Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к электроприводу механизмов. Цель изобретения - повышение стабильности частоты вращения при аварийных бросках входного силового тока преобразователя. Устройство содержит асинхронный двигатель 1, датчик 2 тока ротора, преобразователь частоты (ПЧ) 3 с непосредственной связью, формирователь 4 сигналов задания активного и реактив ного токов ротора с двумя информационными входами 5 и 6, блок 11 прямого преобразователя координат, фазовый дискриминатор 12, формирователь 16 гармонических функций, регулятор 17 тока ротора, датчики 19 и 20тока и напряжения статора, блок 21обратного преобразования координат . Фазовый дискриминатор 12 выполнен на регуляторе 22 частоты скольжения , блоке 23 деления и элементе сравнения 24. Введение датчика 25 входного силового тока ПЧ 3, индикатора 26 рассогласования и управляемо го ключа 27 и снабжение ПЧ 3 дополни тельным входом 28 обеспечивает перевод на короткое время ПЧ 3 в инверторный режим при аварийных бросках тока и его возврат к нормальному функционированию, благодаря чему исключается необходимость аварийных от ключений электропривода. 2 ил. ( (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьие 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3768506/24-07 (22) 12.07.84 (46) 15.08.86.Бюл.N - 30 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "ХЭМЗ" (72) В.А.Ерухимович, 10.Л.Шинднес и И.И.Эпштейн (53) 621.313.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 675567, кл. Н 02 P 7/42, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1037405, кл. Н 02 P 7/42, 1980. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к элек— тротехнике, а именно к электроприводу механизмов. Цель изобретения — повышение стабильности частоты вращения при аварийных бросках входного силового тока преобразователя. Устройство содержит асинхронный двигатель 1, датчик 2 тока ротора, преобразователь частоты (ПЧ) 3 с непос„.Б0 1 51281 А 1 редственной связью, формирователь 4 сигналов задания активного и реактивного токов ротора с двумя информационными входами 5 и 6, блок l I прямого преобразователя координат, фа— зовый дискриминатор 12, формирователь 16 гармонических функций, регулятор 17 тока ротора, датчики 19 и

20 тока и напряжения статора, блок

21 обратного преобразования координат. Фазовый дискриминатор 12 выполнен на регуляторе 22 частоты скольжения, блоке 23 деления и элементе сравнения 24. Введение датчика 25 входного силового тока ПЧ 3, индикатора 26 рассогласования и управляемого ключа 27 и снабжение ПЧ 3 дополнительным входом 28 обеспечивает пере— вод на короткое время ПЧ 3 в инверторный режим при аварийных бросках тока и его возврат к нормальному функционированию, благодаря чему исключается необходимость аварийных отключений электропривода. 2 ил.

1251281

Изоб>ретение относится к электротехнике, и именно к электроприводу персменногo тока на базе асинхронного двигателя с фазным ротором,, и может быть использовано в механизмах, требующих высоких динамических свойств и повышенной надежности,, например, в горно-металлурги«еской п»омнпленности, при регулировании числа оборотоэ ротора относительпо синхрон-- )л ной скорости питающего поля.

Целью изобретения является повышение стабильности частоты вращения при аварийных бросках входного силового тока преобразователя частоты с t> непосредственной связью.

На фиг.1 представлена функциональная схема электропривода переменного тока, на фиг.2 — схема выполнения индикатора рассогласования. 2Q

Электропривод переменного токе содержит асинхронный двигатель 1(фиг.)) с фазным ротором, подключенным через датчик 2 тока ротора к выходам пр »образователя частоты с непосредственной связью 3, формирователь 4 сигналов задания активного .и реактивного токов ротора с дьумя информационными входами =" 6, первым и вторым входами обратной связи 7,. 8 и перэым н вторым выходами 9, 10, подключенными к управляюшим эходам блока прямого преобразования координат 11, фазовый дискриминатор !2 с первым„ вторым и третьим входами 13, !4 и 15, формир »- ватель гармонических функций 16, вход которого объединен с вторым входом обратнои связи 8 формирователя 4 сигналов задания активного H реактивного токов ротора и подключен к вь.хо4Î ду фазовогс дискриминатора )2,, а выходы формирователя гармонических функций 16 подключены к опорным входам блока прямого преобразования координат 11, регулятор 17 тока ротора-,, подключенный первым входом к выходу блока прямого преобразования коорд-!HGT 11, чика 2 тока ротора, а выходом — к yr:-. равляющему входу 18 преобразователя частоты с непосредственной связью 3, датчики 1 9 и 20 тока и HaIIpëæe:-I ::-я статора, подключенные выхоцами к соответствующим информационным входам

