Частотно-регулируемый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике о Целью изобретения является упрощение и уменьшение эксплуатационных расходов. Указанная цель достигается тем, что в частотно-регулируемом электроприводе третий вход 16 блока 11 управления частотой соединен с выходом блока 7 задания частоты вращения. Выход блока 11 подключен к второму входу элемента 8 сравнения . Указанное подключение блока 11 позволило использовать в качестве сигнала обратной связи по частоте выходной сигнал блока 11, что дало возможность исключить их схемы электропривода тахогенератор. 3 ил. с ig i О) ©

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4061777/24-07 (22) 30.04.86 (46) 30.08.87. Бюл.¹ 32 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "ХЭМЗ" (72) Б.Е.Калашников, С.О.Кривицкий и И.И.Эпштейн (53) 62-83:621.313.333.072.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 955483, кл.Н 02 P 7/42, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1099373, кл. Н 02 P 7/42, 1982. (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

SU 1334347 А 1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является упрощение и уменьшение эксплуатационных расходов. Указанная цель достигается тем, что в частотно-регулируемом электроприводе третий вход 16 блока 11 управления частотой соединен с выходом блока 7 задания часто тш вращения. Выход блока 11 подключен к второму входу элемента 8 сравнения. Указанное подключение блока

11 позволило использовать в качестве сигнала обратной связи по частоте выходной сигнал блока 11, что дало воэможность исключить их схемы электропривода тахогенератор. 3 ил.

4347 2

1Î

ЗО

5I3

1 "l 33

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления частотно-регулируемыми электроприводами в различных отраслях народного хозяйства, выполненных на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя и тиристорного преобразователя частоты с автономным инвертаром тока.

Цель изобретения - упрощение электропривода и уменьшение эксплуатационных расходов.

На фиг.1 представлена функциональная схема. частотно-регулируемого электропривода; на фиг,2 — блок управления током; на фиг.3 — узел коррекции частоты.

Частотно-регулируемьй электропривод содержит асинхронный короткозамкнутный двигатель 1 (фиг.1)„ подключенный к преобразоватепю 2 частоты на основе автономного инвертора тока с двумя управляющими входами 3 и 4 соответственно для тока и частоты, датчики 5 и 6 фазных токов и напряжений соответственно, последовательно соединенные блок 7 задания частоты вращения, элемент 8 сравнения, регулятор 9 частоты вращения и блок 10 управления током, выходом соединенный с управляющим входом 3 для тока преобразователя 2 частоты, трехвхо- . довый блок 11 управления частотой с формирователем 12 сигналов потокосцеплений и узлом 13 коррекции частоты 13, подключенный первым входом к выходу формирователя 12 сигналов потокосцеплений. При этом первый вход формирователя 12 сигналов потокосцепления, обьединенные между собой вто рые входы формирователя 12 сигналов потокосцеплений и узла l3 коррекции частоты и третий вход узла 13 коррекции ча< таты образуют соответственно первый„ второй и третий входы 14 -16 блока 11 управления частотой, выход которого, образованный выходом узла

13 коррекции частоты, подключен к управляющему входу 4 для частоты преобразователя 2 частоты. Первый и второй входы 14 и 15 блока l1 управ" ления частотой подключены соответственно к выходам датчиков 6 и 5 фазных напряжений и токов.

В частотно-регулируемом электроприводе третий вход 16 и выход блока

11 управления частотой подключены соответственно к выходу блока 7 задания частоты вращени» и к другому входу элемента 8 сравнения.

Блок 10 управления током, представляющий собой функциональный преобразователь, может быть выполнен на основе операционного усилителя 17 (фиг.2), охваченного нелинейными обратньпчи связями с использованием резисторов и диоцов.

Узел 13 коррекции частоты содержит операционный усилитель 18 (фиг.3) с резисторами 19 и 20,. управляемым ключам 21 во входной цепи и с резистором 22 и управляемым ключом 23 в цепи обратной связи, формирователи 24 и 25 логических сигналов заданного

1>и фактического 2< токов, элемент

26 логического сравнения, соответствующие выходы которого подключены к управляюшим входам управляемых ключей 21 и 23.

Входы формирователей 24 и 25 логических сигналов заданного и фактического токов и объединенные выводы резисторов 19 и 20 образуют соответственна первый, второй и третий входы узла 13 коррекции частоты.

Каждый из формирователей 24 и 25 логических сигналов заданного и фактического токов содержит три компаратора на основе операционных усилителей с резисторными сумматорами на входе и инвертирующим элементом на выходе. Элемент 26 логического сравнения 2 мажет быть пос" ðîåí на основе двенадцати трехвходэвых схем И и двух шестивходовых схем ИЛИ.

Частотно-регулируемый электропривад работает следующим образом.

Выходной сигнал блока 7 задания частоты вращения сравнивается в элементе 8 сравнения с выходным сигналом блока 11 управления частотой.

Сигнал. ошибки с выхода элемента 8 сравнения поступает на вход регулятора 9 частоты вращения, на выходе которого форы":.руется сигнал момента двигателя 1, r-: функции которого в блоке 10 управления током с помощью функционального преобразователя формируется сигнал задания амплитуды тока преобразователя 2 частоты.

Выходной сигнал блока 7 задания частоты вращепия поступает также на вход блока 11 управления частоты, где преобразуется в сигнал выходной частоты t:,"ðåoápàçoâàvåëÿ 2. з 13

Преобразование сигнала задания частоты вращения в сигнал выходной частоты в блоке 11 управления частотой определяется фазовой ошибкой между заданным и реальным положениями вектора тока статора двигателя 1 относительно вектора потокосцепления ротора. Если реальное положение вектора тока отстает от заданного, узел

13 коррекции частоты вырабатывает сигналы, увеличивающие выходной сигнал блока 11 управления частотой относительно задаваемого на входе 16.

