Устройство для торможения асинхронного двигателя
Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты в режиме рекуперации. Устройство для торможения асинхронного двигателя снабжено блоком принудительной коммутации, выполненным на тиристорах 18,19, включенным в цепь питания автономного инвертора 3 напряжения. Параллельно дросселью 6 включен ограничительный вентиль (тиристор) 24. Блок коммутации шунтирован LC-контуром (20,21), коммутирующим тиристором 22. Управляющие входы тиристоров 22,24 подключены к выходу блока 25 стабилизации напряжения, входом соединенного с выходом RS-триггера. Управляющие входы тиристоров 18,19 соединены с выходами блоков 16,17 управления выпрямителем и инвертора рекуперации соответственно. Между точкой соединения конденсатора LC-контура и коммутирующего тиристора 22 и точкой соединения дросселя 6 ограничительного вентиля 24 и зажима инвертора 3 включен ограничительный резистор 23. Вентили выпрямителя 1 работают с углом управления β = 0,а вентили инвертора 2 рекуперации-с постоянным оптимизированным углом управления β, при котором энергетические показатели устройства максимальны.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1515309
А1
,51 ) 4 Н 02 P 3/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ П<НТ СССР
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4375376/24-0? (22) 20, 11.87 (46) 15. 10.89, Бюл. М 38 (71) Донецкий политехнический институт (72) М.В.Апухтин и С,В.Иванрнко (53) 621 317.7!7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1100696, кл. 11 02 Р 3/22, 17,02.8. 3
Авторское еридете:тьетво Гl,!.Р
Y" 12 Ð631ïð л, И 02 P Зi."2, 11 10 84.
,5 ) УСТР0!ИЛВГ Д.. 1Я 1" РМОЖ1. | 8ò1 - 1П1Х РОг1110 ГО ДВ ИГА" 1 . 1Я (57) Изобре ; ние относится к 3 1ектротехГ .4к(° 11еп зю и о Эб ре те 1ия я вчя е ся повьппение надежности путем ог-„-авич -.— ния напр t,.ëtttÿ в звено постоянного тока п1 еобраэовате я ча то-и в режит1е рекупегации., Устройств для торможp ния а е»нхр апшо ге двиг ателя снабже но блохе н1 п,энгуди". е т(ьноЁ ком.""г. тацни, вы-пс лнениьп на тиристорах 18, 9, включенным в п пь питания автономноro инвертора 3 напряжения. Параллельно дросселю 6 включен ограничительный вентиль (тиристор) 24. Блок коммутации щунтирован 1.С-контуром (20, 21), коммутирующим тиристором 22. Управлякицие входы тиристоров 22, 24 подключены к выходу блока 25 стабилизации напряжения, входом соединенного с выходом RS-триггера, Управляющие входы тивнсторов 18, 19 соединены е выходами блоков 16, 17 управления выпряелнтелем и инвертором рекуперации соответственно„ Между точкой соединения конденсатора LC-конгуга и коммутирующего тири тора 22 и точной соединения дросселя 6 ограничительного вен- ф тиля 24 и зажима инвертора 3 включен отрснинительньзз резистор 23. Вентили Щ выпряьп т JIB 1 рабо гаюг с углом управ Тс= ttèÿ р =О, а вентили инвертора 2 рекуперации — с постоянным оптимизированным углом управлен я р при кото,-.ом энергетические показатели устройства максималг:ны. Qs
5! 530
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления режимом рекуперативного торможения асинхронного двигателя (А11) при
5 частотном регулировании скорости вращения. ((елью изобретения является поньппение надежности путем ограничения напряжения в звене постоянного тока пре-1и образователя частоты н режиме рекуперации °
На чертеже представлена структурная схема устройства для торможения асинхронного двигателя. 15
Устройство содержит выпрямитель 1, инвертор 2 рекуперации, инвертор 3 напряжения в цепи питания асинхронного двигателя 4, датчик 5 тока, дроссель 6 и конденсатор 7 на входе 20 инвертора 3 напряжения. Датчик 8 напряжения подключен входом к конденсатору 7, а выходом к RS-триггеру 9, выходы которого через узлы задержки
10 и 11, логические элементы НЕ 12 и 25
13 подключены к вторым входам логических блоков И 14 и 15, первые входы которых соединены соответственно с выходами узлов 10 и 11 задержки, а выходы подключены через блоки 16 и 3р
17 управления соответственно выпрямителем и инвертором к управляющим входам выпрямителя и инвертора рекуперации.
