Электропривод переменного тока

 

Союз Советским

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111928584

Р М К з (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.0979 (21) 2818608/24-07 с присоединением заявки ¹

Н 02 Р 7/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150Ы2 Бюллетень ¹ 18 (Я) УДК 62-83:

:621.3.066. .63 (088.8) Дата опубликования описания 150М2

I (72) Авторы изобретения

П.Д. Андриенко, A В. Волков, Ю.И. ГриЧина и A.Ã. Николов

1. (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРЙВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электро технике, а именно к обЛасти частотно-управляемого электропривода, и может быть использовано в различных отраслях промышленности: химической, горнодобывающей, металлургической и других.

Известен высокодинамичный электропривод с асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащий преобразователь частоты с автономным инвертором тока, координатные преобразователи, векторные анализаторы, узел формирования задания, блоки перемножения и дифференцирования, регуляторы скорости, потока, тока, датчики скорости, потока, тока (13.

Недостатком этого устройства является наличие датчиков Холла в воздушном зазоре электродвигателя, что усложняет процесс сборки, повышает требования к точности обработки ряда деталей и узлов электродвигателя, снижает надежность элект1зопривода is целом.. Другим недостатком этого устройства является сложность системы управления, что препятствует

его широкому проьыаленному внедрению.

Наиболее близким к изобретению

;техническим решением является устройство для частотного управления асинхронным двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоком управления, регулятор тока, подключенный выходом к управ..тяемому выпрямителю преобразователя частоты, задатчики активной и реактивной составляющих тока статора, датчик тока статора, выходом подключенный к регулятору тока, блок управления инвертором, датчики потокосцеплений ротора двигателя, формирователь управляющего напряжения и блок компараторов, причем первые входы формирователя управляющего напряжения соединены с задатчиками активной и реактивной составляющих тока статора, вторые — с датчиками потокосцеплений ротора, первый выход — со .входом регулятора тока, а второй — с одним из входов блока компараторов, ко второму входу которого подключены датчики потокосцеплений ротора, а выход блока компараторов соединен с блоком управления инвертором (2).

Недостатком этого электропривода является сложность и невысокая точ928584 ность регулирования устройства, связанная с наличием большого числа нелинейных элементов, содержащихся в Формирователе управляющего напряжения, и пульсациями выходных сигналов датчиков потокосцепления ротора при низких частотах вращения двигателя.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности работы устройства. 1О

Поставленная цель достигается тем, что электропринод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, автономный инвертор тока, управляемый выпрямитель с системой упранления, соединенный своим входом с выходом регулятора тока, один из входон которого подключен к выходу датчика тока, а другой через первый функциональный преобразователь связан с выходом внешнего регулятора, систему управления иннертором, соединенную входом с выходом блока компараторон, один из входов которого связан через второй функциональный преобразователь с выходом внешнего регулятора, а второй вход, — с блоком задания опорной системы координат, введен датчик ЭДС, а блок задания опорной системы координат содержит генератор пилообразного напряжения, блок синхронизации и датчик частоты, при этом входы генератора пилообразного напряжения соединены с датчиком частоты и через блок синхронизации с датчиком ЭДС, а выход является 35 выходом блока задания опорной системы координат.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого асинхронного электропривода с aaToíoìíûì 4Q инвертором тока; на фиг.2 - временные диаграммы работы электропривода; на фиг. 3 — векторная диаграмма.

Элентропривод содержит электродвигатель 1, обмотки статора которого подключены к автономному иннертору 2 тока, управляемый выпрямитель 3 с системой 4 управления выпрямителем, соединенной своим входом с выходом регулятора 5 тока, один из входов которого подключен к выходу датчика 6 тока, а другой вход через первый функциональный преобразователь 7 связан с выходом внешнего регулятора 8, систему 9 управления инвертором, соединенную входом с Выходом блока компаратора 10,один из входов которого связан через

BTopoé функциональный преобразователь 11 с выходом внешнего регулятора 8, а второй вход — с блоком

12 задания опорной системы координат, вход которого соединен с датчиком 13 ЭДС,причем, блок 12 задания опорной системы координат содержит геиератор 14 пилообразного напряже- 65 ния, блок 15 синхронизации и датчик

16 частоты,при этом входы генератора

14 пилообразного .напряжения соединены с датчиком 16 частоты и через блок 15 синхронизации с датчиком 13

ЭДС, а выход является выходом блока 12 задания опорной системы коор-. динат.

