Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ пи 576654

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09.71 (21) 1699261/07 (51) М. Кл. Н 02Р 13/30 с присоединением заявки ¹

Государственный комнте|

Совета Министров СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.77. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 05.09.77 (53) УДК 621.314.26 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. О. Кривицкий, Ю. Л. Шинднес и И. И. Эпштейн (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

НЕ ПОСРЕДСТВЕ Н НЫМ П РЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для частотно-регулируемого электропривода. Управление силовым преобразователем по частоте и напряжению осуществляется так, чтобы обеспечить частотное регулирование двигателя переменного тока (синхронного или асинхронного) по оптимальному закону, при котором имеют место минимальные потери в двигателе, а также ограничение тока тиристорного преобразователя.

Известны системы управления преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащие задающий генератор — устройство, определяющее частоту на выходе преобразователя, и формирователь управляющего напряжения — устройство, на выходе которого получают три периодических напряжения, сдвинутых на угол 120, частота которых определяется задающим генератором, а амплитуда — величиной требуемого выходного напряжения (1 и 2).

Выходные сигналы формирователя управляющего напряжения подаются на вход систем фазового управления преобразователя. Такое построение системы управления допускает раздельное и гибкое управление частотой и напряжением преобразователя. Однако оптимальный закон управления асинхронным двигателем в установившемся режиме предполагаст постоянство абсолютного скольжения независимо от нагрузочного момента, что может быть обсспечено в известных системах только при наличии прецизионного задающего генератора и тахогенератора. В то же время в переходных режимах, связанных с изменением тока двигателя, оптимальный закон управления не соответствует закону постоянства абсолютного скольжения и реализация его связана с большими техническими трудностями. Кроме того, управление напряжением двигателя в переходных режимах неоднозначно с управлением тока, что приводит в случае ограничения тока преобразователя к необходимости

15 дальнейшего усложнения системы управления за счет дополнительных обратных связей, ограничивающих ток двигателя.

Для улучшения динамически.; свойств в

20 предлагаемом устройстве управляющие входы блока регулирования фазы через усилители связаны с сумматорами, один вход которых соединен с резисторами соответствующей фазы, а другой — с выходом формирователя

25 задающих сигналов, один вход которого подключен к выходу нуль-индикатора, а другой через интегрирующий усилитель — к выходу частотного дискриминатора, причем вход нуль-индикатора связан с блоком измерения

30 ЭДС двигателя, а два входа частотного дис57fif)54

30

60 криминатора подключены соответс1венно к задатчику частогы и выходу нуль-индикатора.

На чертеже дана схема описываемого устройства.

Устройство для управления тиристорным преобразователем 1 частоты с непосредственной связью содержит измерительный трансформатор 2 напря>кения, трансформаторы 3—

5 тока, дроссели 6 — 8, сопротивления 9 — 11, блок 12 пуль-индикаторов, частотный дискриминатор 13, интегрирующий усилитель 14, формирователь 15 задающих сигналов тока двигателя 16, усилители 17 -19 и системы

20 — 22 фазового управления.

Устройство работает следующим образом.

Двигатель 16 переменного тока питается or преобразователя 1 частоты с непосредственной связью. На выход преобразователя включен измерительный трансформатор 2 напряжения, а в каждую фазу двигателя — трансформатор тока. Трансформаторы 3 — 5 тока нагружены на дроссели 6 — 8 и сопротивления 9 — 11.

Нагрузка каждого трансформатора тока включена последовательно со вторичной обмоткой измерительного трансформатора 2 напряжения соответствующей фазы. В результате суммирования напря>кений трансформатора 2 н нагрузок трансформаторов 3 — -5 тока

I I O.tI V I 3 1O T т Р С Х С1) а 3 Н У!0 C I I C T C lul g 11 а П Р 11 Ж С Н И и

Е„„. Данная система переменного напряжения подается в блок 12 нуль-индикаторов, па выходе которого появляется послсдовательпость импульсов соответствующей частоты.

В частотном дискриминаторе 13 сравнивается частота последовательностей импульсов.

Одна из пих соогветствует заданной выходной частоте, а другая — последоватсльности импульсов с выхода блока 12, Сигнал, пропорциональный разностной частоте Af, усиливается и преобразуется в непрерывный сигнал при помощи интегрирующего усилителя 14, Сигналы с выходов блока 12 и усилителя 14 поступают в формирователь 15 задающих сигналов тока двигателя. В формирователе Iloлуч ают трехфазную систему периодических сигналов ступенчатой формы, причем частота этих сигналов определяется импульсами с выхода блока 12, а амплитуда пропорциональна выходному напряжению интегрирующего усилителя 14. Каждый из трех выходных сигналов формирователя 15 подается на вход одного из усилителей 17 — 19, где сравнивается с фактическим фазным током двигателя. Усиленные разностные сигналы с выходов усилителей 17 — 19 поступают па входы систем 20—

22 фазового управления преобразователя с непосредственной связью.

Допустим, что система электропривода работает в установившемся режиме и увеличилось задание по частоте. Тогда увеличивается сигнал на выходе интегрирующего усилителя

14 после частотного дискриминатора 13, что приводит к увеличению задания по току. Если изменение задания по частоте очень большое, то предельное задание по току ограничивается напря>кением насыщения усилителя 14.

Увеличивается ток двигателя, но частота остается неизменной, увеличивается момент, двигатель начинает разгоняться. По мере разгона двигагеля увеличивается частота на выходе блока 12 нуль-индикаторов и частота задания тока двигателя на выходе формирователя 15. И так до полного совпадения заданной и фактической частот, что обеспечивается астатическим усилителем 14.

В случае работы системы электропривода в установившемся режиме и увеличения нагрузочного момента на двигателе двигатель тормозится, частота импульсов на выходе блока 12 уменьшается, что вызывает увеличение сигнала задания на ток двигателя. 3а счет астатического регулятора тока величина тока устанавливается на таком уровне, что частота питания двигателя равна заданной. Если при этом учесть, что соблюдаемое постоянство фазы между током и внутренней ЭДС соответствует постоянству абсолютного сколь>кения, то в системе, разомкнутой по скорости, осуществляется поддер>канис скорости с высокой точностью.

Формула пзобрстеllпя

Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, содер>кащее блок измерения ЭДС двигателя, состоящий пз трехфазного трансформатора напряжения и трех трапсформаторои тока, нагруженных на резисторы и дросселп, задатчик частоты, блок нуль-индикаторов, частотный дискриминатор, формирователь задающих сигналов и блок регулирования фазы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических свойств, управляющие входы блока регулирования фазы через усилители связаны с сумматорами, один вход которых соединен с резисторами соответствующей фазы, а другой — с выходом формирователя задающих сигналов, один вход которого подключен к выходу нуль-индикатора, а другой через интегрирующий усилитель — к выходу частотного дискриминатора, причем вход нуль-индикатора связан с блоком измерения ЭДС двигателя, а два входа частотного дискриминатора подключены соответственно к задатчпку частоты и выходу нуль-индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник «Вептильные преобразователи частоты без звена постоянного тока». Л., «Наука», 1965, с. 53 — 72.

2. Кривицкий С. О., Эпштейн И. И. Динамика частогно-регулируемых электроприводов с автопомпымп инверторами. М., «Энергия», 1970, с. 70 — 72.

576684

Составитель Ю. Андреев

Техред И. Михайлова Корректор Л. Брахнина

Редактор А. Пейсоченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2288721 Изд. № 826 Тираж 917 Подписное

Н10 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4 5