Способ торможения асинхронного вентильного каскада

 

Способ торможения асинхронного вентильного каскада. Использование: электроприводы грузоподъемных механизмов с изменяющимся в широких пределах статическим моментом. Сущность изобретения: для торможения приводят роторный выпрямитель в инверторный, а инвертор - в выпрямительный режимы. Регулируют интенсивность торможения, контролируют знак напряжения управления. Перевод выпрямителя и инвертора в указанные режимы осуществляют при изменении знака напряжения управления на противоположный . Осуществляют регулирование угла опережения роторного выпрямители по соответствующему загону. Повышается коэффициент мощности и надежность. 4 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Р 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ,И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795345/07 (22) 12.01.90 (46) 07,10.92. Бюл. М 37 (71) Производственное объединение "Уралэнергоцветмет" (72) И.Ф.Максимов и В.Г.Лысенко (56) Онищенко Г.Б. "Асинхронный вентильный каскад", М., "Энергия", 1967, с.62-64. . Чермалых В.М., Родькин Д.И., Каневский В.B. Системы электропривода и автоматики рудничных стационарных машин и установок. M., "Недра", 1976, с.164-166. (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИЙХРОННОГО ВЕНТИЛЬНОГО КАСКАДА (57) Способ торможения асинхронного вентильного каскада. Использование: электроИзобретение относится к области электротехники, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в электроприводах грузо подъемных механизмов, которые работают в условиях изменения статического момента в широких пределах.

Известен способ торможения асинхронного вентильного каскада, заключающийся в том, что роторный выпрямитель переводят в инверторный режим с углом опережения Р, сетевой выпрямитель — в выпрямительный режим с углом запаздывания а, а интенсивность торможения изменяют путем регулирования угла запаздывания сетевого выпрямителя. Отмеченный способ торможения предполагает работу с посто.. Ы „1767674 А1 приводы грузоподъемных механизмов с изменяющимся в широких пределах статическим моментом. Сущность изобретения: для торможения приводят роторный выпрямитель в инверторный, а инвертор — в выпрямительный режимы. Регулируют интенсивность торможения, контролируют знак напряжения управления. Перевод выпрямителя и инвертора в указанные режимы осуществляют при-изменении знака напряжения управления на противоположный. Осуществляют регулирование угла опережения роторного выпрямителя по соответствующему загону. Повышается коэффициент мощности и надежность. 4 ил. янным углом опережения роторного выпрямителя при непрерывном изменении величины угла запаздывания сетевого выпрямителя.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ торможения асинхронного вентйльного каскада, роторная цепь которого содержит последовательно включенные роторный и сетевой выпрямители с системой управления, заключающийся в том, что переводят роторный выпрямитель в инверторный режим с углом опережения j3, а сетевой выпрямитель в выпрямительный режим с углом запаздывания а, изменяя величину угла запаздывания ре1767674

20

40

P =3ICSIA 43 +д

55 гулируют интенсивность торможения по заданной программе.

Недостатком указанного способа торможения являются недостаточно высокие надежность и энергетические показатели электропривода. 3ТО объясняется следующим, Предположим, что торможение осуществляется с углом опефГжения P = 60 эл. град, так как такой угол обеспечивает работу в широком диапазоне моментов нагрузки. В этом случае максимальные коэффициенты мощности сетевого и роторного выпрямителей будут иметь недостаточно высокие значения, что приведет к снижению и средневзвешенного коэффициента мощности электропривода за время торможения. Указанный недостаток будет вызывать повышенный расход электроэнергии. Отсутствие контроля за углом коммутации роторного выпрямителя может и риводить к нарушению режима инвертирования, что снижает надежность тормозных процессов. Переключение в тормозной режим в функции рассогласования по скорости не позволяет контролировать угол управления сетевым выпрямителем, что также снижает надежность торможения.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических показателей электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что. в известном способе торможения асинхронного вентильного каскада, снабженного роторным и сетевым выпрямителями с системой управления, при котором роторный выпрямитель переводят в инверторный режим с углом опережения Р, а сетевой выпрямитель — в выпрямительный режим с углом запаздывания а, изменяя величину угла запаздывания, регулируют интенсивность торможения по заданной программе, контролируют знак напряжения на выходе системы управления и при его изменении на противоположный осуществляют указанный перевод роторного и сетевого выпрямителей в упомянутые режимы и дополнительно изменяют угол опережения роториого выпрямителя по закону где гп* — заданный момент электродвигателя; д — угол восстановления запирающих свойств управляемого вентиля.

Перевод роторного выпрямителя в инверторный режим работы в функции знака выходного сигнала системы управления, управление углом опережения роторного выпрямителя по арксинусоидальному закону в функции заданного момента электродвигателя позволяет минимизировать угол опережения роторного выпрямителя при изменении момента нагрузки в широких пределах и снизить потери электроэнергии в процессе торможения, что повышает надежность и энергетические показатели электропривода.

