Частотно-управляемый электропривод

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик » 720657

Ф .л т ДтБ

°,11 Q f ., 1," i Д (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 375745

1 (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2366802/24-07 (51) M. Кл с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 P 7/64

Государстееииый комитет

СССР

IIo делом изобретеиий и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621.316. .718.5.076 (088.8) Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (72) Авторы изобретеиия

И. М. Штейн, А. С. Ратников, Е. Д. Шапиро и В. М. Добровольский

Институт по комплексной электрификации промышленных объектов (71) Заявитель

«Тяжпромэлектропроект» им. Ф. Б. Якубовского (54) ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к частотно-управляемым электроприводам с широким диапазоном регулирования скорости с применением в каждой фазе двигателя двух магнитных трансформаторных усилителей с выходом на удвоенной частоте.

В основном авт. св. № 375745 описан частотно-управляемый электропривод, содержащий включенный в кажую фазу двигателя переменного тока повышающий частоту сети, работающий в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией при помощи диодов магнитный усилитель, два выхода которого соединены последовательно с двумя поочередно работающими тиристорными ключами, а обмотка каждой фазы двигателя включена между общей точкой двух выходов усилителя и общей точкой двух тиристорных ключей (1) .

При питании этого электропривода от сети переменного тока 50 Гц, в случае применения двухполупериодной схемы с нулевым выводом, можно получить после де-. модуляции выходную частоту, изменяющуюся в пределах от 0 до 20 — 25 Гц, применение шестифазных схем дает возможность полу2 чить выходную частоту изменяющуюся от

0 до 15 Гц.

Однако применение удвоителей частоты с питанием от сети 50 Гц связано со значительными габаритами модуляторов, значительной постоянной времени цепи управления и ограниченным верхним пределом выходной частоты.

Цель изобретения заключается в расширении диапазона регулирования частоты вращения, уменьшении габаритов и повышении быстродействия за счет уменьшения постоянной времени цепи управления магнитных усилителей.

Эта цель достягается тем, что в устройство введены реверсивный источник постоянного напряжения, полупроводниковый генератор с двухфазным выходом и последовательно включенные преобразователь частота-напряжение, блок сравнения и операционный усилитель, при этом сетевые обмотки магнитных усилителей через полупроводниковый генератор подключены к реверсивному источнику постоянного напряжения, вход которого подключен к трехфазной сети, цепь управления реверсивного источника

657 : 4

3 соединена с выходом операционного усилителя, второй вход блока сравйенйя соединен с выходом реверсивного "источника постоянного напряжения, а преобразователь

= част6та -напряжение подключен квыходу источника задающей частоты.

Кроме того, выход мостового выпрямителя узла рекуперации подключен к выходу реверсивного источника постоянного напряженйя.

На чертеже изображена прийцийиальная схема частотно-управляемого электропривода.

zo стоянному напряжению подводимого к гене-.

23 ратору 3 от реверсивного управляемого выпрямителя 1. Постоянное напряжение на выходе выпрямителя 1 в свою очередь пропор цонально модулирующей частоте получаемой от задающего генератора 24.

Трехфазный генератор задающей частоты 24 изменяет выходную частоту синусоидального напряжения в широких пределах, при- изменении задающего постоянного напряжения от задатчика 52. Один из выходов генератора задающей частоты включается на реобразователь частоты в напряжение 53, выход которого включен -на вхбд операционного усилителя

54. Второй -вход операционного усилителя включен на напряжение источника постоянного напряжения 1. Выход операционного усилителя" включен на систему управления управляемого выпрямителя 1. Подобное вклйчеййе "системы автоматического регулирования- дает возможность поддерживать

4S постоянным соотношение между несущей частотой и модулирующей частотой. Т. к. напряжение на выходе генератора 3 прямоугольных импульсов 2 пропорциональноего частоте, то магнитные усилители рабоso тают при одинаковой величине магнитного

Реверсивный источник постоянного тока

1 получает питание от трехфазной сети 2 частотой 50 Гц. Выходное напряжение источника 1 поступает на вход полупроводникового генератора 3 с двухфазным выходом.

Передний фронт прямоугольйб1"о"ийпульса выхода 4 сдвинут иа четверть периода от переднего фронта прямоугольного импульса выхода 5.

На четырех тороидальных или П-образHbIX M rHHT0 0oO 6, 7, 8 9 p÷ñï0ë0жены сетевые обмотки 10, 11, 12 и 13 включенйые -и опарно-вст реч но.

Выход однотактного магнитного усилителя на удвоенной частоте осуществляется посредством четырех обмоток 14, 15, 16 и

17 включенных попарно-последовательно, а парь1 —" последовaтелi яo-встречно, и двух диодов 18, 19, включенных по схеме со средней точкой.

