Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с тиристорными регуляторами напряжения для механизмов, работающих в пов торнократковременных режимах с регулированием частоты вращения. Целью изобретения является повьшение надежности . Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1, реверсивный тиристорный регулятор 2 напряжения, систему импульсно-фазового управления 3, состоящую из фильтра 4, фазосдвигающего блока 5 и распределителя 6 импульсов, датчик 7, задатчик 8 и регулятор 9 частоты вращения, блок 10 линеаризации, логический переключающий блок 11, функциональный преобразователь 12 и суммирующий усилитель 13. Введение в канал управления частотой вращения электродвигателя 1 функционального преобразователя 12 и суммирующего усилителя 13с напряжением смещения на втором входе позволяет стабилизировать коэффициент передачи тиристорного регулятора 2 на максимальном уровне, что приводит к улучщению качества регулирования и, как следствие, к повышению надежности работы электропривода . 1 ил. i (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИ1ЕСНИХ

РЕаЪБЛИН (51) 4 Н 02 P 5/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ис

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4226868/24-07 (22) 10.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. У 41 (71) Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова (72) И.Я.Браславский, А.М.Зюзев, И.С.Мышалов, Д.Г.Тимофеев и С.И.Нилин (53) 621.313.333.077(088.8) (56) Браславский И.Я. и Зюзев А.М.

Регулирование скорости тиристорнйх асинхронных электропроводов с параметрическим управлением, Электричество, В 1, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 913543, кл. Н 02 Р 5/402, 1979. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с тиристорными регуляторами напряжения для механизмов, работающих в повторнократковременных режимах с регулированием частоты вращения. Целью изоб„,Я0„„14362 О А1 ретения является повьппение надежности. Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1, реверсивный тиристорный регулятор 2 напряжения, систему импульсно-фазового управления 3, состоящую из фильтра 4, фазосдвигающего блока 5 и распределителя б импульсов, датчик 7, задатчик 8 и регулятор 9 частоты вращения, блок l0 линеаризации, логический переключающий блок 11, функциональный преобразователь 12 и суммирующий усилитель 13. Введение в канал управления частотой вращения электродвигателя t функционального преобразователя 12 и суммирующего усилителя

13 с напряжением смещения на втором входе позволяет стабилизировать коэффициент передачи тиристорного регулятора 2 на максимальном уровне, что приводит к улучшению качества регулирования и, как следствие, к повышению надежности работы электропривода. 1 ил.

1436260

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с тиристорными регуляторами напряжения для механизмов, работающих в повторно5 кратковременных режимах с регулированием частоты вращения.

Цель изобретения — повышение надежности. f0

На чертеже .приведена структурная схема электропривода.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель

1, реверсивный тиристорный регулятор

2 напряжения, выполненный на пяти парах встречно-параллельно соединенных тиристоров, систему 3 импульсно-фазового управления, состоящую иэ последовательио соединенных фильтра 4, 20 фазосмещающего блока 5, распределителя 6 импульсов, датчик 7, задатчик

8 и регулятор 9 частоты вращения, блок 10,линеаризации, логический переключающий блок 11, функциональный25 преобразователь 12 и суммирующий усилитель 13.

Электродвигатель 1 через реверсивный тиристорный регулятор 2 напряжения боединен с зажимами для подключения питающей сети, с которыми соединен также и вход фильтра 4 ° Датчик

7 частоты вращения соединен с первым входом регулятора 9 частоты вращения, выход которого соединен с одним вхо 35 дом логического переключающего блока 11 и одним информационным входом блока 10 линеаризации,, другой информационный вход которого соединен с вы-. ходом датчика 7 частоты вращения.

Выход задатчика 8 частоты вращения соединен с вторым входом регулятора 9 частоты вращения и с другим входом логического переключающего блока 11, 4 выходы которого соединены с управляющими входами распределителя 6 импульсов. Управляющий вход блока 10 линеаризации соединен с одним из выходов логического переключающего блока 11,, а выход блока 10 линеаризации через функциональный преобразователь 12 соединен с первым входом суммирующего усилителя 13, выход которого подключен к управляющему входу фазосдвигающего блока 5. Второй вход суммирующего усилителя 13 предназначен для подачи сигнала смещения.

