Электропривод переменного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4210173/24-07 (22) 12.03,87 (46) 07.12.88. Бюл. У 45 (72) Е.E.Øîðíèêîâ, А.И.Галантэ, В.В.Осипов и В.Н.Цимбаленко (53) 62-83:621.313.333.072.9 (088.8) (56) Справочник по преобразовательной технике./ Под ред. И.М.Чиженко. — Киев:

Техника, 1978,с. 244.

Заявка Японии В 59-28152, кл. Н 02 Р 7/62 1984. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повыщение надежности злектропривода.

С этой целью электропривод переменного тока снабжен электронными ключами

6.1-6.6, каждый из которых установлен между соответствующими управляющим входом инвертора 2 и выходом блока 7 управления инвертором 2, подключенным к статорным обмоткам асинхронного двигателя 5. Питание двигателя осуществляется через выпрямитель 3, трехфазный раэмыкатель 21 от генератора 4 переменного тока. В электропривод введены компараторы 13, 20, сглаживающие фильтры 12, 15 прецизионный выпрямитель 11, узел 10 гальванической развязки, генератор 9 прямоугольных импульсов. Выход компаратора 13 подключен к управляющим входам ключей

6.1-6.6 и через фильтр 15 к входам интегратора 17 и нуль-органа 16, выход которого соединен с входом сброса интегратора 17. Первый вход компаратора 13 через фильтр 12 соединен с выходом выпрямителя 11, второй вход компаратора 13 соединен с выходом задатчика 14 уровня ограничения тока и первым входом сумматора 18, второй вход которого подключен к задатчику

19 времени срабатывания. Выход сумматора 18 соединен с первым входом компаратора 20, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к управляющему входу раэмыкателя 21 ° Входы узла 10 соединены соответственно с выходами датчика 8 С тока инвертора и генератора 9, а его выход — с входом выпрямителя 11. В электроприволе обеспечиваются релейный автоколебательный процесс ограничения тока в силовых транзисторных р ключах 1.1-1.6 инвертора 2 на задан- © ном уровне и анализ времени ограничения тока с последующим отключением инвертора 2 от генератора 4. 1 ил.

4ь

1443074

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронным электродвигателем, питаемым от транзис1торного инвертара с широтно-импульсным принципом изменения частоты, в тех случаях, когда возникают броски тока при перегрузках на валу. !

Целью изобретения является повышение надежности работы при перегрузках.

На чертеже приведена схема электропривада переменного тока.

Электропривод переменного тока со- 15 держит силовые транзисторные ключи

1.1-1.6, образующие транзисторный инвертор 2, силовым входом связанный с выходом выпрямителя 3, который связан с трехфазным генератором 4 переменного,0 напряжения, трехфазный асинхронный электродвигатель 5, обмотка статора которого подключена к выходу транзисторного инвертора 2. силовые транзисторные ключи 1.1-1.6 которого через соответствующие электронные ключи б. 1-6.6 связаны с вьгходами блока 7 управления инвертаром, В цепь выпрямленного тока включен датчик 8 тока.

Генератор 9 прямоугольных импульсов соединен с одним входом узла 10 гальванической развязки, другой вход которого соединен с выходом датчика 8 тока, а выход соединен с входом прецизионного выпрямителя 11, выход которого соединен через первый сглаживаю.3S щий фильтр 12 с первым входом компаратора 13, выход которого соединен с каждым из управляющих входов электронных ключей 6.1-6.6. Задатчик 14 уровня ограничения тока соединен с вторым входом кампаратора 13, вьгход которого через второй сглаживающий фильтр 15 соединен с входом нуль-органа 16 и интегратора 17 со сбросом. Выход задатчика 14 уровня ограничения тока соединен вьгходом с одним входом сумматора 18, второй вход которого соединен с задатчиком 19 времени срабатывания выход которого соединен с одУ

50 ним входом второго компаратара 20,,цругой вход которого соединен с выходом интегратора 17, вход сброса которого соединен с выходом нуль-органа

16. Выход компаратара 20 соединен с управляющим входом трехфазного размы» 55 кателя 21, через который вход выпрямителя 3 связан с выходом генератора

4 переменного напряжения.

