Частотно-регулируемый электропривод

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

0 П И С А Н И Е, j744ggg

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено02.03.78 (2 I ) 2586119/24-07 (51)М. Кл, Н 02 Р 7/42 с присоединением заявки .%—

Гасударственный квинтет (23) Приоритет— (53) УДК 62-83;

:62 1.313. 33 3. .07 2.9 (088. 8) ио делам нзобретеннй н отнрытнй

Опубликовано 30.06.80. Беллетень,% 24

Дата опубликования описания 02.07.80

А. еО. Штейнберг, Ф. Ф. Чуру и Ю. А. Дмитренко (72) Авторы изобретения

Отдел анергетической кибернетики АН Молдавской ССР (7l) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования скорости асинхронных электродвигателей с большими моментами инерции путем измене5 ния питающего напряжения и частоты для поддержания заданного .значения абсолютного скольжения ротора.

Известен частотно-регулируемый элек- . тропривод с поддержанием постоянстваабсо- то лютного скольжения ротора путем сравнения нанря>кения на статоре алектродвигателя с эталонным равным произведению частоты тока статора на его величину, и воздействием на подводимое напряжение сигналом, прапорт5 циональным их разности. Этот алектро- привод содержит асинхронный алектродвигатель, источник питания с двумя каналами управления (по частоте и по на20 пряжению). В алектропривод входят также пост управления, задающий частоту, множительное устройство, устройство сравнения и регулятор напряжения (.1Д .

Недостатки атого алектропривода заключаются в том, что питание двигателя должно осуществляться строго синусоидальным напряжением, в противном случае имеющиеся высшие гармоники значительно увеличиваются в множительном устройстве, искажая значения регулируемых параметров. При атом частота пи тающего напряжения является регулируемой величиной, и поэтому весьма трудно добиться строгой синусоидальной формы на разных частотах. Кроме того, данное устройство имеет низкую точность регу лирования вследствии пренебрежения активным сопротивлением обмотки статора которое на низких частотах определяет величину тока статора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является частотнорегулируемый алектропривод, содержааий асинхронный двигатель, подключенный к инвертору тока, соединенному посредством

gpoccena с выпрямителем, последовательi Ч488 но включенные задатчик интенсивности, задающий генератор и формирователь импульсов в схеме управления инвертором, схему управления выпрямителем, соединенную с регулятором тока, один вход которо- 5 го подключен к датчику тока цепи гитания выпрямителя, датчик вьгходнОГ О напряжения инвертора, выход которого подключен к регулятору напряжения, блоки заданно частоты, тока н наннныаннн (2j . 10

Недостатками указанного электропривода являются низкая точность и малое быстродействие процесса регулирова= ниа, Объасняется это тем, что задатчик интенсивности, определяющий развертку 15 частоты во времени, является программным элементом системы, не учитывагощим реальных текущих значений нагрузки и параметра абсолютного скольжения

Я двигателя. В приводах с большими маховыми массами наблюдаются даже срывы пуска, когда частота увеличивается быстрее, чем растет скорость двигателя, Этот процесс носит лавинообразный характер, так что в результате увеличения скольжения 8 уменьшается электромаггпгтный момент, что приводит к дальнейшему увеличению „8 и т,д. Кроме того., в таких электроприводах с длительиу гм временем разгона создание стабил ного задатчика интенсивностгг является сймостоательнои слбжной задачей, Его применение в указанном электроприводе сгпгжает точность.

Пель данного изобретения — повышение точности и быстродействиа регулирования.

Указанная цель достигается тем, что в частотно-регулируемый электропривод введены коммутатор, компаратор и блок коррекции, а блоки задания частоты и тока выполнены с двумя йходами, причем коммутатор вклю "eB между выходами указанных блоков задания и регулятором тока и задатчиком интенсивности, компаратор подключен к первому входу блока задания тока и выходу регулятора напряжения, а выходом — к коммутатору, блок коррекции включен между задатчиком интенсивности и регулятором напряжения.

На чертеже представлена структурная схема частотно-регулируемого электропривода.

Электропривод содержит управляемый

55 выпрямитель 1, питаемый от трехфазной сети, соединенный посредством дросселя

2 со входом автономного инв ртора, 3 тока, выход которого нагружен на асин8 ф хронный двигатель 4, Схема управления инвертором состоит из последовательно включенных задатчика 5 интенсивности, задающего генератора 6 и формирователя

7 импульсов управления.

Схема 8 управления выпрямителем соединена с выходом регулятора 9 тока в цепь обратной связи которого включен датчик 10 тока.

Регулятор 9 тока и задатчик 5 интенсивности имеют блоки задания с двумя выходами задания каждый соответственно 11, 12 и 13, 14, соединенными с коммутатором 15, к которому подключен компаратор 16„Регулятор 17 напряжения, к выходу которого подключен датчик 18 выходного напряжения инвертора, соединен через блок 19 коррекции с выхо дом задатчика 5 интенсивности.