На фиг.1 приведена схема электропривода, реализующая. способ торможения; на фиг.2 показана зависимость угла опережения роторного выпрямителя от заданного момента электродвигателя; на фиг.3 и 4 представлены векторные диаграммы асинхронного вентильного каскада в режиме торможения.

На фиг.3 и фиг.4 обозначено: 1 — ток статора, Е>- намагничивающий ток; 14 приведенйый ток ротора; О, 6 — напряжение и ЭДС статора, Ег — ЗДС ротора, III >jlI х 1 — падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях статора; р, pz — фазовые углы между напряжением и током статора и между ЭДС и током ротора; P — угол опережения роторного выпрямителя, На схеме изображены асинхронный электродвигатель 1, роторная цепь которого содержит последовательно включенные роторный выпрямитель 2 и сетевой выпрямитель 3 с соответствующими блоками 4 и 5 импульсно-фазового управления, сглаживающий дроссель 6 и датчик 7 выпрямленного тока, согласующий трансформатор 8, который соединен с входом сетевого выпрямителя 3, последовательно соединенный блок

9 заданного момента, вход которого подключен к источнику заданной частоты вращения и система 10 управления, выход которой соединен с входами блоков 4 и 5 управления, блок 11 суммирования, на один вход которого через функциональный преобразователь 12 подключен выходной сигнал блока 9 заданного момента, нэ другой— сигнал, пропорциональный углу восстановления запирающих свойств, а выход блока

11 суммирования соединен с другим входом . блока 4 управления роторного выпрямителя

2, датчик 13 частоты вращения, выход которого подключен ко второму входу блока 9 заданного момента и блок 14 текущего момента электродвигателя, один вход которого соединен с выходом блока 11 суммирования, другой с выходом датчика 7 выпрямленного тока ротора, а выход блока

14 подключен ко второму входу системы 10 управления.

1767674

Способ торможения осуществляют следующим образом.

При поступлении команды на торможение сигнал заданной частоты вращения чачинает уменьшаться. По рассогла- 5 сованию между заданной и действительной частотой вращения с помошью блока 9 определяется заданный момент электродвигателя. По величине заданного момента с помощью функционального преобразовате- 10 ля 12 определяется соответствующий угол коммутации у вентилей роторного выпрямителя, который после суммирования с углом запаса д на восстановление запирающих свойств, будет представлять 15 требуемый угол j3 опережения роторного выпрямителя.

Выходной сигнал системы 10 управления будет снижаться, а в момент времени, когда произойдет изменение его полярно- 20 сти, сигнал на выходе блока 4 управления роторным выпрямителем 2 скачком возрастет до уровня, определяемого выходным сигналом узла 11 суммирования. При возрастании момента нагрузки будет уменьшать- 25 ся заданный момент электродвигателя и ток рОтОра, При этОм по зависимости p = f(ïl ) (фиг.2) будет уменьшаться и угол опережения роторного выпрямителя, что приведет к повышению оэффициента мощности ро- З0 торного выпрямителя и энергетических характеристик электропривода (фиг.З и 4), Кроме того, уменьшение угла опережения роторного выпрямителя вызовет и уменьшение угла запаздывания сетевого выпря- Ç5 мителя, что обеспечит повышение его коэффициента мощности. Действительно, в конце торможения, ри

So =1, сова=cosP, т,е. при минимальном угле опережения Р сетевой 40 выпрямитель будет также работать с минимальным углом управления а, что, в свою очередь, приведет к повышению энергети-. ческих показателей злектропривода, Использование предлагаемого способа торможения обеспечивает следующие преимущества: минимизация углов управления роторным и сетевым выпрямителями позволяет повысить коэффициент мощности электрои ри вода в и роцессе торможения, умен ьшить электрические потери и нагрев электродвигателя; кон роль угла коммутации роторного выпрямителя в инверторном режиме позволяет повысить надежность торможения; перевод роторного выпрямителя в инверторный режим в функции знака напряжения на выходе системы управления позволяет осуществлять переключение в бестоковую паузу, что повышает надежность и динамические характеристики каскадного злектропривода; замь:кание внутреннего контура системы управления по моменту двигателя позволяет стабилизировать динамические характеристики асинхронного вентильного каскада.

Формула изобретения

Способ торможения асинхронного вентильного каскада, снабженного роторным и сетевым выпрямителями с системой управления в цепИ ротора электродвигателя, при котором переводят роторный выпрямитель в инверторный режим с углом опережения

Р„а сетевой выпрямитель — в выпрямительный режим с углом запаздывания, изменяя величи .v угла запаздывания, регулируют интенсивность торможения по заданной программе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, улучшения энергетических показателей, контролируют знак напряжения на выходе системы управления и при его изменении на противоположный осуществляют перевод роторного и сетевого выпрямителей в упомянутые режимы v дополнительно изменяют угол опережения Р роторного выпрямителя по закону

p =- ЗГИ Ю "4 + д где п* — заданный момент электродвигателя; д — угол восстановления "-апирающих свойств управляемого вентиля.

1767674

1767674

176(674

Фиг. 4

40

50

Составитель Г,Богданова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор T.Âàøêoâè÷

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3557 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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