Временные диаграммы сигналов блоков 11, 13, 14, 15 и сигналы управления ключами инвертора приведены на фиг.2 соответственно U,U 9„U

Ugy,U ., Ug

Устройство работает следующим образом.

На выходе генератора 14 пилообразного напряжения при поступлении на его интегрирующий вход сигнала с выхода датчика 16 частоты формируется пилообразное опорное напряжение U 4 . Генератор 14 синхронизации выходным напряжением U g блока, 15 синхронизации, который дополнительно обеспечивает фазовый сдвиг напряжения U< на угол, равный

6 = Т/6, по отношению к фазной ЭДС

U< двигателя. Вследствие того, что частота обратно пропорциональна периоду

Ш= — p

Т амплитуда U „ опорного напряжения

U 4 остается постоянной при всех вйходных частотах электропривода.

В момент сравнения опорного напряжения U 4 с выходным сигналом U<< второго функционального преобразователя 11 посредством блока компараторов 10 и системы 9 управления инвертором формируются импульсы U < и U+ управления силовыми тиристорами автономного инвертора 2. При этом достигается управление фазой обобщенного нектора i„ тока статора двигателя, осуществляемое в векторных системах управления. В предлагаемом устройстве.йспользуется координатная ориентация по обобщенному вектору Е ЭДС (по его фазным проекциям).

Векторная диаграмма, поясняющая процесс управления фазой вектора i òîêà статора представлена на фиг. 3, где проекция i> тока статора определяет амплитуду потокосцепления М двигателя, а ее ортогональная проекция согласно следующему выражению:

lu =-ul где,м — электромагнитный момент двигателя.

Функциональные преобразователи

7 и 11 обеспечивают необходимое соотношение между модулем i „ тока статора и его фазой й., соответствующее требуемому закону частотного управления (постоянство потокосцепле- ния, минимум тока статора и другое).

Фазовая коррекция при синхронизации

8 = У/6, осуществляемая блоком 15

928584 синхронизации, учитывает фазовый сдвиг между началом тока в фазе и первой гармоникой фазного тока для автономных -инверторов тока со 120 ным фазным током. данное техническое решение упро- 5 щает реализацию и повышает точность работы устройства. Это достигается эа счет того, что в блоке задания опорной системы координат сокращено общее количество нелинейных блоков 10 и снижен уровень пульсаций выходного сигнала блока задания опорной системы координат.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, управляемый выпрямитель с системой управления, соединенной своим входом с выходом регулятора тока, один иэ входов которого подключен к выходу датчика тока, а другой вход через первый функциональный преобразователь связан с выходом внешнего регулятора, систему управления инвер гором, соединенную-входом с выходом блока компаратора, один из входов которого связан через второй функциональный преобразователь,с выходом внешнего регулятора, а второй вход - с блоком задания опорной системы координат, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, в него введен датчик ЭДС,.а блок задания опорной системы координат содержит генератор пилообразного напряжения, блок синхронизации и датчик частоты, при этом входы генератора пилооб-! разного напряжения соединены с дат чиком частоты и через блок синхронизации - с датчиком ЭДС, а выход является выходом блока задания опорной системы координат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2144422, кл. Н 02 Р 5/28, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 744887, кл. Н 02 Р 7/42, 1978.

928584

Цу

Ь

Составитель В. Таралов

Редактор Т. Кинь Техред Е.Харитончик Корректор.Н. Стец

Эаказ 3279/73 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4