Асинхронный вентильный каскад

 

Использование: регулируемые электроприводы , выполненные на основе асинхронного двигателя с фазным ротором, в цепь которого включен вентильный каскад. Сущность изобретения:асинхронный двигатель 1 с фазным ротором подключен обмотками статора к сети, а обмотками ротора - к диодному выпрямителю 2, который через сглаживающий дроссель 3 по цепи постоянного тока соединен последовательно с сетевым управляемым преобразователем 4. Управление преобразователем 4 осуществляется последовательной цепочкой из регулятора 5 частоты вращения и регулятора тока 6. К входу регулятора тока 6 подключен .выход датчика тока 7, к входу регулятора частоты вращения - выход делителя 8. К первому входу делителя 8 подключен выход сумматора 9, к трем входам которого подключены соответственно выход регулятора тока 6, выход датчика тока 7 и выход дифференциально-апериодического звена 10. вход которого соединен с выходом регулятора 5 частоты вращения. Второй вход делителя 8 подключен к выходу сумматора 11, входы которого соединены соответственно с выходом датчика тока 7 и датчика напряжения сети 12. 2 ил. w Ё

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>з Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4906215/07 (22) 31.01.91 (46) 23.08.93, Бюл. N. 31 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного объединения "ХЭМЗ" (72) Ю.Д.Винницкий, В.Ф.Горяченков, Ю.Г.Карлинский, А.И.Маркович, Л.Г.Олабикян и И,И.Эпштейн (73) Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного объединения "ХЭМЗ" (56) Заявка ФРГ N- 2943735, кл. H 02 P 5/40, 1981.

Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания, M.: Энергия, 1979, с. 153, рис.

5-11. (54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫИ КАСКАД (57) Использование: регулируемые электроприводы, выполненные на основе асинхронного двигателя с фазным ротором, в цепь которого включен вентильный каскад.

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно, к регулируемым электроприводам, выполненным на основе асинхронного двигателя с фазным ротором, в цепь которого включен вентильный каскад, состоящий из последовательно соединенных неуправляемого выпрямителя и ведомого сетью инвертора.

Цель изобретения — упрощение устройства.

„.,5U„„1836801 АЗ

Сущность изобретения:асинхронный двигатель 1 с фазным ротором подключен обмотками статора к сети, а обмотками ротора — к диодному выпрямителю 2, который через сглаживающий дроссель 3 по цепи постоянного тока соединен последовательно с сетевым управляемым преобразователем 4.

Управление преобразователем 4 осуществляется последовательной цепочкой из регулятора 5 частоты вращения и регулятора тока 6. К входу регулятора тока 6 подключен ,выход датчика тока 7, к входу регулятора частоты вращения — выход делителя 8. К первому входу делителя 8 подключен выход сумматора 9, к трем входам которого подключены соответственно выход регулятора тока 6, выход датчика тока 7 и выход дифференциально-апериодического звена 10, вход которого соединен с выходом регулятора 5 частоты вращения. Второй вход делителя 8 подключен к выходу сумматора 11, входы которого соединены соответственно с выходом датчика тока 7 и датчика напряжения сети 12. 2 ил.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство: на фиг.2 — схема динамического звена.

На фиг. асинхронный двигатель с фазным ротором 1 подключен обмотками статора к сети, а обмотками ротора — к диодному выпрямителю 2, который через сглаживающий дроссель 3 по, цепи постоянчого тока соединен последовательно с сетевым г:,äåобразователем 4. Управление преобразова1836801 телем 4 осуществляется последовательной цепочкой из регулятора скорости (скольжения) 5 и регулятора тока 6.

К входу регулятора тока 6 подключен также выход датчика тока 7 вентильного каскада, а на вход регулятора скорости (скольжения) 5 подключен выход делителя 8. На первый вход делителя 8 подключен выход сумматора 9„три входа которого подключены, соответственно. к выходу регулятора тока 6, выходу датчика тока 7 и выходу динамического звена 10, вход которого соединен с выходом регулятора скорости (скольжения) 5. Второй вход делителя 8 подключен к выходу алгебраического сумматора 11, два входа которого соединены соответственно; с выходом датчика 7 и выходом датчика напряжения сети 12, трехфазный вход которого подключен к статорным обмоткам двигателя 1.

Делитель 8 может быть выполнен на базе серийно выпускаемого умножителя

КР525ПС2. Сумматоры 9, 11 могут быть выполнены в виде трехвходового и двухвходового инвертирующего масштабного усилителя соответственно.

Датчик напряжения сети 12 может быть выполнен в виде диодного моста, подключенного к вторичным обмоткам понижающего трансформатора.

Работа устройства.

