Устройство для управления синхронным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике Целью изобретения является повыше ние надежности путем обеспечения плавности уменьшения частоты вращения электродвигателя до полной его остановки Для этого в устройство для управления синхронным электродвигателем введены узел 21 блокировки прерывания тока управляемого выпрямителя, пороговый датчик 22 минимально допустимой длительности частоты вращения синхронного электродвигателя 13 и задатчик 23 выходной частоты инвертора тока 2 при торможении Вход за

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 Р 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618501/07 (22) 12.12,88 (46) 15.01.91, Вюл. ¹ 2 (71).Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) А.M. Кол о кол ки н (53) 62.83:621.313.333-581(088.8) (56) Техническое описание и инструкция по эксплуатации на преобразователь СПЧРС

15750/630, ПО ТЭЗ им. М.И.Калинина, г. Талл и н н, 1 986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1164847, Н 02 Р 3/22, 1983.

„„5U„„1621 134 А1 (54) УСТPОЙ СТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения плавности уменьшения частоты вращения электродвигателя до полной его остановки.

Для этого в устройство для управления синхронным электродвигателем введены узел

21 блокировки прерывания тока управляемого выпрямителя, пороговый датчик 22 минимально допустимой длительности частоты вращения синхронного электродвигателя 13 и задатчик 23 выходной частоты инвертора тока 2 при торможении. Вход за1621134

15

35

40 датчика 23 подключен к объединенным выходам логических элементов НЕ 16, 17, а выход — к четвертому входу генератора 10 управляющих импульсов. Управляющие входы узла 21 блокировки соединены с выходами генератора 10 и элементов НЕ 16, 17, а выход — с шестым входом регулятора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотнорегулируемых электроприводах- с синхронными двигателями и нерегулируемых электроприводах с пусковыми тиристорными преобразователями частотыт

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения плавного уменьшения частоты вращения синхронного электропривода до его полной остановки, На фиг,1 представлена блок-схема устройства для управления синхронного электродвигателя; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство для управления синхронным электродвигателем содержит статический преобразователь частоты, составленный из управляемого выпрямителя 1 и инвертора

2 тока, первую систему 3 управления, выхо- 20 дом подключенную к управляющему входу выпрямителя 1. Информационный вход системы управления подключен к сети, при этом может быть использован согласующий трансформатор 4, а управляющий вход — к выходу регулятора 5 тока. На первый вход регулятора тока подается сигнал тока задания, второй— пятый входы регулятора тока подключены соответственно к выходу датчика 6 тока на входе выпрямителя, выходу датчика 7 напряжения на выходе выпрямителя и к выходу датчика 8 напряжения противоЭДС на входе инвертора тока и первому выходу узла

9 рекуперативного торможения. На вход узла

9 подается команда на торможение. Второй и третий выходы узла 9 рекуперативного торможения подключены соответственно к первому входу генератора 10 управляющих импульсов и к первомууправляющему входу узла 11 отключения статического преобразователя частоты. Второй вход генератора

10 подключен к выходу датчика 8 напряжения противоЭДС, а на третий вход подается сигнал пусковой частоты ао.

Устройство содержит также выключатель 12 для подключения синхронного электродвигателя 13 к сети и два управляемых тока 5, В результате в режиме торможения обеспечивается увеличение частоты импульсов управления инвертором тока 2 и изменение алгоритма работы управляемого выпрямителя 1 и инвертора тока 2 при частотах ниже предельно допустимой длительности частоты вращения. 2 ил. выключателя 14, 15, управляющие входы которых соединены с выходами узла 11 отключения.

Третий выход узла 9 рекуперативного торможения подключен к входу первого логического элемента НЕ 16, выход которого объединен с выходом второго логического элемента НЕ 17 и подключен к входу первого узла 18 задержки, Выход узла 18 задержки соединен с входом второго узла 19 задержки, выход которого подключен к второму управляющему входу узла 11 отключения, Первый информационный вход второй системы 4 управления соединен с выходом узла 20 блокирования импульсов управления инвертором тока, вход узла 20 подключен к выходу первого узла 18 задержки.