Частота тока на выходе преобразователя 2 частоты увеличивается. Вектор тока статора "догоняет" вектор потокосцепления.

Если же реальное положение векто.ра тока опережает заданное, узел 13 коррекции частоты вырабатывает сигналы, уменьшающие выходной сигнал блока 11 управления частотой относительно входного. Частота тока статора уменьшается. Вектор потакосцепления "догоняет" вектор тока статара.

Таким образом, выделенный узлом

13 коррекции частоты сигнал фазовой ошибки между реальным и заданным положениями вектора тока меняет фактическую частоту тока на выходе преобразователя 2 частоты по сравнению с заданной на выходе блока 7 задания частоты вращения, непрерывно осуществляя подгонку частоты преобразователя 2 под фактическую частоту вращения двигателя 1. За счет этого обеспечивается устойчивая работа двигателя беэ опрокидывания при любых (в пределах допустимого) колебаниях момента нагрузки на его валу. Одновременно элементом 8 сравнения вьщеляется ошибка фактической частоты преобразователя 2 относительно заданной блоком 7, изменяющая выходные сигналы регулятора 9 частоты вращения, блока 10 управления током, а следовательно, величину тока статара двигателя 1 и его электромагнитный момент да тех пор, пока фактическая частота тока преобразователя 2 не станет равной заданной.

Положение (фазовый угол) вектора тока статора задается с помощью компараторов формирователя 24 логических сигналов заданного тока, на входе которых суммируются сигналы потокосцеплений различных фаз, формируемых в формирователе 12 сигналом пото34347

55 касцеплений из выходных сигналов датчиков 5 фазных токов и датчиков 6 фазных напряжений.

Реальное положение вектора тока статара измеряется компараторами форьагравателя 25 логических сигналов фактического тока, на входе которых суммируются выхапные сигналы датчиков

5 фазных токов.

Логические сигналы 1 с выхода формирователя 24 сравниваются с логическими сигналами I с выхода форми4 равателя 25 в элементе 26 логическаго сравнения, на выходе которого выделяется сигнал фазавай ошибки. Если логические сигналы I отстают па

Ф фазе ат соответствующих логических сигналов Т (фазовый угол между векторами тока статара и патакасцепления меньше заданнага), вырабатывается сигнал "Больше" на выходе Б элемента

26 логического сравнения, который замыкает управляемый ключ 21 узла

13 коррекции частоты, способствуя увеличению сигнала на выходе операционного усилителя 18 относительно входного сигнала.

Если логические сигналы .! жают па фазе сигналы I> (фазовый угол между векторами тока и патакосцепления больше запаннаго) вырабатывается сигнал Меньше" на выходе 1! элемента

26 лагическага сравнения, который замыкает ключ 23 узла 13 коррекции частоты, за счет чего выходной сигнал операционного усилителя 18 становится меньше входного (абращается в нуль).

При совпадении по фазе логических сигналов фактического и заданного токов (фазавый угол между векторами така и патакосцепления равен заданному)., сигналы на выходах элемента 26 логического сравнения не вырабатываются, ключи 21 и 23 разомкнуты, выходной сигнал угла коррекции частоты 13 равен входному.

Таким образам, введение в частогна-регулируемый электропривад допол нительных связей между выходом блока

7 задания частота вращения и входом

16 блока 11 управления частотой, а также между выходом блока 11 управления частотой и вторым входом эле-. мента 8 сравнения дает возможность использовать в качестве сигнала обратной связи по частоте выходной сиг-. нал блока 11 управления частотой, благодаря чему упрощается конструк-: ция электропривода за счет исключения тахогенератора и более простого выполнения блока управления частотой и уменьшаются эксплуатационные расходы. При этом в электроприводе сохраняются высокие регулировочные и динамические характеристики за счет точного воспроизведения задаваемого фазового угла между векторами тока статора и потокосцепления.

Формула изобретения

Частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый двигатель, подключенный к преобразователю частоты на основе автономного инвертора тока с двумя управляющими входами для тока и час.тоты, датчики фазнык токов и .напряжений, последовательно соединенные блок задания частоты вращения, элемент сравнения, регулятор частоты вращения и блок управления током, выходом соединенный с управляющим входом для тока прербразователя частоты, и трехвходовый блок управления

334347 6 частотой с формирователем сигналов потокосцеплений и узлом коррекции частоты, подключенный первым входом

5 к выходу формирователя сигналов потокосцеплений, при этом первый вход формирователя сигналов потокосцеплений, объединенные между собой вторые входы формирователя сигналов котокосцеплений и узла коррекции частоты и третий вход узла коррекции частоты образуют соответственно первый, второй и третий входы блока управления частотой, выход которого, образованный

15 выходом узла коррекции частоты, подключен к управляющему входу для частоты преобразователя частоты, а первый и второй входы блока управления частотой подключены соответственно

2О к выходам датчиков фазных напряжений н токов, отличающийсятем, что, с целью упрощения и уменьшения эксплуатационных расходов, третий вход и выход блока управления частор5 той подключены соответственно к выходу блока задания частоты вращения и к другому входу элемента сравнения.

1334347

Составитель А.Жилин

Редактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор H.Муска

Заказ 3977/55 Тираж 659 . 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.