Устройство работает следующим образом.

Замкнутая система управления осуществляет регулирование выходного напряженна и частоты в зависимости от момента сопротивления двигателя путем поддержания заданного скольжения Я .

Для обеспечения высокого качества процесса управления регулятор 9 и задатчик 5 интен"ивности имеют по два входа задания кажды, которые переключаются одновременно коммутатором 15 по команде компаратора 16 в зависимости от вели ины выходного сигнала регулятора 17 напряжения. Все указанные блоки работают в импульсном режиме (частота переключений достигает 10 — 20 кГц). Таким образом, обеспечивается скользящий режим системы, когда одновременно поддерживаются стабильными заданные значения

-.îêà и напряжения в зависимости от скольжения, З .

Такой режим работы достижим лишь при определенных значениях частоты питающего напряжения, которая устанавливается в преобразователе следующим образом.

Вход 13 задания задатчика 5 интенсивности обеспечивает определенное нарастание частоты задающего генератора

6, выход 14 задает нулевой прирост частоты, т,е, при его подключении частота на выходе генератора 6 остается неизменной.

Из двух сигналов задания на выходах

11 и 12 на вход регугитора 9 поступает наименьший из них. Такое переключение производится коммутатором 15 пок команде компаратора 16. Когда сигнал на

5 7448 выходе регулятора 17 больше, чем ф,, на выходе 12, то к регулятору 9. и задатчику 5 интенсивности соответственно подключаются выходы 12, 14. При атом разгон двигателя происходит при постоянных значениях тока и частоты, Абсолютное скольжение начинает уменьшаться, а напряжение — возрастать, воздействуя через датчик 18 выходного напряжения по цепи обратной связи на регулятор 17 на- щ пряжения. Как только сигнал на выходе регулятора 17 напряжения станет меньше U коммутатор 1 5 и компаратор 16 подключат к регулятору 9 тока выход 11, а к задатчику 5 интенсивности - Б выход 13, 86 б ного скольжения двигателя. Для разгона двигателя увеличивается быстродействие процесса регулирования, которое позволяет сократить время пуска и торможения на

30%, что значительно уменьшает потребление алектроанергии. Кроме того, благодаря улучшению качества регулирования исключается воэможность срывов пуска или торможения. Введенные в схему привода коммутатор и компаратор выпол-. нены на интегральных микросхемах, что снижает массогабаритные показатели и стоимость привода.

Форьмула изобретения

Частота начинает возрастать быстрее роста числа оборотов двигателя, скольжение увеличивается, напряжение на дви- що гателе падает, а сигнал на выходе регулятора 17 напряжения увеличивается до тех пор, пока он не станет больше на входе компаратора 16, тогда в системе происходит очередное переклю- 2s чение.

Как уже указывалось. частота атих переключений высока и обеспечивает скользящий режим работы и поддержание неизменным абсолютное скольжение двига- Зо тела. Практически частота на выходе преобразователя нарастает плавно.

При выходе двигателя на номинальные обороты происходит ограничение сигнала задатчика 5 интенсивности и в системе поддерживается неизменная частота, включен и работает при атом регулятор 17 напряжения.

При торможении процессы протекают аналогично, только задатчик 5 интенсив- 40 ности обеспечивает соответствующий спад частоты.

Для обеспечения закона регулиромния с постоянным скольжением вводится корректирующий блок 19, который должен 45 иметь нелинейную характеристику, чтобы обеспечить,В = С.СФЧМ .

Частотно-регулируемый привод обе печивает высокую точность регулирования

50 заданных параметров: тока, напряжения и частоты на выходе преобразователя частоты при поддержании постоянным абсолютЧастотно-регулируемый алектропривод содержащий асинхронный двигатель, подключенный к инвертору тока, соединенному посредством дросселя с выпрямителем последовательно включенные задатчик интенсивности, задаюший генератор и формирователь импульсов в схеме управления инвертором, схему управления выпрямителем, соединенную с регулятором тока, один вход которого подключен к датчику тока цепи питания выпрямителя, датчик выходцого напряжения инвертора, выход которого подключен к регулятору напряжения, блоки задания частоты, тока и напряжения, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с це,пью повышения точности и быстродействия регулирования, в него введены коммутатор, компаратор и блок коррекпии, а блоки задания час-. тоты и тока выполнены с двумя выходами, причем коммутатор включен между выходами указанных блоков задания и регулятором тока и задатчиком интенсивности, компаратор подключен к первому входу блока задания тока и выходу регулятора напряжения, а выходом — к коммутатору, блок коррекции включен между задатчиком интенсивности и регу- . лятором напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 463216, кл. Н 02 P 7/42, 1975.

2. А вторское свидетельство СССР

N 409347 кл. Н 02 Р 5/40, 1974.

Составитель В. Тарасов

Редактор А. Мотыль Техред Ж.Кастелевич Корректор N. Шароши

Заказ 3830/21 Тираж 783 Подписное

ПИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35 Раушскан наб., д„4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4