Устройство снабжено узлом 21 блокировки прерывания тока управляемого выпрямителя 1, пороговым датчиком 22 минимально допустимой длительности, входом соединенным с вторым информационным входом системы 4 управления, и задатчиком 23 выходной частоты инвертора тока, регулятор тока 5 — шестым входом, а генератор 10 — четвертым входом. Выход порогового датчика 22 подключен к входу второго логического элемента НЕ, вход задатчика 23 и первый управляющий вход узла

21 блокировки соединены с объединенными выходами логических элементов НЕ 16, 17, а выход задатчика 23 — с четвертым входом генератора 10управляемых импульсов. Второй управляющий вход узла 21 блокировки подключен к выходу генератора 10, а выход— к шестому входу регулятора 5 тока.

Возбуждение синхронного двигателя 13 осуществляется возбудителем 24, Пороговый датчик 22 частоты может подключаться к датчику 25 частоты вращения ротора синхронного двигателя 13.

Устройство работает следующим образом.

Перед поступлением команды 26 (фиг.2) "Торможение" синхронный двигатель может питаться от промышленной сети через выключатель 12 либо от статического

1621134

55 преобразователя частоты через выключатель 15, либо находится в режиме выбега.

Если синхронный двигатель питался от сети или находился в режиме выбега, то llo командам узла отключения он переключается на питание от преобразователя, При этом на управляющих выходах регулятора тока появляютсяя соответственно сигнал 27 задания по току регулятору 5 тока, сигнал 28, поступающий в систему 4 управления инвертором 2 тока и обеспечивающий перевод инвертора тока в выпрямительный режим, например, за счет увеличения угла управления инвертором, и сигнал 29, снимающий через первый логический элемент НЕ 16 блокировку с выходного сигнала второго логического элемента НЕ 17.

При переводе инвертора 2 тока в выпрямительный режим напряжение Usmc (фиг.2) на его входе изменяет знак, а энергия, накопленная.в маховых массах синхронного двигателя, возвращается в промышленную сеть. Темп торможения синхронного двигателя определяется в этом случае током управляемого выпрямителя 1 и постоянным углом управления инвертором 2 тока. Частота вращения 30 (фиг.2) синхронного электродвигателя в процессе торможения уменьшается.

Указанный режим работы элементов и узлов устройства сохраняется до появления сигнала 31 на выходе порогового датчика 22 минимально допустимой длительности частоты вращения синхронного электродвигателя, Этой частоте вращения и более низким частотам вращения синхронного электродвигателя соответствует и низкий уровень напряжения на выходе преобразователя, что не позволяет обеспечить устойчивую работу системы 4 управления инвертором тока в выпрямительном режиме, При опрокидывании инвертора тока. По двум фазам синхронного электродвигателя будет длительно протекать постоянный ток вплоть до полной остановки двигателя. Чтобы этого не было в данном статическом преобразователе частоты, после срабатывания порогового датчика 22 минимально допустимой длительности частоты вращения синхронного =-лектродвигателя на выходе второго логического элемента НЕ 17 появляется единичный сигнал 32. Этот сигнал через задатчик 23 выходной частоты инвертора тока при торможении с выходным сигналом 33 значительно увеличивает частоту импульсов

34 на выходе генератора 10 и включает узел

21 блокировки прерывания тока!а на входе инвертора 2 тока (если напряжение на синхронном электродвигателе уменьшилось до уровня. при котором естественная коммутация в инверторе тока может быть нарушена).

По этому же сигналу начинает работать первый узел 18 задержки, За счет значительного увеличения частоты импульсов 34 на выходе генератора 10 инвертор 2 тока переходит в режим работы с переменным углом инвертирования, но близким к предельно возможному в 180 эл,град.

