Способ управления асинхронновентильным каскадом

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 604115

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (51) M. Кл. (22) Заявлено 16.05.75 (21) 2! 34408/24-07

Н 02 P 7/78

Н 02 P 7/42 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.04.78 Бюллетень № 15 (53) УДК 621.313,333-83 (088.8) (45) Дата опубликования описания IR. Î l. У.Ь. (72) Авторы изобретения

А. Н. Милях и Э. М. Чехет

Институт эпектродинамики AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННОВЕНТИЛЬНЫМ

КАСКАДОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке асинхронно-вентильных каскадов, предназначенных для двухзонного регулирования скорости асинхронного двигателя.

Известны способы двухзонного регулирования скорости в асинхронно-венти IbHblx каскадах, обмотки ротора в которых питаются как от преобразователей частоты со звеном постоянного тока, так и от преобразователей частоты с непосредственной связью (НПЧ) .

Известен способ управления асинхронновентильным каскадом с преобразователем частоты со звеном постоянного тока, позволяюший получить двухзонное регулирование (1).

Получение двухзонного регулирования в рассматриваемом случае принципиально возможно, если в роторной цепи имеются два выпрямительных моста на управляемых вентилях (тиристорах). При работе в нижесинхронной области мост, подкгпоченный к ротору, переводится в выпрямительный режим, а мост, подключенный к сети, — - в инверторный.,В области от точки «естественного» сколь>кения до синхронной скорости режимы раооты мостов меняются на противоположные.

При синхронной скорости мост, подключенный к сети, работает в выпрямительном режиме, а в мосте, подключенном к ротору, постоянно включаются два или три вентиля. При выше синхронной скорости мост, подключенный к ротору, переводится в инверторный режим. а второй мост — в выпрямительный.

Однако описанный способ управления в случае применения серийных двигателей практически непригоден для двухзонного регулирования скорости, так как при малых частотах ротора в кривой ЭДС ротора зубцовые гармонические становятся больше основной гармоники, поэтому работа выпрямительного моста в режиме зависимого инвертора при околосинхрон15 ной скорости практически невозможна. Переход через синхронную скорость без введения искусственной коммутации вентилей также невозможен, так как ЭДС в роторе на синхронной скорости отсутствует. Таким образом, хотя принципиально здесь и возможно двухзонное регулирование скорости, практическое его осуществление очень затруднительно, а некоторые режимы во всем диапазоне регулирования вообше невозможны.

Известен способ управления, в котором для

Pа осушествления двухзонного регулирования ско6()41 15

40 (! -1-Ь f) б() до

40 рости в роторной цепи применен 1!I!Ч, а способ управления асинхронно-вентплш)ым каскадом заклк)чается в следующем (2). Всс режимы работы каскада определяются переключателем режима работы, имеющем четыре )вложения: «нижесинхрон»ая скорость», «c!IHxpoнизм», «перехол через синхронизч». «в Iiitccttttxронная скорость».

B первом положении tlepex;Ito«LITeля на вход системы управления (СУ) НПЧ напряжение подается от неавтономного генератора (датч11ка скольжения), во втором положении на вход

СУ НПЧ подается постоянное напряжение, третьем — напряжение от автономного генератора низкой частоты и в четвертом — снова от неавтономного генератора. Описанный способ управления позволяет осуществить переход через синхронную скорость и обеспечить двухзонное регулирование скорости в асинхронновентильном каскаде.

Недостатком способа является отсутствие плавного регулирования в режиме двойного питания ас).нхронного двигателя и трудности в его реа. изации ввиду весьма низкой (доли Гlt) частоты автопом)юго генератора. Это сужает возможности в выборе более оптима1bного режича работы электропривода в зависимости от характера нагрузки и требований, которые к нему предъявляются.

Целью изобретения является расширение диапазона плавного pcl óë»ðoBàíHÿ скорости.

Это достигается тем, что при способе автоматического управления BcIIHxpoHHo-вентильным каскадом. выполненным по схеме с преобразователем частоты на полностью управляем ых к,11очевь)х элех)ситах и с litt I<»i H÷ccêttì алгор)ггмом работы, заключающемся в сравнении частот напряжения обмотки статора 1 ь неавt)Iit) IIIoI генератора t II автономного генератора, частоту автономного генератора выбирают равной f,— Д! и при f, (i, (f, — д! импульсы управления на указанный прсобразователь подают от автономного г«нератора, а при 1, ) fz ) f) + Дl — от неавтономного генератора.

Су щность предлагаемого способа состоит

» следующем.! !звестно, что основная гармоника выходного напряжения преобразователей частоты с циклическим алгоритмом управления определяется с помощью выражения (3) !./.,(() = — — . » Lt„... оз(<).— -),) ((l) з. l где t -! — для нулевой схемы; г=2 — для мостовой схемы; — угловая частота переключения силовых ключевых элементов;

co) — угловая частота питающей.

