Частотно-регулируемый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках и конвейерных линиях. Целью изобретения является повышение перегрузочной способности электропривода при изменяющемся количестве работающих электродвигателей . Частотно-регулируемый электропривод содержит п асинхронных двигателей 5,...5„, статорные обмотки которых через инвертор 3 напряжения, фильтр 2 и выпрямитель 1 подключены

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО).))ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ц)) 4 Н 02 Р 7/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

26

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ПЧНТ СССР (2) ) 4140901/24-07 (22) 29.10.86 (46) 30.01.89. Бюл. )) 4 (7)) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева (72) Г.И.Бабокин (53) 62.83:621.3)3.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 799095, кл. Н 02 P 7/74, 1981.

Техническое описание электроприподо-комплектного тиристорного ЭКТI60/380 УХЛ4, .1981 12, 31, 49-62.

„„Я0„, 1455381 А1 (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЬ)И ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках и конвейерных линиях. Целью изобретения является повышение перегрузочной способности электропривода при изменяющемся количестве работающих электродвигателей. Частотно-регулируемый электропривод содержит п асинхронных двига— телей 5, ...5„, статорные обмотки которых через инвертор 3 чапряжения, фильтр 2 и выпрямитель 1 подключены

1455381 к питающей сети. Выпрямитель 1 снабж н блоком 6 управления, вход котор го соединен с выходом регулятора ,8 тока. Вход регулятора 8 подключен к выходу блока 13 сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами датчика 11 тока на входе выпрямителя 1 и регулятора 9 ЭДС, входом соединенного с выходом блока 14 равнения. Один вход блока 14 и вход ,лока 7 управления инвертором 3 подлючены к задатчику интенсивности 10. торой вход блока 14 подключен к вы-,. оду блока 12 измерения внутренней

ДС. Блок 12 содержит модели 18, 19, 0 фаэных цепей статорных обмоток синхронных двигателей. Каждая модель

ыполнена в виде Параллельных цепоек, включающих резисторы 28 д ...28„д, ндуктивности 29 „ 29„д и управляеИзобретение относится к электро гехнике и может быть использовано ля управления частотно-регулируемыи электроприводами металлорежущих танков, выемочных машин, конвейерых линий и тд, Цель изобретения — повышение переруэочной способности электропривода при изменяющемся количестве работаю1цих электродвигателей.

На чертеже представлена функцио нальная схема электропривода.

Частотно-регулируемый электропривод содержит последовательно соединенные между собой управляемый выпрямитель 1, фильтр 2, инвертор 3 напряжения, выход которого через коммутаторы 4,,4 ...4 „ подключен к и асинхронным электродвигателям 5,5 ...5„, блок 6 управления выпрямителем и блок 7 управления инвертором, / выходом подключенные соответственно к выпрямителю 1 и инвертору 3 напряжения. Электропривод включает регу- 25 лятор 8 тока, регулятор 9 ЭДС, задатчик 10 интенсивности, .выход которого присоединен к блоку 7 управления инвертором, датчик 11 входной цепи, выпрямителя, блок 1 2 измерения внутрен- 30 ней ЭДС, первый 13 и второй 14 блоки мые ключи 27«...27„д . Ключи управляются блоками 26 „... 26„, входы кото- рых соединены с выходами датчиков

25„...25„ контроля работы асинхронных двигателей. При изменяющемся количестве работающих асинхронных двигателей по сигналам датчиков 25 блоки управления 26 изменяют состав моделей в каждой фазе. Вследствие этого измеряемая внутренняя ЭДС двигателей всегда соответствует фактической ЭДС группы работающих двигателей. Сигнал, пропорциональный внутренней ЭЦС, получается на выходе сумматора 24 блока 12. Отношение внутренней ЭДС дви1 гателей к основной частоте вращения поля статора, задаваемой задатчиком интенсивности, поддерживается постоянным независимо от числа работающих двигателей. 1 ил. сравнения. Выход регулятора 8 тока присоединен к входу блока 6 управления, к входу регулятора 8 тока присоединен выход первого блока 13 сравнения, к первому входу которого при соединен выход регулятора 9 ЭДС, а к второму — выход датчика 1 1 тока входной цепи управляющего выпрямителя.

Выход второго блока 14 сравнения присоединен к входу регулятора 9 ЭДС, первый его вход присоединен к выходу задатчика 10 интенсивности, а второй — к выходу блока 12 измерения внутренней ЭДС электродвигателей.