Введение в электропривод функционального преобразователя 12 с суммирующим усилителем 13 позволяет осуществить техническую линеаризацию регулировочной характеристики тиристорного регулятора 2 и таким образом стабилизировать значение его коэффициента передачи. Считая, что угол открытия тиристоров в(связан с напряжением управления U на входе системы 3 импульсно-фазового управления (СИФУ) линейной зависймостью: а =

K „<„U., где Е с„ф,, - коэффициент передачи СИФУ; и полагая, что в предлагаемом устройстве U у = Усм—

- U <, где U — напряжение смещения характеристики СИФУ; U@„ — напряжение на выходе функционального преобразователя 12, можно записать:

f <(U, cv). В этом случае, поставив условие 4 = V, „„ U<„, характеристику функционального преобразователя

12 находим из решения уравнения

1; „„У 6,, = f <(U>, h1), где U З„- напряженйе на выходе блока 10 линеаризации, являющееся входным для функционального преобразователя 12; Е я„козффициент передачи линеаризованного тиристорного регулятора 2 по отношению к напряжению на входе функционального преобразователя 12.

При определенном завьппении мощности двигателя, обусловленном особенностями энергетики рассматриваемого способа регулирования скорости, а также в связи с наличием зоны нечувствительности регулировочной характеристике тиристорного регулятора

2 при его работе в режиме регулирования переменного напряжения с углом

o((4 где tp- фазовый угол нагрузки, целесообразно ограничить минимальное значение угла открытия тиристоров o(обеспечиваемого от момента перехода через нуль фазного напряжения сети, значением a(„= 60 эл.град.

Такое органичение угла практически не препятствует работе асинхронного двигателя в пределах естественной характеристики в двигательном режиме и предохраняет его обмотки от черезмерных токов в режиме динамического торможения. Рассматривая при этом реальный диапазон изменения скорости двигателя от нуля до номинальной, можно с допустимой для практической реализации точностью считать, что (3) (2

0ы + Ба к

4 2Ь,Ц!ы, ° (4) 1

3 (ПЗ 0", 0

"Вперед" — при или

U < o0;

3 с ю

3 0 с или

Б <О;

"Назад" — при

3 регулировочные характеристики симметричного тиристорного регулятора в .режиме регулирования переменного напряжения и в режиме регулирования постоянного напряжения по схеме однофаэного полууправляемого мостового выпрямителя подобны и отличаются только масштабом по выходному напряжению.

Учитывая, что в общем случае регулировочная характеристика полууправляемого мостового выпрямителя, включенного на линейное напряжение сети, имеет следующий вид

13 (1 + соз а(), где угол д(должен отсчитываться от момента перехода через нуль напряжения питания моста, MozeM найти зависимость выходного напряжения тиристорного регулятора в выпрямительном режиме от напряжения управления при введении дополнительного фазового сдвига синхронизирующего напряжения относительно фазного напряжения сети на предлагаемые 60 эл.град., вносимых, например, фильтром 4 на входе синхронизации СИФУ 3. Принимая во внимание что фазное напряжение в свою очередь сдвинуто относительно линейного на

30 эл.град., получают

Используя указанное ранее условие: у = F. тон U ьл, иэ выражения (1) нахои дим необходимую характеристику функционального преобразователя 12 для выпряинтельного режима тиристорного регулятора 2

u =v

Ф см тпн" A 1 х(аессоа(— ы - U ) — — 1, (1I

436260 которая вполне удовлетворяет и режиму регулирования переменного напряжения.

Напряжение смещения U в (2) выбирается из условия равенства нулю напряжения на выходе тиристорного регулятора при U,фп О. В таком случае при U ф„ = Пс получают максимальное значение выходного напряжения

10 тиристорного регулятора 2, которое, исходя из ограничения угла Ы для режима регулирования переменного напряжения, будет равно

Принципиально блок 1О линеаризации состоит из функциональных преобразователей 14-1á, коммутатора 17 аналоговых сигналов и блока 18 перемноже25 ния. Функциональные преобразователи

14 и 15 в общем случае должны реализовать следующие зависимости соответственно в двигательном режиме и в режиме динамического торможения;

30 (цш;цы) +(ь -им)

AS 2(U -UuÄ) (U ю -Бсд) 35 ( где UM — напряжение датчика скорости;

Пм, Uur — напряжения, соответствую,щие синхронной и критической скорос40 тям двигателя в режиме динамического торможения. Функциональный преобразователь 16 реализует функцию извлечения квадратного корня из входного сигнала.