5, 6 формирователя 4 сигналов задания активного и реактивного токов ро-тора и к входам блока обратного прав образования координат 21, первый выход которого подключен к первому входу обратной связи 7 формирователя 4 сигналов задания активного и pear— тивного токов ротора, а второй и третий выходы блока обратного преобразсвания координат 21 подключены соответственно к второму и третьему входам !4 и 15 фазового дискриминатора )2, соединенного первым входом

13 с вторым выходом 10 формирователя

/ ч сигналов задания активного и реактив-loI.o TDBQB po Topa фазовый дискриминатор 12 (фиг.)) выполнен из peãóëÿòîða частоты скольжения 22, блока деления 23 и элемен— та сравнения 24, выход которого подключен к входу для делимого блока деления 23, причем первый и второй входь. элемента сравнения 24 и вход для делителя блока деления 23 образуют соответственно первый, второй и третий входы 13, !4 и !5 фазового дискриминатора 12, а выход регулятора чя ":оты скольжения 22 образует выход фазового дискриминатора 12.

В электропривод переменного тока введены датчик 25 входного силового тока преобразователя частоты с непосредственной связью 3, индикатор рассогласования 26 с двумя входами и управляемый ключ 2;- . Преобразователь частоты с непосредственной связью 3 снабжен дополчительным входом

28 перевода в инверторш>тй режим, который объединен с управляющим входом управляемого ключа 27 и подключен к выходу индикатора рассогласования 26, при этом выводы управляемого ключа

27 подключены соответственно к выходу бло,а деления 23 и входу регулятора частоты скольжения 22, а выходы датчика 2 тока ротора и датчика 25 входного силового тока преобразователя частоты с непосредственной связью 3 подключены I; входам индикатора рассогласования 26, Индикатор рассогласования 26 содержит вып!»ямители 29, 30 и 31(фиг.2) фаэных токов ротора, выпрямители 32, 33 и 34 BHoöíüIH силовых токов преобразователяя частоты с неп осредственной связью, индикаторы уровней токов,>5, 36 и 3; р источник порогового смещения 38 и элемент ИЛИ 39, вхо— ды которого подключены к выходам ин— дикаторов уроВНВА токов 35 36 и 37.

))ервые входы индикаторов уровней токов 35, 36 и 37 подключены соответ125! 28) ственно к выходам выпрямителей 29, 30 и 31 фазных токов ротора, вторые входы — к выходам выпрямителей 32, 33 и 34 входных силовых токов преобразователя частоты с непосредствен- 5 ной связью, а третьи входы объедине— ны между собой и подключены к выходу источника порогового смещения 38.

Электропривод переменного тока работает следующим образом. 1О

Асинхронный двигатель 1 с фазным ротором питается со стороны статора от промышленной сети, а со стороны ротора — от преобразователя частоты с непосредственной связью 3. Регулятор 17 тока ротора обеспечивает соответствие фазных токов ротора сигналам задания, поступающим с выхода блока прямого преобразования координат. 11, благодаря большому коэффициенту усиления в контурах регулирования. При этом преобразователь частоты с непосредственной связью 3 работает в режиме источника тока.

На управляющие входы блока прямого преобразования координат 11 поступают сигналы задания реактивного и активногo i О токов ротора, а на опорные входы — сигналы sinpt, cos (t, где P — частота скольжения, 30 определяемая регулятором частоты скольжения 22.

Сигнал задания активного тока ро— тора сравнивается с сигналом 1 поступающим с выхода блока обратного преобразования координат 21, Результат сравнения (на выходе элемента сравнения 24) используется в качестве делимого в блоке деления 23, а делителем является сигнал I рр, .Фор- 4О мирование сигналов I и Тр, производится по выходным сигналам датчиков тока 19 и напряжения 20 статора.

