Частотно-управляемый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми асинхронными электродвигателями, в частности в электроприводе электромобиля. Целью изобретения является повышение экономичности и эффективности рекуперативного торможения. Частотно-управляемый электропривод содержит тяговый асинхронный электродвигатель 1, преобразователь 2 частоты, датчик 3 частоты вращения, переключатель 4 тяга-торможение, регулятор 5 тока, регулятор 6 частоты вращения, блок 7 управления преобразователем частоты, датчик 8 тока статора, блок 9 формирования кода управления, задатчик 10 момента, умножающий цифроаналоговый преобразователь 11, источник питания /аккумуляторную батарею/ 12. За счет формирования сигналов управления преобразователем 2 частоты с помощью блока 9 формирования кода управления, умножающего цифроаналогового преобразователя 11, регуляторов тока 5 и частоты вращения 6 на основе сигналов по току статора, частоте вращения электродвигателя 1 и задатчика 10 момента обеспечивается снижение максимального потребляемого от источника 12 питания тока при разгоне электромобиля, увеличение тормозного момента в зоне скоростей движения от 20 до 50 км/ч, увеличение тока, отдаваемого в источник питания при торможении. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Р 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4384680/24-07 (22) 29.02.88 (46) 23 ° 03.90. Бюл. N- 11 (72) А,Л.Лувишис, В.И.Монастырский и Н.Д.Кольцова (53) 621 ° 333.313(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1026275, кл, Н 02 P ?/42, 1982, Зверев Г.А., Лувишис А.Л. и др, Электропривод электромобиля с асинхронным тяговым двигателем и аккуму— ляторным источником питания ° Тезисы докладов Всесоюзной научно-техн, конф. "Нроблемы преобразовательной техники". - Киев, 1979, ч. Ш, .с, 90-92, рис. 1. (54) ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕИЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми асинхронными электродвигателями, в частности в электроприводе электромобиля, Целью изобретения является повышение экономичности и эффективности рекуперативного .торможения. Частотно-управляемый электропривод содержит тяговый

„„SU„, 1552334 А 1

2 асинхронный электродвигатель 1, преобразователь 2 частоты, датчик 3 частоты вращения, переключатель 4 тяга — торможение, регулятор 5 тока, регулятор 6 частоты вращения, блок

7 управления преобразователем частоты, датчик 8 тока статора, блок 9 формирования кода управления, задатчик 10 момента, умножающий цифроаналоговый преобразователь 11, источник питания (аккумуляторную батарею) 12.

За счет формирования сигналов управления преобразователем 2 частоты с помощью блока 9 формирования кода управления, умножающего цифроаналогового преобразователя 11, регуляторов тока 5 и частоты вращения 6 на основе сигналов по току статора, частоте вращения электродвигателя 1 и задатчика 10 момента обеспечивается снижение максимального потребляемого от источника 12 питания тока при разгоне электромобиля, увеличение тормозного момента в зоне скоростей движения от 20 до 50 км/ч, увеличение тока, отдаваемого в источник питания при торможении. 3 ил.

1552334

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми асинхронными электродвигателямиу в частности в электроприводе электромобиля, 5

Цель изобретения — повышение экономичности и эффективности рекуперативного торможения.

На фиг. 1 приведена структурная схема электропривода; на фиг. 2 и

3 — диаграммы, поясняющие его работу.

Частотно-управляемый электропри.вод„.содержит тяговый асинхронный электродвигатель 1, преобразователь

2 частоты, датчик 3 частоты вращения, переключатель 4 тяга — торможение, регулятор 5 тока, регулятор 6 частоты вращения, блок 7 управления преобразователем частоты, датчик 8 тока статора, блок 9 формирования кода управления, задатчик 10 момента, умножающий цифроаналоговый преобра зователь 11. Выводы статорной обмотки тягового асинхронного электродвигателя 1 соединены с выходами преобразователя 2 частоты, силовой вход которого подключен к первичному источнику питания — аккумуляторной батарее 12. Выход датчика 8 тока статора соединен с первым входом регулятора 5 тока. Выход датчика 3 частоты вращения соединен с первым входом регулятора 6 частоты вращения, второй вход которого соединен с первым выходом переключателя 4 тяга - торможение, второй выход которого подключен к первому входу блока 9 формирования кода управления, второй вход которого соединен с выходом 40 датчика 3 частоты вращения. Выходы блока 9 формирования кода управления и задатчика 10 момента соединены соответственно с первым и вторым входами умножающего цифроаналогового преобразователя 11, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом регулятора б частоты вращения и вторым входом регулятора

5 тока. Выходы регулятора 6 частоты вращения и регулятора 5 тока соединены соответственно с первым и вторым входами блока 7 управления пре" образоватейем 2 частоты.

На фиг. 2 и 3 показаны сигналы на входах регулятора 5 тока и регулятора

6 частоты вращения, поступающие с умножающего цифроаналогового преобразователя 11; кривая 0 А В С и криl l (вая 1Т соответ@твенно для режимов тяги и торможения (прямая 0 А С и прямая I соответствуют известному устройству), а также кривые изменения тока источника питания Т вЂ” кривая ОАС и прямая II соответственно для режимов тяги и торможения (кривая ОАВС и кривая I соответствуют режимам работы известного устройства). .Электропривод работает следующим образом.

