Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к элект - ротехнике. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик путем регулирования постоянной времени регулятора тока. С этой целью электропривод переменного тока снабжен блоком 30 адаптации регулятора тока, входами подключенного к выходам блока 22 задания режимов работы , которые определяют двигательный режим, генераторный режим с самовозбуждением и генераторный режим при нормальной схеме включения асинхронного двигателя 1, которые подключены к входам блока 24 управления коммутаторами 25 и 26 и блоком 27 разрешения управления моментом. Выход блока 30 подключен к одному из входов блока 9 регулирования тока с блоком 13 ограничения в цепи обратной связи. Второй вход блока 9 соединен с выходом блока 10 сравнения, в котором сравниваются сигналы, поступающие с выходов датчика 4 тока, включенного в цепь вентильного преобразователя 2 и инвертора 5, установленных в роторной цепи двигателя 1, с выходов регуляторов 11 и 12 момента и скорости. Блок 30 обеспечивает настройку параметров блока 9 в соответствии с заданными режимами работы. 1 ил. Sg (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<51) 4 Н О? Р 7/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1246326 (21) 4162873/24-07 (22) 18.12.86 (46) 15, 10.88 ° Бюл. № 38 (71) Горьковский политехнический институт им. А,А.Жданова (72) В.И.Грязнов, О.В.Крюков и К.С.Степанов (53) 621.313.3 ° 077 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 1246326, кл. Н 02 P 7/64, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к элект,— ротехнике. Целью изобретения является улучшение динамических характерис- . тик путем регулирования постоянной времени регулятора тока. С этой целью электропривод переменного тока снабжен блоком 30 адаптации регулятора тока, входами подключенного к выходам блока 22 задания режимов ра„„SU„„1431028 A 2 боты, которые определяют двигательный режим, генераторный режим с самовозбуждением и генераторный режим при нормальной схеме включения асинхронного двигателя 1, которые подключены к входам блока 24 управления коммутаторами 25 и 26 и блоком 27 разрешения управления моментом. Выход блока 30 подключен к одному из входов блока 9 регулирования тока с блоком 13 ограничения в цепи обратной связи. Второй вход блока 9 соединен с выходом блока 10 сравнения, в котором сравниваются сигналы, поступающие с выходов датчика 4 тока, включенного в цепь вентильного преобразователя 2 и инвертора 5, установленных в роторной цепи двигателя 1, с выходов регуляторов 11 и 1? момента и скорости.

Блок 30 обеспечивает настройку параметров блока 9 в соответствии с заданными режимами работы. 1 ил.

1431028

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов и машин с повышенными требованиями K динами5 ческим характеристикам и является до" полнительным изобретением к изобретению по авт.св. Р 1246326.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик пу- 1р тем регулирования постоянной времени регулятора тока.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого электропривода переменного тока. 15

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором„ в роторную цепь которого включен вентильный преобразователь 2, цепь выпрямленного 2р тока которого через сглаживающий дроссель 3 и датчик 4 тока соединена с мостовым тиристорным инвертором 5, ведомым сетью, датчик 6 скорости и датчик 7 момента, соеди- 25 ненные с валом электродвигателя. Управляющие входы мостового тиристорно" го инвертора 5 подключены к выходам блока 8 импульсно-фазового управления, вход которого соединен с выхо- 3р дом блока 9 регулирования тока, подключенного входом через первый блок

10 сравнения к выходам регулятора

11 момента, регулятора 12 скорости и датчика 4 тока. В цепи обратных связей блока 9 регулирования тока, регулятора 11 момента и регулятора 12 скорости включены первый 13, второй

14 и третий 15 блоки ограничения.

Регулятор 11 MQMeHTB Входом подклю 4р чен к выходу второго блока 16 сравнения, к входу которого подключены объединенные выходы первого блока 17 разрешения управления моментом и второго блока 18 разрешения управления моментом. Регулятор 12 скорости входом подключен к выходу третьего блока 19 сравнения, первый вход которого связан с выходом блока 20 разрешения управления скоростью, а второй вход — с выходом блока 21 управления сигналом обратной связи по скорости.