Устройство дополнительно содержит блок принудительной коммутации, составленный из двух встречно-параллельно включенных силовых тиристоров 18 и 19, первого и нторого, параллельно которым включена цепочка из коммути- 4О рующего.LC-контура, составленного из индуктивности 20 и конденсатора 21, и коммутирующего тиристора 22, а также ограничительный резистор 23, подключенный между общей точкой конденсатора 21, коммутирующего тиристора 22 с цепью питания инвертора 3.
Дроссель 6 защунтирован ограничительным вентилем 24 в направлении прони-. кания тока в режиме потребления двигателем 4 MollIHocTH из сети.
Блок 25 стабилизации напряжения подключен входом к первому выходу
RS-триггера 9, а выходом к управляющим электродам тиристоров 22 и 24, Упранляющне электроды силовых тиристоров 18 и 19 проводящих соответственно ток потребления двигателем и ток рекуперации, соединены соответ9 4 ственно с выходами блокон 16 и / управлс ния выпрямителем и инвер оном ре купе р алии °
a ñòðîéство работает следующим образом, При работе асинхроннс го двигателя 4 в двигательном режиме происходит потребление мощности из сети. При этс м с.игн,сп с выхода датчика 5 тока поступас т на вход RS-триггера 9, который через узлы 10 и 11 задержки, логические элементы I!F. !2 и 13 и И
I4 и 15 подает сигналы на включение в работу блоков 16 и 17 управления.
Работает выпрямительная группа вентилей 1, Угол управления вентилями вьспрямительной группы равен 0 (4=0) т.е, вентили работают в режиме диодов и коэффициент мощности на входе преобразователя близок к 1, При изменении режима работы асинхронного двигателя 4 изменяется направление потока мощности в звене постоянного тока, что приводит к дозаряду конденсаторов 7 фильтра, Это вызынает запирание вентилей выпрямительной группы и прекращение потребления тока из сети. Тогда сигнал, поступающий с датчика 5 тока, перебрасы-вает RS-триггер 9, который выключает блок 16 управления из работы, и через узел 11 задержки, логические схемы
НЕ !2 и 13 и И 1« и 15 вклкчает в работу блок 17 управления, При этом ток рекуперации в звене постоянного тока проходит через силовой вентиль
l9, который включается одновременно с вентилями инверторной группы, Угол управления вентилями инверторной группы 2 равен оптимальному значению и определяется исходя из условий обеспечения максимального значения тормозного электромагнитного момента, развиваемого двигателем и обеспечечия высоких энергетических показателей на входе преобразователя частоты в режиме рекуперации энергии торможения в питающую сеть.
Если значение тормозного электромагнитного момента, развиваемого двигателем, не равно максимал >нсму, то по мере рекуперации энергии в питающую сеть происходит снижение значения напряжения на конденсаторе фильтра.