Электропривад переменного тока функционирует следующим образам.

При нормальной работе системы транзисторный инвертар 2 выпрямитель 3 — трехфазный генератор 4 переменного напряжения ток от трехфазного генератора 4 переменного напряжения течет через трехфазный размыкатель

21, выпрямитель 3, датчик 8 тока, нижние силовые транзисторные ключи

1.2, 1.4 или 1.6 транзисторного инвертора 2, трехфазный асинхронный ,электродвигатель 5 и верхние силовые транзисторные ключи 1.1, 1.3 или 1.5 транзисторного инвертара 2. Напряжение, пропорциональное току электродвигателя 5, протекающего через транзисторный инвертор 2, снимается с датчика 8 тока и через узел 10 гальванической развязки, прецизионный выпрямитель и сглаживающий фильтр 12 подается на компаратор 13 с регулируемым задатчиком 14 уровня ограничения тока порогом срабатывания. Узел 10 гальванической развязки необходим для развязки высокого потенциала на шине

"Плюс" выпрямителя от низкого потенциала управляющей части транзисторного инвертора 2. Напряжение с датчика

8 тока модулирует высокочастотное напряжение с выхода генератора 9 прямоугольных импульсов, частота которого составляет, например, 10000 Гц. На выходе узла 10 гальванической развязки получается двухпалярный модулированный сигнал, амплитуда которого пропорциональна напряжению, снимаемому с датчика 8 тока. После выпрямления прецизионным выпрямителем 11 и сглаживания сглаживающим фильтром 12 однополярный сигнал, пропорциональный величине тока электродвигателя„ поступает на первый вход компаратора

13, С компаратора 13 релейный сигнал поступает на первые управляющие входы электронных ключей 6 (6.1 — 6.6), которые управляют прохождением сигнала от схемы управления инвертором

7 на силовые транзисторные ключи

1.1 — 1.6 транзисторного инвертара 2.

При перегрузке двигателя на валу возникает выброс тока, измеряемый датчиком 8 тока. При этом напряжение на первом входе компаратора 13 превышает порог срабатывания, задаваемый задатчиком 14 уровня ограничения тока, настроенным на. допустимую величину, меньшую аварийного тока, компа1443074

40 ратор 13 срабатывает и выцает сигнал закрытия на электронные ключи 6, которые снимают управляющий сиГнал с силовых транзисторных ключей 1. 1

1.6 транзисторного инвертора 2, Аварийный ток резко уменьшается и компа" ратор 13 возвращается в исходное состояние, снимая при этом сигнал закрытия с электронных ключей 6. В результате этого в замкнутом контуре, образованном датчиком 8 тока, силовыми транзисторными ключами 1.1 — 1.6, выпрямителем 3, трехфазным размыкателем 21 и трехфазным генератором 4 пе- 15 ременного напряжения, происходит автоколебательный процесс с высокой частотой, например, 3000 Гц ограниче. ния аварийного тока транзисторного инвертора 2 на уровне, заданном за20 ,цатчиком 14 уровня ограничения тока.

Продолжительное (более 3-5 с) протекание через силовые транзисторные ключи 1.1 — 1.5 транзисторного инвертора 2 тока ограничения, имеющего обычно величину 0,7 — 0,9 от максимально допустимой величины тока транзисторного инвертора 2, с частотой коммутации, равной частоте автоколебаний в контуре ограничения тока, Ъ л0 например, 3000 Гц может привести к разогреву силовых транзисторных ключей 1. 1 — 1.6 и к их тепловому пробою.

Для ограничения длительности работы устройства токоограничения на уровне 3 — 5 с при аварийных ситуаци35 ях электропривод переменного тока содержит контур ограничения времени работы устройства токоограничения с последующим отключением (например, через 3 — 5 с) транзисторного инвертора 2 от трехфазного генератора 4 переменного напряжения, состоящий из сглаживающего фильтра 15, нуль-органа

16, интегратора 17 со сбросом, сумматора 18, компаратора 20, задатчика 19 времени срабатывания и трехфазного размыкателя 21.