Кроме, того, электропривод содержит блок 22 задания режимов работы, блок

23 запрета сигналов, блок 24 управления коммутаторами, трехфазный 25, однофазный 26 и двухфазный 27 коммутаторы, задатчик 28 скорости и зядятчик 29 момента. Силовой вход трехфазного коммутатора 25 подключен к трехфязной сети переменного тока, а выход — к фазам статорной обмотки асинхронного электродвигателя 1; первая фаза статорной обмотки асинхронного двигателя 1 соединена через двухфазный коммутатор 27 с первым силовым выводом однофязного коммутатора 26 и с мостовым тиристорным инвертором 5, вторая фаза стяторной обмотки асинхронного электродвигателя 1 соединена через двухфазный коммутатор 27 с вторым силовым выводом однофазного коммутатора 26 и с вентильным преобразователем 2, Управляющие выводы трехфазного 25, однофазного 26 и двухфазного 27 коммутаторов связаны двусторонними связями

К1, К2, КЗ, соответственно с первым, вторым и третьим управляющими выводами блока 24 управления коммутаторами и односторонними связями с первым, вторым и третьим входами первого блока 17 разрешения управления моментом.

Кроме того, управляющие выводы трехфазного 25 и однофазного 26 коммутаторов подключены coîòâåòñòâåíно к первым и вторым входам второго блока 18 разрешения управления моментом, блока 20 разрешения управления скоростью и блока 23 запрета сигналов. Первый выход AO блока 22 задания режимов работы подключен к первому входу блока 21 управления сигналом обратной связи по скорости, второй выход (d блока 22 подключен к первому входу блока 24 управления коммутаторами и к третьему входу блока 20 разрешения управления скоростью, третий выход I блока 22 подключен к четвертому входу первого блока 17 разрешения управления моментом, к первому управляющему входу первого блока 13 ограничения, к третьему входу блока 23 запрета сигналов и к второму входу блока 24 управления коммутаторями, четвертый выход I < блокя 2? подключен к четвертому входу блока 23 запрета сигналов, к третьему входу второго блока 18 разрешения управления моментом и к третьему входу блока 24 управления коммутаторами, пятьп» выход Т блока

22 задания режимов ряботы подключен к пятому входу блока 23 запрета сигналов, к четвертому входу блока 24 управления коммутаторами и к второ1431028

50 му управляющему входу первого блока

13 ограничения. Пятый вход первого блока 17 разрешения управления моментом и четвертый вход второго блока 18 разрешения управления моментом объединены и подключены к выходу U задатчика 29 момента, а выходы первого 17 и второго 18 блоков разрешения управления моментом объединены и соединены с первым входом второго блока 16 сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика 7 момента. Первый и второй выходы блока 23 запрета сигналов подключены к второму У1 и третьему Y? входам блока 21 управления сигналом обратной связи по скорости, четвертый вход

Ug кбторого подключен к выходу датчика 6 скорости пятый вход D — - к выЭ 20 ходу блока 20 разрешения управления скоростью и к первому входу третьего блока 19 сравнения, а выход — к второму входу третьего блока 19 сравнения, четвертый вход блока 20 разреше- 25 ния управления скоростью подключен к задатчику 28 скорости.

Блок 17 разрешения управления мо--. ментом пропускает сигнал управления с задатчика 29 момента на второй блок 16 сравнения в режиме самовоз.— буждения асинхронного электродвигателя 1, а блок 18 разрешения управления моментом — при нормальной схеме включения асинхронного вентильного каскада. Блок 30 адаптации регулято35 ра тока формирует оптимальную настройку регулятора тока 9 путем коммутации RC-цепочек в соответствии с положением управляющего сигнала в 40 блоке 22 задания режима работы.

Сигналы с выходов блока 22 задают следующие режимы работы электропривода: с первого выхода — торможение на выбеге (AO), со второго выхода — дви- 45 гательный режим (@3 ) с третьего выхода — генераторный режим с самовозбуждением асинхронного двигателя (Т „), с четвертого выхода — генераторный режим при нормальной схеме включения (Ip,s), с пятого выхода— динамическое торможение (Т).

Блок 9 представляет из себя пропорционально-интегральный регулятор тока с изменяемой постоянной времени.

Основу ее составляет операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым входом блока через резисторы, причем последний может шунтироваться цепью из резистора и ключа. Выход А1 соединен с его инвертирующим входом через конденсатор и резисторы, причем последний может шунтироваться второй цепью из резистора и ключа. Причем

Ra

5

R gR з (R<+Rg) коммутация ключей

2 3 4: 5 осуществляется одновременно со второ

ro входа блока 9, в качестве ключей использованы оптронные транзисторы, R, Н,, Н,, R — величины сопротивлений указанных резисторов.