На вход регулятора скорости 5 подается сигнал задания скольжения и сигнал обратной связи с выхода делителя 8. Если фактическое скольжение отличается от заданного, на выходе регулятора скорости 5 изменяется рыходной сигнал, являющийся сигналом задания тока вентильного каскада, который отрабатывается замкнутой системой автоматического регулирования тока, включающей в себя регулятор тока 6, управляемый преобразователь с системой управления 4 и датчик тока 7. В результате изменения тока меняется момент и затем скорость (скольжения) двигателя до полного уравнивания сигналов задания и обратной связи на входе регулятора скорости, Устройства 8, 9. 10, 11, 12 служат для измерения скольжения. Принцип измерения скольжения заключается в следующем.

Уравнение равновесия ЭДС в звене постоянного тока вентильного каскада:

d .= I .+L У

С3 Т где: Uni, -- напряжение нэ выходе роторного выпрямителя 2;

I.I>„< " напряжение нэ зэткимэх постоян

НОГО ТPVÝ С ЕТТ Т сПГ0 ГИ,РГПРа 1;

r, 1 — сопротивление и индуктивность звена постоянного гока, в основном, дросселя 3.

0оып = 1,3502р .) - — I х2 S

Л

Здесь: Uzp — напряжение на кольцах ротора двигателя при неподвижном роторе Uzp =

1О --KUI

01 — напряжение сети; х z — индуктивное сопротивление короткого замыкания обращенного двигателя;

S — скольжение, 15

0ияо = 1,3501соз j3+ — I хд

R где; Uy — напряжение управления на входе

СИФУ, физически — это выходной сигнал регулятора тока; .

30 К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Эаписываем вновь уравнение звена постоянного тока вентильного каскада:

35 3 . 3 < dv

S(KU1 — 1 2) - Кв0у - — I хд = Ii + 1 — — —

Л

Откуда:

КвUy+I(ха+г)+(3 . d

7Г бт

3 °

К 01 — — I xz

4О

Последнее соотношение реализуется

45 устройствами 8, 9, 10, 11, 12 (фиг.1).

На сумматоре 9 суммируются сигналы с выхода регулятора тока 6, выхода датчика тока 7 и преобразованный с помощью функционального устройства сигнал тока. На

50 сумматоре 11 из сигнала, пропорционального напряжению сети, с выхода датчика

12 вычитается сигнал с выхода датчика тока

7, На выходе делителя 8 получаем сигнал

55 скольжения.

С целью повышения помехозащищенности измеряемого сигнала S. для опредеd ления слагаемого l -- используется не от

СИГНЭЛ ДЭ1ЧИ ;-) ТОVË с, сП СИЛН сал З.lgсЭНИЯ ТОКЭ

 — угол опережения инвертора;

20 x> — анодная индуктивность инвертора.

Если использовать для управления инвертором СИФУ с гармоническим опорным сигналом (сетевое напряжение), то получаем, что:

25 1.3501cosP- К Uy.

183 б801! эад — выходной сигнал регулятора скорости

5, Связь между операторными выражениями задания тока 1,д (Р) и током! (Р) следующая:

1+ Р

1 + Pr p

Составитель Ю. Винницкий

Рие 2

Редактор А. Мельникова Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3026 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пооиэводста . I ч-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 где: wp — частота среза разомкнутого контура регулирования тока.

Откуда операторное выражение для 10 слагаемого 1 равно Ь,д(Р) б PL

0 1 + P//ø ð и передаточная функция звена 10 (фиг.2)

PL равна: 15

Таким образом, благодаря использованию предлагаемой системы управления существенно упрощается оборудование электропривода, чем обеспечивается экономический эффект в производстве и эксплуа- 20 тации.

Формула изобретения

Асинхронный вентильный каскад, co" держащий электродвигатель, в фаэной цепи 25 ротора которого вкл очен неуправляемый выпрямитель, выводы постоянного тока которого через сглаживающий дроссель связаны с выводами постояннога тока сетево о управляемого преобразователя. выводы переменного тока которого предназначены для подключения к питающей сети, цепь, составленную из последовательно соединенных задатчика частоты вращения, первого сумматора, регулятора частоты вращения, второго сумматора, регулятора тока, выход которого подключен к управляющему входу сетевого управляемого преобразователя, выход датчика тока подключен к второму входу второго сумматора. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения введены датчик напряжения сети, третий и четвертый сумматоры, делитель и дифференциально-апериодическое звено, причем выход делителя подключен к второму входу первого сумматора, первый вход делителя соединен с выходом третьего сумматора, подключенного входами к выходам регулятора тока. датчика тока и дифференциально-апериодического звена, а второй вход делителя соединен с выходом четвертого сумматора, входами подключенного к выходам датчика напряжения сети и датчика тока, вход дифференциально-апериодического звена подключен к выходу регулятора частоты вращения.