Алгоритм функционирования логического переключающего блока 11,,определяющий выбор тиристорных групп, имеет следующий вид:

1436260

UU3 "

V, 0;

"ДИнамич еское

- при торможение

u«, io:

Uðñ> O где U> Б рс — напряжения задания частоты вращения и от 10 регулятора частоты вращения, Электропривэд функционирует следующим образом.

В исходном положении, когда напря 15 жения на выходах задатчика 8 и регулятора 9 частоты вращения равны нулю, двигатель неподвижен и отключен от сети, так как на выходе логического переключающего блока 11 при этом при- 20 сутствуют сигналы низкого уровня, при которых распределитель 6 импульсов управляющие сигналы на тиристоры не подает и, следовательно, они находятся в закрытом состоянии. 25

При появлении напряжения на выходе задатчика 8 частоты вращения или регулятора 9 частоты вращения (при принудительном вращении двигателя} на одном из выходов логического пере- 30 ключающего блока 11 появляется сигнал .высокого уровня, разрешающий генерацию управляющих импульсов для соответствующей группы тиристоров, угол открытия которых будет определяться напряжением управления на входе фазосмещающего блока 5, поступающим от регулятора 9 частоты вращения через блок 10 линеаризации, функциональный преобразователь 12 и суммирующий усилитель 13.

Выбор соответствующего режиму работы двигателя функционального преобразователя 14 или 15 в блоке 10 линеаризации осуществляется с помощью коммутатора 17 по сигналу от логического переключающего блока 11.

Функционирование системы автоматического регулирования, реализующей принцип регулирования по отклонению, обеспечивает цри этом работу двигателя с заданной частотой вращения.

Причем присутствие в канале регулирования угла открытия тиристоров функционального преобразователя 12 с суммирующим усилителем 13 придает характеристикам тиристорного регулятора 2 линейный вид, что делает стабильными показатели качества регулирования скорости двигателя в широком диапазоне его координат.

Таким образом, введение в канал управления частотой вращения электродвигателя функционального преобразователя 12 с суммирующим усилителем

13, на второй вход которого подано напряжение смещения, позволяет стабилизировать коэффициент передачи тиристорного регулятора 2, который в нелинеаризованных системах может изменяться в 5-10 раз. Стабилизация этого коэффициента на максимальном уровне приводит к улучшению качества регулирования скорости (уменьшение статической ошибки и динамического падения скорости, повышение быстродействия) и к повышению надежности работы предлагаемого электропривода.

Формула и з О б р е т е н и я

Злектропривод переменного тока, содержащий асинхронный трехфазный электродвигатель, подключенный через реверсивный тиристорный регулятор напряжения, выполненный на пяти парах встречно-параллельно включенных тиристоров, к зажимам дпя подключения питающей сети, систему импульснофазового управления, состоящую из последовательно соединенных фазосмещающего блока и распределителя импульсов, .выходы которого соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров реверсивного регулятора напряжения, датчик частоты вращения электродвигателя, выходом соединенный с первым входом регулятора частоты вращения, второй вход которого соединен с выходом эадатчика частоты вращения, логический переключающий блок, выхОды KGTopoI G соединены соответственно с выходами задатчика и регулятора частоты вращения, а выходы логического переключающего блока соединены с управляющими входами распределителя импульсов, блок линеариэации, информационные входы которого ссединены соответственно с выходами датчика и ре1436260

Составитель С. Позднухов

Редактор А. Мотыль Техред Л.Сердюкова КорректоР М. Васильева

Заказ 5658/55 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 гулятора частоты вращения а управляющий вход — с одним иэ выходов логического переключающего блока, отличающийся тем, что, с целью повыпения надежности, в него введены функциональный преобразователь, суммирующий усилитель, система импульсно-фазового управления снабжена фильтром, выходы которого соедине"10 ны с входами синхронизации фазосмещающего блока, а входы фильтра соедине» ны с зажимами для подключения питаю-. щей сети, выход блока линеариэации через функциональный преобразователь соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого предназначен для подачи сигнала смещения, выход суммирующего усилителя соединен с управлякщнмвходом фазосмещающего блока системы импульснофазового управления.