре(ПЗУ) 19-21, выходы которых присоединены к цифровым входам цифроаналоговых перемножителей (ЦАП) 22-24, аналоговые входы которых объединены и образуют вход задания напряжения системы 3 управления.

Частотно-регулируемый энергопривод работает следующим образом.

В исходном состоянии при устано- 10 вившемся режиме работы частота вращения электродвигателя задается величиной сигнала с задатчика 12 частоты вращения, поступающего через задатчик 1 1 интенсивности на вход блока 9 задания напряжения, реализующего требуемый закон частотного управU ления (например, — = cons t), и на .

Командой к началу торможения является уменьшение величины сигнала задания задатчика 12 частоты вращения.

В зависимости от частоты вращения, уменьшения выходного сигнала задатчика 11 интенсивности и маховых масс привода изменяется величина скольжения двигателя 2 в генераторном режиме, при этом кинетическая энергия привода, частично рассеиваясь в элементах инвертора, запасается в емкости фильтра 6, в результате чего напряжение на конденсаторе возрастает..г 20 вход задающего генератора 14. С выхода генератора 14 импульсы с частотой, пропорпиональиой требуемой частоте вращения двигателя, поступают через логический элемент И-НЕ 4 на счетный вход двоичного счетчика 18.

На выходе счетчика 18 формируется развернутый двоичный код, который поступает на входы ПЗУ 19-21, преобразующие его в цифровой код, соответствующий трехфазному синусоидальному напряжению, В цифроаналоговых перемножителях 22-24 происходит умножение цифрового кода на напряжение, поступающее с блока 9. Таким образом, на выходе ЦАП формируется система З5 трехфазных синусоидальных напряжений, необходимых для управления .инверто-. ром с широтно-импульсным модулированием, которые поступают на модулиру щ е вход. ННВерТора 7. Напряжение 40 в звене постоянного тока инвертора на фильтре 6 меньше уровня срабатывания реле 8.

Торможение осуществляется следующим образом. 45

Составитель В.Тарасов

Техред И.Ходанич

Корректор С.Шекмар

Редактор А.Ренин

Заказ 55б4/56

Тираж 584

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 14345 образователя частота — напряжение, узла сравнения и регулятора тока торможения повышает качество регулирования частоты в режиме торможения, иСключает горизонтальные "ступеньки", за счет чего уменьшается общее время торможения.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и л

1

Частотно-регулируемый электропечи" в д, содержащий асинхронный двига" т ль, широтно-импульсный преобразователь частот, составленный из последовательно соединенных между собой в птрямителя, с зажимами для подключен я к сети, фильтра и инвертора, входй которого образуют модулированные в оды преобразователя частоты, а вых д инвертора подключен к фазным выв дам асинхронного двигателя, систем управления с входами задания част ты и амплитуды напряжения, выходы к торой соединены с модулирующими в одами преобразователя частоты, зад тчик частоты вращения, выходом п дсоединенный к входу задатчика инт нсивности, к выходу которого подк, очен вход блока задания напряжения и вход задающего генератора, реле к нтроля напряжения с обмоткой, под30 6 ключенной параллельно фильтру преобразователя частоты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения времени торможения, введены узел сравнения и регулятор тока торможения, двухвходовый,логический элемент

И-НЕ, одновибратор, преобразователь частота — напряжение и датчик тока, включенный в цепь постоянного тока преобразователя частоты, выход датчика тока через одновибратор и преобразователь частота-напряжение подключен к первому входу узла сравнения, с вторым входом которого соединен выход задатчика интенсивности, а выход узла сравнения подключен к входу регулятора тока торможения, выход которого через первый замыкаю-щий контакт реле контроля напряжения соединен с входом задания амплитуды напряжения системы управления, с которым через размыкающий контакт реле соединен выход блока задания напряжения, выход задающего генератора соединен с первым входом элемента

И-НЕ, второй вход которого через второй замыкающий контакт подключен к общей точке системы управления, а выход элемента И-НЕ соединен с входом задания частоты напряжения системы управления.