Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в го рир-металлургической промышленности . Целью изобретения является повышение надежности втягивания двигателя в синхронизм при реализации промежуточного синхронного режима. С этой целью электропривод переменного тока снабжен управляемым ключом 42, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки 23 блока пуска 16. Регулятор 14 частоты скольжения снабжен дополнительным входом к которому через ключ 42 подключен выход источника 43 однополярного сигнала. Введение указанных элементов обеспечивает надежное втягивание асинхронного двигателя 1 в синхронизм, т.к. выходной сигнал на интервале времени втягивания двигателя 1 в синхронизм поступает через управляемый ключ 42 на вход регулятора 14 частоты скольжения и обеспечивает быстрое изменение его выходного сигнала от нуля до I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I (191 (11) (Я)4 Н02 Р 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6 1) 1345302 (21) 4267406/24-07 (22) 24.06.87 (46) 23.11.88. Бюл. У 43 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "X3M3" (72) В.А.Ерухимович и И.И.Эпштейн (53) 621.313.333(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1345302, кл. H 02 P 7/42, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в горно-металлургической промышленности. Целью изобретения является повышение надежности втягивания двигателя в синхронизм при реализации промежуточного синхронного режима. С этой целью электропривод переменного тока снабжен управляемым ключом 42, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки 23 блока пуска

16. Регулятор 14 частоты скольжения снабжен дополнительным входом к которому через ключ 42 подключен выход источника 43 однополярного сигнала.

Введение укаэанных элементов обеспечивает надежное втягивание асинхронного двигателя 1 в синхронизм, танк. выходной сигнал на интервале времени втягивания двигателя 1 в синхрониэм поступает через управляемый ключ 42 на вход регулятора 14 частоты скольжения и обеспечивает быстрое изменение его выходного сигнала от нуля до

1439728 уровня, задающего синхронную частоту скольжения. Частота скольжения двигателя 1 не успевает измениться под действием тормозящего момента нагрузИзобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу переменного тока на базе машины двойного питания с непосредственным преобразователем частоты в цепи ротора, может быть использовано в механизмах, требующих высоких динамических свойств и повышенной надежности, например, в горно-металлургичес- 10 кой промьппленности при регулировании числа оборотов ротора относительно синхронной скорости питающего поля, и является усовершенствованием устройства по авт. св. У 1345302. 15

Целью изобретения является обеспечение повьппения надежного втягивания двигателя в синхронизм при реализации промежуточного синхронного режима. 20

На чертеже представлена функциональная схема электропривода переменного тока.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1 с фаз- 25 ным ротором, подключенным к выходам регулируемого источника 2 тока, выполненного с последовательно соединенными блоком 3 импульсно-фазового управления, управляемым ключом 4 и 30 преобразователем 5 частоты с непосредственной связью, блок 6 прямого преобразования координат, подключенный выходами к управляющим входам регулируемого источника 2 тока, блок 7 обратного преобразования координат, подключенный входами к выходам датчиков фазных токов 8 и напряжений 9 статора, формирователь 10 сигналов задания активного и реактивного то- 40

1 ков ротора с регулятором 11 частоты вращения ротора и регулятором 12 реактивного тока статора, фазовый дискриминатор 13 с пропорциональноинтегральным регулятором 14 частоты скольжения на выходе, формирователь ки двигателя 1 за то же время до синхронной частоты скольжения, а это гарантирует надежное втягивание двигателя в синхронизм. 1 ил.

15 гармонических функций, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора 13, а выходы подключены к опорным входам блока 6 прямого преобразования координат, блок 16 пуска, выполненный с тремя управляемыми ключами 17-19, источником 20 постоянного сигнала, ограничителем 21 уровня сигнала, определителем 22 начального скольжения и блоком 23 задержки, вход которого образует вход блока 16 пуска и соединен с вводом 24 для сигнала пуска, с управляющим входом управляемых ключей 4 и 1?. Выходы первого управляемого ключа 17, образующие первый и второй выходы блока 16 пуска, подключены соответственно к входу и выходу пропорционально-интегрального регулятора 14 частоты скольжения и к выходам ограничителя 21 уровня сигнала, первый вход которого подключен к выходу определителя 22 начального скольжения, а второй вход объединен с управляющим входом второго управляемого ключа 18, с управляющим входом третьего управляемого ключа 19 блока 16 пуска и подключен к выходу блока 23 задержки. Выходы управляемого ключа 18, образующие третий и четвертый выходы блока 16 пуска, подключены соответственно к входу и выходу регулятора 11 частоты вращения ротора, выходы третьего управляемого ключа 19, образующие пятый и шестой выходы блока 16 пуска, псдключены соответственно к входу и выходу регулятора 12 реактивного тока статора.