При достижении номинального значения, которое контролируется датчиком 8 напряжения, последний выдает сигнал на вход R RS-триггера 9, RS-триггер
1515309 перебрасываетс При этом блок ?5 подает импульсы на управляющие электроды тиристоров 24 и 22. Предварительно заряженный <онденсатор 21 по цепи "+" конденсатора 7 — ограничительный резистор 23 конденсатор 21 — индуктивность 20 коммутирующего контура — тиристор 19 — "-" конденсатора 7 разряжается по цепи "+" конденсатора 21 — тиристор 22 — тиристор !8 — индуктивность 20 — конденсатор 21 "-" и принудительно снижает значение тока рекуперации до нуля, ограничивая нижний предел колебания напряжений в звене постоянного тока. Для ограничения возникающих при этом перенапряжений на дросселе 6 фильтра служит ограничительный вентиль 24. Процесс коммутации тока рекугерации происходит практически мгновенно, Через включенные вентили выпрямитальной группы происходит дозаряд конденсатора и, ec;Iv нааравлени и эта ка мощности бпизок к 1, 55 I !!редлагаемое устройство управления режимом рекуперативного торможения асинхронного двигателя при часв звене постоянного тока не . зменипось, процесс р куперации энергии а питающую сеть повторяется. Для предотвраще ия разряза конденсатора 7 по цеии "+" конден..атора 7 — резистор 23 -- тирнстов ?? — "-" конденсатора 7 значение с противления R резис тора 23 подбирается достаточчо большям, т.е, таким, при котором ток разряда меньше значения тока удержания тиристора. ? 2 в открытом состоянии, т .., госле окончания процесса ко мутации тока рекуперации вентильтиристор 22 самопроизвольно восстанавливает свои запирающие свойства., Если происходит изменение режима работы асинхронного двигателя, то изменяется направление потока мощности в звене постоянного тока и процесс рекуперации энергии в питающую сеть не происходит, в работе остаются вентили выпрямительной группы, Коэффициент мощности на входе преобразователя частоты в режиме рекуперации 30 тотном управ, ии ь ззволяет суше генно повысить надежность работы автономного инвертора напряжения как основного узла преобразователя част ты, стабилизировав значение напряжения в звене постоянного тока; стабилизировать значение электромагнитного момента асинхронного двигателя; повысить динамические свойства преобразователя частоты с широтно-импульсным регулированием путем уменьшения времени перевода его из одного режима работы в другой, определяемого параметрами узлов задержки, которые, в свою очередь, определяются только временем восстановления запирающих свойств вентилей выпрямительной и инверторной группы, обеспечить получение высоких энергетических показателей преобразователя частоты во всех режимах его работы. Предлагаемое устройство может быть использовано для тиристорного преобразователя частоты с широтно-импульсным регулированием, где в качестве силовых вентилей применяются полууправляемые вентили (тиристоры), а не полностью управляемые, т.е. транзисторы. Ф с р м у л а и з о б р е т е н и я Ус ройство для торможения асинхронного двигателя, содержащее выпрямитель и параллельно к нему подключенньп по цепи переменного тока инвертзр рекугерации, инвертор напряжения, соединенный с выводами выпрямителя через дроссель, конденсатор на входе инвертора напряжения, датчик тока в пепях питания инвертора рекуперации„ датчик напряжения, подключенный входом к конденсатору, выходы указанных датчиков соединены соответственно с R- u S-входами RS-триггера, первый выход которого через первые узел задержки, логический элемент НЕ подключен к второму входу второго логического блока И, второй выход RS-триггера через вторые узел задержки и логический элемент 1И подключен к второму входу первого логического элемента И, первые входы логических элементов И cîåäèíåíb! соответственно с выходами первого и второго узлов задержки, а выходы подключены к входам блоков управления выпрямителем и инвертором рекупоp;!»IIII соот1 5153C). Составитель В,Тарасов Редактор Л.Веселовская Техред А.Кравчук Корректор 0. Кравцова Подписное Тираж 551 Заказ 6290/53 ВНИИПИ Росударетвенного комитета по изобретениям и открытиям при 1 КНТ СССР 1131 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Г, гарина,101 ветственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности путем ограничения снижения напряжения в звене постоянного тока пре5 образователя частоты в режиме рекуперации, введен блок принудительной коммутации, составленный из двух встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, параллельно которым включена цепочка из коммутирующего LC-контура и коммутирующего тиристора, ограничительный резистор, ограничительный вентиль и блок стабилизации напряжения, при этом выход- 15 ные выводы выпрямителя и инвертора рекуперации объединены, силовые тиристоры включены последовательно в цепь питания инвертора напряжения между конденсатором на входе инвер- 20 тора напряжения и общими выводами выпрямителя н инвертора рекуперации, ограничительный резистор включен между общей точкой конденсатора LC-контура, коммутирующего тиристора с положительной инной цепи питания инвертора напряжения, ограничительный вентиль включен параллельно дросселю в направлении протекания тока в двигательном режиме работы асинхронного двигателя, блок стабилизации напряжения входом подключен к первому выходу Rs-триггера, а выходом — к управляющим электродам коммутирующего тиристора и ограничительного вентиля, управляющий электрод первого силового тиристора подключен к выходу блока управления инвертора рекуперации, а управляющий электрод второго силового тиристора — к выходу блока управления выпрямителем.