Блок 30 представляет из себя дешифратор с одним выходом, собранный на элементах ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Выход блока 30 соединен с входом 2 блока 9.

Электропривод работает следующим образом.

При включении питания в схему управления или при наличии управляющего сигнала на первом выходе блока 22 задания режимов работы двухфазный коммутатор 27 включен и угол р управления мостовым тиристорным инвертором 5 равен минимальной величине р

Для работы электропривода в режиме стабилизации скорости блок 22 задания

1 режимов работы устанавливают в положение, при котором имеет место сигнал на втором его выходе (MP. При этом через блок 24 включается трехфазный коммутатор 25, подключая статор асинхронного двигателя 1 в сети и разрешая блоку ?О пропустить сигнал управления ы на вход регулятора 12 ско" рости. Величиною U с задается нужная скорость привода. Если первоначальный режим электропривода — генераторный в нормальной схеме включения выше синхронной скорости, блок 22 задания режима работы ставят в положение управляющего сигнала на четвертом выходе (Тдц). В этом случае также через блок 24 замыкается коммутатор

25, запитывая двигатель 1 и разрешая блоку 18 пропустить сигнал управления U> на вход регулятора 11 момента. Из-за наличия на входе блока 20 комбинации сигналов 71ПУ2ЛВ, где

1 Т Т У2 Т К1 К3 П выходной сигнал блока 20; К1, К2, КЗ. — логические сигналы на выводах блока 24 управления коммутаторами

25-27 соответственно, блок 21 не пропускает сигнал U и нужный момент привода задают величиной U . Блок

1431028

13 в двигательном режиме и генераторном режиме при нормальной схеме включения ограничивает максимальный угол управления инвертором 5 на уровне д„,с = 93 эл.град.

При необходимости первоначального включения электропривода в генераторный режим работы с самовозбуждением асинхронного электродвигателя 10 блок 22 задания режимов работы выставляют в положение управляющего сигнала на третьем выходе (Ica„ ) ° Процесс самовозбуждения осуществляется ограничением угла управления н блоке 15

13 на уронне 3 «, = 93 эл.град., благодаря чему инвертор 5 на начальный период самовозбуждения переводится в выпрямительный режим, подпи-. тывая обмотку статора выпрямленным 20 током ротора, а после развития процесса самовозбуждения инвертор 5 вновь переводится в инверторный режим. При этом сигналом с блока 24 включается коммутатор 27 и отключа- 25 ется коммутатор 26, разрешая блоку 17 пропустить в схему регулирования сигнал задания момента И,ц.

В случае необходимости перехода из двигательного режима работы в 30 генераторный в нормальной схеме включения привода на скорости вьппе синхронной последовательность работы схемы следующая.

Блок 22 задания режимов работы пе- З5 ренодится н положение управляющего сигнала на четвертом выходе (I<> ), при этом закрывается блок 20 сигналами Ф, К1, К? и блок 21 сигналами

У1, 72, D, после чего блок 18 разрешает пропустить сигнал U на регулятор 11 момента. При этом коммутаторы 25 и ?6 включены, а коммутатор 27 отключен, состояние блока 13 не меняется. 45

При обратном переходе из генераторного режима (I g) в двигательный (ы ) необходимо выставить U = О, а блок 22 задания режимов работы перенести в положение управляющего сиг- 50 нала на втором выходе (ы,). .Тогда им.пульгы управления сетевым инвертором

5 уходят на, включаются блоки 20 и 21 и разрешают изменением И с установить необходимую скорость привода. Состояние блока 13 и коммутаторов 25-27 не меняется. Коммутаторы

25 и 26 включены, а коммутатор 27 отключен, Переход из двигательного режима в генераторный при самовозбуждении асинхронной машины следующий.

Блок 22 задания режимов переводят в положение управляющего сигнала на третьем выходе (I ). При этом блок

13 ограничения выставляет ограничение = 93 эл.град., закрываются блоки 20 и 21, управляющие импульсы устанавливаются н р „„, выключается коммутатор 25 и включается коммутатор 27, а при спадании тока ротора

I до нуля выключается коммутатор 26 и изменением П „ можно устанавливать нужный момент двигателя.

Обратный переход из генераторного режима с самовозбуждением в двигательный осуществляется следующим образом.