Первый и второй входы фазового дискриминатора 13 подключены к одноименным выходам блока 7 обратного преоб разования координат, а третий вход фазового дискриминатора 13 и первый управляющий вход блока 6 прямого преобразования координат подключены к первому выходу формирователя 10 сиг) 439728 налов задания активного и реактивного токов ротора, второй выход которого подключен к второму управляющему входу блока 6 прямого преобразова5 теля координат, а первый и второй входы формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора подключены соответственно к третьему выходу блока 7 обратного преоб-10 разования координат и к выходу фазового дискриминатора 13.

Электропривод переменного тока содержит, кроме того, элемент 25 задержки, трехфазный контактор 26, блок

27 роторных сопротивлений. Вход блока 23 задержки объединен с входом элемента 25 задержки, выход которого соединен с управляющим входом трех- 2р фазного размыкателя 26, подключенного первым входом к обмоткам ротора, а вторым входом — к блоку 27 роторных резисторов, Входящий в состав формирователя 10 сигналов задания 25 активного и реактивного токов ротора сумматор 28 включен по первому входу и выходу между выходом регулятора 1.2 реактивного тока статора и вторым выходом формирователя IO. Второй вход 30 сумматора 28 соединен с выходом источника 20 постоянного сигнала блока

16 пуска.

Электропривод переменного тока содержит, кроме того, управляемыи ключ 35

29, блок 30 памяти и сумматор 31, включенный по первому входу и выходу между первым выходом формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора и первым 4р управляющим входом блока б прямого преобразования координат, второй вход сумматора 3! соединен с выходом блока 30 памяти, вход которого через управляемый ключ 29 подключен к пер- 45 вому выходу блока 7 обратного преобразования координат, управляющий вход управляемого ключа 29 соединен с вводом 24 для сигнала пуска. Входы блока 3 импульсно-фазового управления в 5р регулируемом источнике 2 тока подключены к выходу регулятора 32 фазных токов и к выходу блока 33 компенсации. На входе регулятора 32 фазных токов включен элемент 34 сравнения, первый вход которого образуе управляющий вход регулируемого источника

2 тока, а второй вход подключен к выходу датчика 35 фазных токов ротора.

На вход регулятора 11 частоты вращения ротора подключен элемент 36

I I сравнения, а на вход регулятора ) 2 реактивного тока статора — элемент 37 сравнения. К выходу регулятора 11 частоты вращения ротора подключен блок 38 деления, другой вход которого соединен с выходом определителя

39 потокосцепления. Выходы обратной связи элементов 37 и 36 сравнения и входы определителя 39 потокосцепления образуют соответственно первый— четвертый входы формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, первый и второй выходы которого образованы выходом блока 38 деления и выходом сумматора 28.

К входу пропорционально-интегрального регулятора 14 частоты скольжения в фазовом дискриминаторе 13 подключен блок 40 деления, соединенный входом с выходом элемента 41 сравнения. Один из входов элемента 41 сравнения и другой вход блока 40 деления образуют первый и второй входы фазового дискриминатора 13. Другой вход элемента 41 сравнения образует третий вход фазового дискриминатора 13.

В электропривод переменного тока введены дополнительный управляемый ключ 42, соединенный управляющим входом с выходом блока 23 задержки, и источник 43 однополярного сигнала, подключенный через дополнительный управляемый ключ 42 к дополнительному входу регулятора 14 частоты скольжеКИЯ е

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Для качественного подключения преобразователя 5 частоты с непосредственной связью к вращающемуся асинхронному электродвигателю 1 с фазным ротором необходимо, чтобы в момент подключения вектор выходного напряжения преобразователя был сориентирован определенным образом относительно вектора ЭДС ротора. В противном случае при случайной ориентации указанного вектора возможны недопустимо большие броски тока в момент подключения преобразователя 5 частоты с непосредственной связью к ротору.

Требование по ориентации векторов выполняется в электроприводе реализацией промежуточного синхронного режима работы электродвигателя 1 с после1439728 дующим автоматическим переходом к регулируемому режиму работы. Для этого по сигналу пуска, поступающему на ввод 24, выходы преобразователя 5 частоты с непосредственной связью подключаются к ротору и на протяжении времени d t формируется неизменной частоты выходной ток преобразова— теля. За время t электродвигатель 1 втягивается в синхронизм и векторы оказываются сориентированы необходимым образом.