В режиме тяги при наличии сигнала на выходе задатчика 10 момента с выходов умножающего цифроаналогового преобразователя 11 на входы регулятора 6 частоты и регулятора 5 тока поступают задающие воздействия, определяемые как величиной сигнала задатчика 10 момента, так и частотой вращения двигателя 1. Одновременное регулирование уставок фазного тока и абсолютного скольжения, определяемое сигналом на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 11, обеспечивает частотно-токовое регулирование двигателя 1 по минимуму фазного тока. При этом потери в природе минимальны.

При значениях частоты вращения двигателя 1 в диапазоне от 0 до

Я1 (фиг. 2) сигнал на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя

11 определяется сигналом на выходе задатчика 10 момента и неизменен от частоты.

При значениях частоты вращения двигателя 1 в диапазоне от f до f блок 9 формирования кода управления обеспечивает изменение сигнала на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 11 при максимальном значении напряжения на выходе задатчика 10 момента в соответствии с кривой А В С . При этом обеспечивается меньшее по сравнению с известным устройством потребление тока источника 12 питания (аккумуляторной батареи). В режиме рекуперативного торможения блок 9 формирования кода управления, воздействуя на умножающий цифроаналоговый преобразователь 11, обеспечивает изменение сигналов задания момента на входах регуляторов

5 тока и 6 частоты вращения в соответствии с кривой II (фиг. 3) при максимальном значении сигнала на выходе задатчика 10 момента, 5 1552

При этом по сравнению с известным устройством возрастает значение тормозного момента и величина энергии, отдаваемой в источник 12 (аккумуля5 торную батарею). В регуляторе б частоты вращения обеспечивается стабилизация частоты абсолютного скольжения (частоты тока ротора) асинхронного тягового двигателя 1. На вход регулятора б частоты вращения поступают сигналы задания (с выхода умножающего цифроаналогового преобразователя 11), обратной связи по частоте вращения (с датчика 3 частоты вращения) и сигнал с выхода переключателя 4 тяга — торможение.

На выходе регулятора 6 частоты вращения формируется частота тока статора, которая определяется как: 20 в режиме тяги

>+fcк в режиме рекуперативного торможения

1 » -fG) ск ° где f< — частота вращения ротора;

f „- частота тока ротора.

В регуляторе 5 тока обеспечива- д0 ется стабилизация фазного тока асинхронного тягового двигателя l При этом.на вход регулятора 5 тока поступают сигналы задания (с выхода умножающего цифроаналогового преобразователя ll) и обратной связи по фазному току двигателя (с датчика 8 тока статора) .

Блок 7 управления преобразователем частоты обеспечивает регулирование на-4п пряжения силового преобразователя 2 с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ} по синусоидальному закону за период выходной частоты. На выходе блока 7 управления формируются одиночные импульсы для включения ком- мутирующих тиристоров и серии импульсов для включения главных тиристоров преобразователя 2 частоты..Преобразователь 2 частоты выполнен по схеме трехфазного инвертора напряжения и преобразует напряженйе источника 12 питания в трехфазное переменное напряжение, частота которого регулируется от 0,8 до 100 Гц.

334 6

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет по сравнению с известным примерно на 20Х снизить максимальный потребляемый от источника питания ток при разгоне электромобиля, увеличить тормозной момент электродвигателя не менее чем в 2 раза в зоне скорости движения от 20 до

50 км/ч, увеличить значение тока, отдаваемого в источник питания при торможении, что дополнительно увеличивает запас хода электромобиля.

Формула изобретения

Частотно-управляемый электропривод, содержащий тяговьп» асинхронный электродвигатель, выводы статорной обмотки которого соединены с вь»ходами преобразователя частоты, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с первым входом регулятора частоты вращения, выход которого. подключен к первому входу блока управления преобразователем частоты, датчик тока статора электродвигателя, выход которого соединен с первым входом регулятора тока, выход которого подключен к второму входу блока управления преобразователем частоты, переключатель тяга — торможение, первый выход которого соединен с вторым входом регулятора частоты вращения, задатчик момента, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности и эффективности рекуперативного торможения, введены блок формирования кода управления и умножающий цифроаналоговый преобразователь, переключатель тягаторможение снабжен вторым выходом, соединенным с первым входом блока формирования кода управления, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, выход блока формирования кода управления соединен с первым входом умножающего цифроаналогового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу задатчика момента, первый и второй выходы умножающего цифроаналогового преобразователя соединены соответственно с третьим входом регулятора частоты вращения и с вторым входом регулятора тока.

1552334 ф 1

Ю

O +g

4 ИВ

Ф 1ц ер 3 в ц 4

Ум! аг /из

Фие.2

Составитель С.Позднухов

Редактор Е, Папп Техред Л. Олийнык Корректор О. Кравцова

Заказ 338 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, l01