Блок 12 измерения внутренней ЭДС и асинхронных двигателей включает три однофаэных трансформатора 15,16, 17 тока, модели цепи фаз статорной обмотки асинхронных двигателей 18, 19, 20, первый 21 и второй 22 выпрямители, трехфазный трансформатор 23 и сумматор 24. Первичные обмотки трансформаторов 15, 16,17 тока включены в цепи соответствующих фаз общей цепи питания и асинхронных двигателей.

Кроме того, электропривод содер жит и датчиков 25,-25„ контроля работы асинхронных электродвигателей, и блоков управления ключами 26,,26 —

145538) цепи исключаются соответствующие нетви с сопротивлениями z„.

Таким образом, фазная модель 18, 19, 20 статорной цепи электродвига5 телей при изменяющемся количестве работающих электродвигателей автоматически изменяется и всегда соответствует параметрам фактической статорной цепи и работающих двигателей. Вследствие этого измеряемая внутренняя

ЭДС двигателей всегда соответствует фактической ЭДС группы работающих электродвигателей. Сигнал, пропорциональный внутренней ЭДС, получается на выходе сумматора 24, выполняющего операцию в соответствии с формулой (1) .

Отношение внутренней ЭДС электродвигателей к основной частоте враще- 20 ния поля статора у данного устройства автоматически поддерживается пос тоянным не зависимо о т числа подключенных к инвертору 3 электродвигателей, и поэтому перегрузочная способ — 25 ность электропривода и его моментные характеристики выше, чем у прототипа, что позволяет повысить производительность электропривода.

Таким образом, введение датчиков gp контроля работы механизмов, управляемых ключей и блоков управления ключами, а также выполнение фазной модели статорной цепи в виде параллельного соединения ветвей содержащих после 35 довательно соединенные резистор,катушка индуктивности и управляемый от датчиков контроля работы электродвигателей ключ, позволили обеспечить более точное измерение внутренней 4О

ЭДС при изменении количества подключенных к инвертору напряжения электроднйгателей и за счет этого по сравнению с базовым устройством повысить перегрузочную способность и произно- 45 дительность электропривода.

Формула изобретения

Частотно-регулируемый электропри50 вод, содержащий и асинхронных двигателей, последовательно соединенные между собой управляемый выпрямитель, фильтр и инвертор напряжения, выход которого через коммутаторы подключен к статорным обмоткам и асинхронных двигателей, блок управления выпрямителем, блок управления инвертором, входом подключенный к выкоду задатчика интенсивности, регулятор тока, выход которого соединен с входом блока управления выпрямителем, регулятор

ЭДС, первый блок сравнения, первый вход которого соединен с ныходом регулятора ЭДС, а второй вход — с выходом датчика тока входной цепи управляемого выпрямителя, блок измерения внутренней ЭДС и асинхронных двигателей, который составлен из трех од— нофазных трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в цепь соответствующих фаз статорной обмотки асинхронных двигателей, трехфазного трансформатора напряжения и моделей цепи фаз статорной обмотки асинхронных двигателей, каждая иэ которых выполнена в виде цепочки последовательно соединенных между собой резистора и катушки индуктинности, первые выводы указанных цепочек моделей ипервые выводы Bторичныхобмоток однофазных трансформаторов тока объединены в общую точку, двух выпрямителей и сумматора, входы которого соединены с выходами указанных выпрямителей, а выход сумматора образует выход блока измерения внутренней ЭЦС, входы первого выпрямителя соединены с вторичной обмоткой трехфазного трансформатора напряжения, первичная обмотка которого подключена к выходу инвертора напряжения, первый вход второго выпрямителя соединен с одним из выводов цепи модели соответстнующей фазы статорной обмотки асинхронного дьигателя и одним из выводов вторичной обмотки однофаэного трансформатора тока этой же фазы, второй элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика интенсивности, а второй вход — с выходом блока измерения внутренней ЭДС двигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности электропривода при изменяющемся количестве работающих асинхронных двигателей, введены и датчиков контроля работы асинхронных двигателей, 3п управляемых клю— чей и и блоков управления введенных ключей, вход каждого из которых соединен с выходом одного из и упомяну-. тых датчиков контроля, а модель соответствующей фазы статорной обмотки одного из двигателей снабжена и-1 цепочками, выполненными аналогично основной цепочки этой модели, каждый равны где R,, R ...R„; L„, . ... . „- активное сопротивление резистора 28 и индуктивность катушки 29 фазы асинхронных электродвигателей; ц — круговая частота основной гармоники напряжения инвертора 3.