При аварийной ситуации в работе электродвигателя 5 релейный сигнал с компаратора 13 с частотой, например, 50

3000 Гц сглаживается сглаживающим фильтром 15 и поступает на вход нульоргана 16 и на вход интегратора 17.

В отсутствии сигнала на выходе сглаживающего фильтра 15 нуль-орган выдает сигнал на вход "Сброс" интегратора

17, в результате чего интегрирующая емкость зашунтирована низким омическим сопротивлением и напряжение на выходе интегратора 17 отсутствует.

При появлении напряжения на выходе сглаживающего фильтра 15 нуль-орган

16 снимает сигнал "Сброс" с интегратора 17, который начинает интегрировать входное напряжение с заданной постоянной времени.

Напряжение с выхода интегратора 17 поступает на первый вход компаратора

20, на второй вход которого поступает напряжение с выхода сумматора 18, которое определяет порог срабатывания компаратора 20, т.е. время срабатывания устройства ограничения времени работы устройства. токоограничения.

Напряжение, формируемое сумматором 18, зависит от начальной уставки Времени, задаваемой задатчиком 19 времени срабатывания, а также от величины уровня ограничения тока. Начальная уставка времени срабатывания устройства выставляется задатчиком 19 времени срабатывания, например 3 — 5 с, при уровне ограничения тока, задаваемом задатчиком 14 уровня ограничения тока, равном 0,7 от максимально допустимого тока для силовых транзисторных ключей 1.1 — 1,7 транзисторного инвертора 2.

При увеличении уровня токоограничения больше 0,7 от максимально допустимого тока для силовых транзисторных ключей 1.1 — 1.6 транзисторного инвертора 2 время работы устройства пропорционально уменьшается т.е.уменьшается порог срабатывания компаратора

20.При нревышении сигналом с интегратора со сбросом 17 порога срабатывания компаратора 20 последний срабатывает и выдает сигнал »а управляющий вход трехфазного размыкателя 21, который отключает транзисторньп инвертор 2 от трехфазного генератора 4 переменного напряжения.

Таким образом, повышение надежности электропривода переменного тока при перегрузках осуществляется за счет релейного автоколебательного процесса ограничения тока в силовых транзисторных ключах транзисторного инвертора на заданном уровне, а также введением узла анализа времени работы устр йства ограничения тока с последующим отключением транзисторного инвертора от трехфазного генератора переменного напряжения.

43074

Составитель И.Волошиновский

Техред Л.Сердюкова

Редактор О.Головач

Корректор И.Муска

Подписное

Заказ б391(50 Тираж 651

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

5 14

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный двигатель, подключенный выводами об" мотки статора к выходу мостового транзисторного инвертора с широтноимпульсной модуляцией, управляющие входы которого связаны. с соответствующими выходами блока управления инвертором, выпрямителЮ, силовой вход которого подключен к управлякнпему трехфазному размыкателю, а выход через датчик тока соединен с силовым входом инвертора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности работы при перегрузках, в него введены генератор прямоугольных импульсов, узел гальванической развязки, прецизионный выпрямитель, два сглаживающих фильтра, два компаратора, задатчик уровня ограничения тока, нуль-орган, интегратор со сбросом, сумматор, задатчик времени срабатывания и шесть электронных ключей с управляющими входами, которые соединены между собой параллельно и подключены к выходу первого компаратора, каждый из указанных ключей установлен между соответствующими управляющими входом и выходом блока управления .инвертором, первый вход первого компаратора через первый сглаживающий фильтр подключен к выходу прецизионного выпрямителя, вход которого соединен с выходом узла гальванической развязки, информационный

10 вход которого подключен к выходу датчика тока, а опорный вход — к выходу генератора прямоугольных импульсов, второй вход первого компаратора соединен с выходом эадатчика уровня or1 раничения тока, выход второго компаратора связан с управляющим входом трехфазного размыкателя, выход первого компаратора через второй сглаживающий фильтр соединен с входами нуль-органа щ и интегратора со сбросом соответственно, выход нуль-органа соединен с входом сброса интеграторов, выход которо" . го соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого

2b подключен к выходу сумматора, один вход которого соединен с выходом задатчика уровня ограничения тока, а другой вход — с выходом задатчика времени срабатывания. . j