Выходной сигнал блока деления 23 пропорционален углу рассогласования меж- yg ду заданным и измеренным векторами тока ротора. Выходной сигнал регулятора частоты скольжения 22 используется также в качестве сигнала обратной связи по скорости (на входе

8 формирователя 4 сигналов задания активного и реактивного токов ротора) °

Регулирование скорости вращения, частоты скольжения и активной состав-5 ляющей тока ротора производится по одному каналу, а регулирование реактивноч мощности — по другому каналу, что обеспечивает высокие динамические свойства электропривода переменного тока. При сбое логики управления преобразователя частоты с непосредственной связью 3 его входнои силовой ток, измеряемый с помощью датчика 25, становится больше его выходного тока, измеряемого с помощью датчика 2. Укаэанное несоответствие токов фиксируется индикатором рассогласования 26. Здесь выпрямленные значения указанных токов пофазно анализируются соответствующими индикаторами уровней токов 35, 36, 37 и сравниваются с выходным сигналом источника порогового смещения 38 °

При превышении укаэанного порога на выходе элемента ИЛИ 39 (на выходе индикатора рассогласования 26) появляется сигнал, поступающий на вход

28 преобразователя частоты с непосредственной связью, обеспечивая его перевод в предельный инверторный режим, благодаря чему его работа нормализуется и отключение силового питания не требуется. Время этой нормализации не превышает по длительности одного периода частоты питающей сети, т.е. 0 мс при 50 Гц. Выходной сигнал индикатора рассогласования 26 воздействует также на управляющий ключ 27, размыкающий входную цепь регулятора частоты скольжения 22. Так как время указанного переключения невелико, то сигналы iay, P за это время существенно не изменяются.

При восстановлении равенства входного и выходного токов преобразователя частоты с непосредственцой связью 3 электропривод переменного тока возвращается к нормальному функционированию, причем этот возврат происходит без существенйых бросков тока.

Таким образом, введение в электропривод переменного тока датчика входного силового тока преобразователя частоты с непосредственной связью, индикатора рассогласования и управляемого ключа позволяет обеспечить на короткое время перевод преобразователя частоты с непосредственной связью в инверторный режим при аварийных бросках входного силового тока и его возврат к нормальному функционированию, благодаря чему исключается необходимость аварийных

1 25! 281 отключений электропривода и повышается стабильность частоты вращения в сравнении с известным решением.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, подключенным через датчик тока ротора к выходам преобразователя частоты с непосредствен" ной связью, формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора с двумя информационными входами, первым и вторым входами обратной связи и первым и вторым выходами, подключенными к управляющим входам блока прямого преобразования координат, фазовый дискриминатор с первым, вторым и третьим входами, формирователь гармонических функций, вход которого объединен с вторым входом обратной связи формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора и подключен к выходу фазового дискриминатора, а выходы формирователя гармонических функций подключены к опорным входам блока прямого преобразования ко- о ординат, регулятор тока ротора, подключенный первым входом к выходу блока прямого преобразования координат, вторым входом — к выходу датчика тока ротора, а выходом — к управляющему входу преобразователя частоты с непосредственной связью, датчики тока и напряжения статора, подключенные выходами к соответствующим информационным входам формирователя сигна-4О лов задания активного и реактивного токов ротора и к входам блока. обрат— ноГо преобразования координат, первый выход которого подключен к первому входу обратной сВН9Н формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, а второй и третий выходы блока обратного преобразования координат подключены соответственно к второму и третьему входам фазового дискриминатора, соединенного первым входом с вторым выходом формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, при этом фазовый дискриминатор выполнен из регулятора частоты скольжения, блока деления и элемента сравнения, выход которого подключен к входу для делимого блока деления, причем первый и второй входы элемента сравнения и вход для делителя блока деления обра» зуют соответственно первый, второй и третий входы фазового дискриминатора, а выход регулятора частоты скольжения образует выход фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повьппения стабильности частоты вращения при аварийных бросках входного силового тока преобразователя частоты с непосредствен— ной связью, в него введены датчик входного силового тока преобразователя частоты с непосредственной связью, индикатор рассогласования с двумя входами и управляемый ключ, а преобразователь частоты с непосредственной связью снабжен дополнительным входом перевода в инверторный режим, который объединен с управляющим входом управляемого ключа и подключен к выходу индикатора рассогласования, при этом выводы управляемого ключа подключены соответственно к выходу блока деления и входу регулятора частоты скольжения, а выходы датчика то— ка ротора и датчика входного силового тока преобразователя частоты с непосредственной связью подключены к входам индикатора рассогласования.

1251281

Составитель А.Жилин

Редактор М.Бандура Техред Г .Гербер Корректор М.Шароши

Заказ 4424/56 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная, 4