Если и-й двигатель 5 подключен и с помощью соответствующего коммутатора 4 к выходу инвертора 3 напряжения и работает, то на выходе соот- . ветствующего датчика 25„ контроля работы двигателя появляется сигнал, который через соответствующий блок

26„ управления открывает соответст- вующие управляемые ключи 27„, 2?яз, 27 „ и фазная модель 18, 1 9, 20 статорной цепи электродвигателя включает параллельно соединенные ветви, соответствующие только тем электродвигателям, которые находятся в работе.

Если и-й электродвигатель отключен, то сигнал на выходе соответствующего датчика 25„ контроля работы отсутствует и соответствующие управляемые ключи 27„, 27„< 2?пс закрыты, из фазной модели 18, 19, 20 статорной

3 145538

26„. ":! цель цепи фазы статорной обмотки каждого электродвигателя выполнена в виде цепочки последовательно соединенных управляемого ключа 27,< .. ... 27„„,27„ ... 27„,, 27 „... 27„,, резистора 28„...28 „д (фаза A), 28„в... ...28„ (фаза В), 28«...28„с (фаза катушки индуктивности 29 „д... 29«, 29 а. 29ng 9,с .. 29 рс 1О

Трехфазный трансформатор 23 входом подключен к выходу инвертора 3, а выходом через выпрямитель 21 — к первому входу сумматора 24. Первые выводы соответствующих цепочек 28, 29, 27 объединены с первыми выводами однофазных трансформаторов 15,,16,,1? в общую точку, а вторые выводы цепочек

28, 29, 27 и вторичной обмотки соответствующего этой модели трансформато-20 ра тока 15,16,17 объединены и присоединены к соответствующим входам второго выпрямителя 22, выход которого присоединен к второму входу сумматора

24. Выход сумматора 24 образует вы- 25 ход блока 12 измерения внутренней

ЭДС и асинхронных электродвигателей и присоединен к входу второго блока

14 сравнения. Управляемые входы управляемых ключей 27 « ...2?„д, 27,8 ... 30

27ns 27« ° ° 27nc через блоки

26,, 26 ...26n упра 1ения ключами присоединены к выходам датчиков 25,, 25 ... 25„режима работы и асинхронных двигателей 5„, 5 ... 5„.

Устройство работает след ющим образом.

На вход задатчика 10 интенсивности поступает сигнал управления U, который через блок 7 управления инвертором 40 определяет частоту поля статора асинхронных двигателей 5,, 5 ...5„,и является заданием ЭДС электродвигателей на первом входе второго блока 4 сравнения. На другой вход блока 14 4> сравнения поступает сигнал с выхода блока 12 измерения ЭДС асинхронных двигателей. При этом сигнал с выхода второго блока !4 сравнения с помощью регулятора 9 ЭДС и регулятора 8 тока, воздействуя на управляемый выпрямитель 1 через блок 6 управления выпрямителем, устанавливает напряжение на выходе инвертора 3 напряжения и величину внутренней .ЭДС асинхронных дви" гателей. Электропривод работает с поддержанием отношения внутренней

ЭДС к частоте поля статора постоянным

4

Блок 12 измерения внутренней ЭЦС двигателей определяет величину внутренней ЭДС электродвигателей по урав1 нению ЭКЮ (1) где U„- напряжение на выходе инвертора 3 напряжения, измеряется трансформатором 23 и пропорционально сигналу.на выходе пе рв î r о в ып рямителя 21; — ток электродвигателей, измеряется трансформаторами тока 15,16,17;

Т з „ — падение напряжения на сопротивлении статорной цепи, снимается с выхода второго выпрямителя 22;

z „ — эквивалентное сопротивление цепей статора, подключенный электродвигателей, определяемое по формуле

1 1 1 1 — + —,+ — + — экз М

Сопротивления z z g ° z Цепи статора и асинхронных двигателей

z,=R,+jvL,; к =К„+)о?

z n=R„+juLn е

1455381 8, ветс тв ующего этой модели однофазного трансформатора объединены и соедине" ны с соответствующим входом второго выпрямителя ° из 3п управляемых ключей включен последовательно в одну из цепочек соответствующей модели, вторые выводы цепочек и вторичной обмотки соотСоставитель В. Тарасов

Редактор Н. Киштулинец Техред Ы.Дидык

Корректор И. Муска

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7458/56 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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