Управляющие обмотки 20, 21, 22, и 23 включены попарно-йоследоВательно и получают питание от многофазного генератора задающей частоты 24 через блокирующий диод 25. Частота генератора задающей частоты 24 может изменяться в широких пре/ делах.

Второй магнитный усилитель с выходом на удвоенной "чаСтоте вытГоЖей" йа сердеч- никах 26 — 29. Сетевые обмотки 30 — 33 и вторичные обмотки 34 — 37 с вентилями 38 и 39" вйполнень1 и "соедйнейьТ айалогично соответствующим обмоткам йе Гвого магнит"ного усилителя.

Управляющие обмотки" второго усили- теля 40 — 43 включены на генератор задающей частоты 24 через блокирующий диод 44, полярность которого протйвбположна полярности диода 25. Кроме того, если у первого усилителя анод диода 25 соединен "с началом обмотки 20, то у второго усилйтеля катод диода 14 соединен с концом обмотки 40.

При таком соединении в один полупериод задающей частоты ток протекает через управляющие обмотки 20 — 23, а в другой полупериод через управляющие обмотки 40—

43.

Принцип работы магнитных усилителей с выходом на удвоенной частоте в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией посредством диодов 18, 19 и 38, 39 при питании от сети 50 Гц подробно описан в прототипе. Там же описано питание одной фазы двигателя 45 через тиристорные ключи

46, 47, которые в свою очередь включаются логической схемой 48, получающей сигналы от датчика напряжения 49 и отключаются посредством автотрансформатора 50 и узла коммутационного напряжения 51.

Ко входу генератора задающей частоты

24 подключен задатчик 52, а выход генератора через преобразователь 53 частотайапряжение соединен со входом операционного усилителя 54.

В описанном электроприводе питание сетевых обмоток магнитного усиЛителя удвоителя осуществляется от двухфазйого полупроводникового генератора 3 (например, генератора Ройера); причем частота на выходе полупроводникового генератора, которая является несущей частотой, для магнитных усилителей-удвоителей, работающих в режиме модуляции, пропорциональная попотока в широком диапазоне изменения частоты. В верхней части диапазона модулирую щей частоты несущая частота более высокая, чем в нижней части диапазона модулирующей частоты.

Кроме того, переменное напряжение на зажимах обмотки двигателя автоматически оказывается пропорциональным частоте при одинаковой амплитуде переменного на720657

1 что, с целью расширения пределов регулирования частоты вращения электродвигателя, уменьшения габаритов и повышения быстродействия, в него введены реверсивный источник постоянного напряжения, полупроводниковый генератор с двухфазным выходом, и последовательно включенные преобразователь частота-напряжение, блок сравнения и операционный усилитель, при этом сетевые обмотки магнитных усилителей через полупроводниковый генератор подключены к реверсивному источнику йостоянного напряжения, вход которого подключен к трехфазной сети, цепь управления реверсивного источника соединена с выходом операционного усилителя, второй вход блока сравнения соединен с выходом реверсивного источника постоянного напряжения, а преобразователь частота-напряжение подключен к выходу источника задающей частоты . пряжения на зажимах управляющей обмот ки.

Применение повышенной несущей часто ты дает возможность сократить габарить магнитных усилителей и уменьшить постоян ную времени обмотки управления.

Вторая отличительная особенность предлагаемого частотно-управляемого привода заключается в том, что узел рекуперации энергии, собранный на диодах 55, 56, 57 и

58, подключен на напряжение источника постоянного тока 1 без применения отдельного источника.

Кроме того, напряжение источника постоянного тока 1 автотматически устанавливается необходимой для рекуперации величины.

Остальные две фазы двигателя получают питание аналогично описанному выше, т, е. сетевые обмотки включены на выходы 4 и

5 полупроводникового генератора 3, обмотки управления получают питание от выходов 59, 60 генератора задающей частоты 24, которые сдвинуты по фазе относительно друг др уга и выхода 61 на угол 2/Зк.

Узлы рекуперации двуХ других фаз подклкчены к выводам 62 и 63.

29

2. Частотно-управляемый электропривод по и. 1, отличающийся тем, что выход мостового выпрямителя узла рекуперации подключен к выходу реверсивного источника постоянного чапряжения, Формула изобретения

1. Частотно-управляемый электропривод йо авт. св. № 375745, отличающийся тем, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 375745, кл. Н 02 P 7/64, 1970., ?20657

Составитель В, Кузнецова

Редактор Ю. Челюканов Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетник

Заказ 10241/46 Тираж 783 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4