За счет непрерывного тока на входе инвертора обеспечивается максимальный тормозной момент синхронного электродвигателя. Время действия тормозного момента определяется постоянной времени первого узла 18 задержки.

3а это время частота вращения электродвигателя плавно уменьшается до нуля. Уже при нулевой частоте вращения по сигналу 35 на выходе первого узла 18 задержки блокируются импульсы управления инвертором и через время задержки, определяемое выходным сигналом 36 второго узла 19 задержки, через узел 11 отключения подается команда на отключение преобразователя, Таким образом, за счет надежной работы инвертора в выпрямительном режиме при низких частотах вращения и низком выходном напряжении преобразователя устройство обеспечивает плавное уменьшение частоты вращения синхронного электропривода вплоть до его полной остановки независимо от величины маховых масс двигателя, что позволяет отказаться от использования дорогостоящих механических тормозов.

Формула изобретения

Устройство для управления синхронным электродвигателем, содержащее статический преобразовател ь частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя и инвертора тока, первую систему управления с информационным входом для подключения к сети управляющим входом, выходом соединенную с управляющим входом упомянутого выпрямителя, регулятор тока с первым входом для задания тока, вторым входом подключенный к датчику тока, включенного во входную цепь управляемого выпрямителя, третьим входом подключенный к выходу датчика напряжения, включенному на Bblxo де указанного выпрямителя и с четвертым входом, подключенным к выходудатчика напряжения противоЭДС на входе инвертора така, узел рекуперативного торможения с входом для подачи команды торможения и тремя выходами, один из которых соединен с пятым входом регулятора тока, второй выход подключен к первому входу генератора управляющих импульсов, третий выход узла рекуперативного торможения соединен с

1621134

6пд(А л зад 1

Ъч 2d Ъг г

Составитель В,Тарасов

Техред M.Mopãåíòàë Корректор М.Самборская

Редактор О,Спесивых

Заказ 4253 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 одним управляющим входом узла отключения статического преобразователя, второй вход генератора управляющих импульсов соединен с выходом датчика напряжения противоЭДС, третий вход данного генератора связан с выходом задатчик пусковой частоты, выход генератора подключен к управляющему входу второй системы управления, первым информационным входом соединенной с выходом узла блокирования импульсов управления инвертора, выключатель для подключения второго информациokHol0 входа второй системы управления и синхронного двигателя к сети и два управлявMblx выключателя для подключения статического преобразователя к сети и синхронного двигателя к статическому преобразователю, управляющие входы которых соединены с выходами узла отключения преобразователя, два последовательно соединенных узла задержки, выход первого узла задержки подключен к входу узла блокирования импульсов управления инвертором, а выход второго узла задержки— к второму управляющему входу узла отключения статического преобразователя частоты, два логических элемента Н Е, вход одного из которых подключен к третьему выходу узла рекуперативного торможения, выходы логических элементов НЕ объединены и подключены к входу первого узла задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

5 повышения надежности путем обеспечения плавности уменьшения частоты вращения синхронного двигателя до полной его остановки, регулятор тока снабжен шестым входом, генератор управляющих импульсов—

10 четвертым входом и введены узел блокировки прерывания тока управляемого выпрямителя, пороговый датчик минимально допустимой длительности частоты вращения, входом обьединенный с информационным входом вто15 рой системы управления, и задатчик выходной частоты инвертора тока при торможении, входом соединенный с выходами логических элементов НЕ, а выходом — с четвертым входом генератора управляющих

20 импульсов, вход второго элемента НЕ соединен с выходом упомянутого пороговогодатчика, информационный вход узла блокировки прерывания тока управляемого выпрямителя подключен к выходу генератора управляемых

25 импульсов, управляющий вход данного узла блокировки — к выходам логических элементов НЕ, а выход — к шестому входу регулятора тока.