Блок ?2 задания режимов переводят в положение управляющего сигнала на втором выходе (a>), блок 13 переводится на ограничение

90 эл.град., управляющие импульсы блока 8 смещаются на p „„,, включается коммутатор 26, при спадании тока

Ig до нуля отключается коммутатор 27 и при включении коммутатора 25 выходные сигналы блоков 20 и 21 позноляют устанавливать нужную скорость электродвигателя изменением U, При переходе с двигательного режима в режим динамического торможения с самовозбуждением асинхронного двигателя блок ?2 задания режимов устанавливают в положение управляющего сигнала на пятом ныходе (Т), блоки

21 и ?О в начале закрываются, блок 13 переводится на ограничение

93 эл.град., управляющие импульсы на выходе блока 8 смещаются на р „ „, отключается коммутатор 25, включается коммутатор 27, лотом отключается коммутатор 26 сигналом, открывается блок 21, который ренерсирует полярность U . Торможение идет в режиме с токоограничения до тех пор пока U не станет равным нулю, далее сигналом с блока 24 отключается коммутатор 27.

Переход н двигательный режим из динамического торможения осуществляется переводом блока ?2 задания режимон работы н положение управляющего сигнала на втором выходе (ы,), блок

Г

13 переводится на „,„, = 9П эл.град., блок 21 закрывается, управляющие импульсы блока 8 смещаются на включается коммутатс р 26 и при дости028

8 его передаточная функция в новом режиме соответствовала по быстродействию настройке контура регулирования тока.

При работе электропривода в двига" тельном или генераторном режимах в нормальной схеме включения на выходах ю при I+> блока 22 имеется сигнал

"1", а на других выходах этого блока — "0". В этом случае сигнал на вы" ходе блока 30 единичный, и ключи блока 9 замкнуты, а постоянная времени регулятора тока соответствует параметрам электромагнитной цепи данных режимов.

1431

Ф о р м у л а изобретения

Составитель И.Волошиновский

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Редактор Т.Парфенова

Заказ 5349/54 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 жении I нуля отключается коммутатор

27 и включается коммутатор 25, открываются блоки 20 и 21, и появляется возможность с помощью П1с управлять скоростью двигателя.

При переходе из генераторного, режима с самонозбуждением асинхронного двигателя в динамическое торможение и обратно изменяется только источник задания тока, а коммутаторы

25-26 не переключаются, т.е. при динамическом торможении работает сигнал U< (блок 21 открыт и реверсирует сигнал обратной связи по скорости), а при генераторном режиме с самовозбуждением работают. П

Ям

Для. реализации отключения электродвигателя 1 в режиме выбега блок 22 задания режимов работы переводят 20 в положение управляющего сигнала на первом выходе (AO). При этом закрываются блоки 20, 21, 17 и. 18, управляющие импульсы блока 8 смещаются на р „„, причем при переходе из двига25 тельного режима и генераторного режима вьппе синхронной скорости при нормальной схеме включения отключается коммутатор 25, а при переходе из генераторного и тормозного режимов при самовозбуждении асинхронного двигателя при I = 0 отключается коммутатор 27, затем включается коммутатор

26 и привод останавливается.

Для создания режима стабилизации 35 тока необходимо коэффициент регулятора 11 сделать единичньм. Так как коммутаторы 26 и 27 отключаются в бестоковую паузу, их габариты уменьшаются. Блок 30 адаптации регулятора 40 тока коммутирует величины пропорциональной и интегральной частей регулятора тока 9 при переходе из двигательного или генераторного режимов в нормальной схеме в режимы самовоз- 45 буждения или динамического торможения и наоборот таким образом, чтобы

При работе электропривода в генераторном режиме с самовозбуждением или в режиме динамического торможения на выходе Ic или Т блока 22 появля-. ется сигнал "1", а на других его вы ходах — "0", В этом случае на выходе

I блока 30 сигнал "0", который выключает ключи блока 9, в результате чего увеличивается постоянная времени интегрирования и коэффициент передачи регулятора тока (блок 9).

Таким образом осуществляется адап тация настройки регулятора тока в зависимости от выбранного режима.

Электропривод переменного тока по авт.св. Р 1246326, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик путем регулирования постоянной времени регулятора тока, в него введен блок адаптации регулятора тока с четырьмя входами, которые соединены с соответствующими выходами блока задания режимов работы, блок регулирования тока снабжен вторым входом, к которому " присоединен выход блока адаптации регулятора тока.