Таким образом, частота первой гармоники выходного напряжения преобразователя равна разности частот коммутации г и питающей сети <) l. Это обстоятельство позволяет весьма просто сформировать с достаточно высокой степенью точности напряжение частоты скольжения, если в I — это частота напряжения пита5

15 ю 25

Зо ния стап)ра, а гс — пропорциона,l!,HH корост» ротора.

t1р11 пе pt ходе через си нхро и и у)о кс) рос гь (когда а. становится больше в)), как сле Lócò

1! ), меняется знак частоты. т. е. »оря;юк чередования фаз выходного напряжения lf»>,спяется на противоположный, что необхо ц) II) при вышссинхронной скорости. Если по,;1»>1; и в преобразователь частоты импульсь) »ра».10ния от автономного генератора, выбрав 1;)»готуу равной 1),"Дf и предусмотреть сс рсгулиро»ку, то можно легко осу|цествлять пл IBHoc llsмснение скорости двигателя в ре>киче двойного пи гания.

Регулирование частоты автономного генератора f) + b.f можно совместить с регулированием выходного напряжения ПЧ (sill а-- с)аг), обеспечивая таким ооразом как лсиихр))нн1 1й режим работы двигателя, так и рс>ким двойного питания регулирования скоросгll, устанавливая диапазоны плавного регулирования скорости в этих режимах в зависимости от конкретных гребований к электроприводу.

На чертеже изображена структур11ая схема, реализующая предлагаемый способ.

Напряжения частоты сети 1; неавтономногО генератора 1 (синхронный тахогенератор) с частотой fð,автономного генератора частоты f, + .+ Д(сравниваются по частоте в блоке сравнения 3. Если f> (f; на вход формирователя импульсов 4 через блок сравнения 3 подается напряжение неавтономного генератора, на выходе ПЧ 5 формируется напряжение с частотой скольжения, вводимое в виде добавочной

ЭДС в цепь ротора. Изменяя ее величину, т.е. регулируя sin а, можно изменять скорость электродвигателя.

IIp1I 1 . 1, через блок сравнения 3 на вход формирователя 4 подается напряжение с автономного генератора с частотой f I + Л(, лвигатель работает в режиме двойного питания, ротор питается частотой Д1, а скорость его

Ос) плавно изменяется от величины

Регулирование частот)1 автономного генератора может быть совмещено с регулированием выходного напряжения ПЧ, а диапазон работы двигателя в режиме двойного питания можно установить в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к электроприводу.

При f,) f),+ Д! через блок сравнения в формирователь 4 снова подается напряжение с неавтономного генератора и электродвигатель работает в асинхронном режиме с вышесинхронной скоростью.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять плавное регулирование скорости »0 всех ре>кимах работы асинхронно венгилш1ого каскада, обеспечи»ая необходимые диапазоны ее изменения.

604115

Фор.нула изобретения

Составитель Т. Васильева

Техред О. Луговая Корректор Л. Гриценко

Тираж 892 Подписное

Редактор В. Гончуков

Заказ 2121/47

НН1!ИПИ Государе>в.иного комитета Совета Министров СССР

>го делам изоорстеиии, и открытий! 13035, Мос>.ва, Ж-35, Рay>«c«as> и >Г>. д. 4/5

Фили»л (IПП «11ахс» г», г., >кг»р<>д, ул. Проектная. 4

Способ управления асинхронно-вспти.!ь<»»a! каскадом выполненных по схеме с преобразова телем частоты на полностью управляемых ключ Bl Ix элементах и с циклическим алгоритмом работы,заключаюший в сравнении частот папря жепия обмотки статора 1> неавтономного генератора f ° и частоты автономного генератора, от.шчающийся тем, что, с целью расширения диапазона плавного регулирования скоростii, частоту автономного генератора устанавливают равной fi + Af и при f, (1 (f> + df импульсы управления на указанный преобразователь частоты подают от автономного генератора, à прп 1, >1. 0 f + 5f — от неавтономного генератора.

11сточнпки информации, принятые во внимание при экспертизе: !. Парфенов Э. Е., Ровинский П. A. Асинхронно-вентильные каскады для двухзонного регулирования скорости асинхронных электродвигателей, Л., «Наука», 1969, с. 80.

2. Авторское свидетельство СССР № 219690, кл. Н 02 P 7/42, 18.05.67.

3. Федий В. С., Чехет Э. М. Гармонический анализ напряжений и токов на выходе преобразователя частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией. Проблемы технической электродинамики, вып. 35, Киев, 1972.