Для того, чтобы не возникало перенапряжений в цепях ротора при размыкании контактора, закорачивающего ротор в нерегулируемом режиме работы (не показан), в электроприводе используется блок 27 роторных сопротивлений, подключенный в нерегулируемом режиме через трехфазный контактор 26 к ротору. Пока ротор закорочен контактором, блок 17 роторных сопротив— лений в работе не участвует, зато при размыкании контактора ток ротора поступает в роторные сопротивления блока 27 и перенапряжение не возникает. После размыкания контактора в ротор подается выходной ток преобразователя 5 частоты с непосредственной связью, Этим током электродвигатель

1 втягивается в синхронизм за время не более:2 С (время элемента 25 задержки), в результате чего направление вектора указанного тока становится согласным направлению вектора тока ротора. Теперь можно отключать от ротора роторные сопротивления блока

27 без каких-либо перенапряжений в цепях ротора. Это осуществляется размыканием трехфазного контактора 26, на управляющий вход которого поступает задержанный на время at„ элементом 26 задержки сигнал пуска.

Отключение роторных сопротивлений блока 27 от ротора приводит к изменению величины тока ротора, в результате чего возникают затухающие колебания тока ротора, вызванные выпаданием электродвигателя 1 из синхронизма.

Колебания затухают при повторном втягивании электродвигателя l в синхронизм, для обеспечения которого с выхода преобразователя 5 частоты с непосредственной связью на протяжении интервала времени at после отключения роторных сопротивлений блока 27 от ротора продолжает поступать ток прежней частоты. Формирование выходного тока данной частоты преобр азов ателем 5 частоты с непосредственной связью осуществляется на интервале времени (pt, + a t ) .с помощью блока

23 задержки. По выходному сигналу блока 23 задержки на интервале времени (Dt, + ht ) после поступления сиг10 нала пуска осуществляется закорачивание управляемыми ключами 18 и 19 регулятора 11 частоты вращения ротора и регулятора 12 реактивного тока статора, а также ограничение выходного !

6 сигнала пропорционально-интегрального регулятора 14 частоты скольжения ограничителем 21 уровня сигнала.

По окончании интервала времени (!t< + 8t ) после поступления сигна20 ла пуска выходной сигнал блока 23 задержки изменяется и электропривод переходит в регулируемый режим рабоТЫ е

Для надежного втягивания двигате25 ля в синхронизм при реализации его промежуточного синхронного режима работы выходная частота регулируемого источника тока на интервале времени втягивания двигателя в синхронизм

30 должна быть несколько больней, чем частота скольжения двигателя в момент подключения к ротору преобразователя 5 частоты с непосредственной связью, Выходная частота преобразователя

5 частоты с непосредственной связью задается выходным сигналом пропорцио— нально-интегрального регулятора 14 частоты скольжения. Выходной сигнаЛ последнего изменяется после размыкания управляемого ключа !7 от нулево E го значения до уровня, задаваемого ограничителем 21 уровня сигнала, Темп изменения данного сигнала должен bblTb достаточно высоким, чтобы к моменту выхода его на уровень, задаваемый ограничителем 21 уровня сигнала, частота скольжения двигателя не успела бы существенно измениться и была бы меньше выходной частоты преобразователя 5 частоты с непосредственной связью. Иначе двигатель может не втянуться в сннхронизм. В предлагаемом электроприводе переменного тока высокий темп изменения выходного сигнала пропорционально-интегрального регулятора 14 частоты скольжения обеспечивается поступающим на его вход через дополнительный управляемый ключ 42

28 8

Формула изобретения

Составитель А.Жилин

Техред М.Дидык

Редактор Л.Гратилло

Корректор Н.Король

Заказ 6088/55 Тираж 584 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.

7 14397 выходным сигналом источника 43 однополярного сигнала. При переходе электропривода к регулируемому режиму работы дополнительный управляемый ключ размыкается и сигнал с источника 43 однополярного сигнала на вход пропорционально-интегрального регулятора

14 частоты скольжения не поступает.

Таким образом благодаря введению 10 в электропривод переменного тока дополнительного управляемого ключа 42 и источника 43 однополярного сигнала обеспечивается надежное втягивание двигателя в синхронизм при реализа- IS ции промежуточного синхронного режима работы двигателя, что определяет повышение качества работы в сравнении с известным решением, Электропривод переменного тока по авт. св. Ф 1345302, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения повышения надежного втягивания двигателя в синхронизм при реализации промежуточного синхронного режима работы, введены дополнительный управляемый ключ и источник однополярного сигнала, а регулятор частоты скольжения снабжен дополнительным входом, подключенным через дополнительный управляемый ключ к выходу источника однополярного сигнала, при этом управляющий вход дополнительного управляемого ключа соединен с выходом элемента задержки блока пуска.