PL225636B1 - Układ regulacji przemiennika częstotliwości z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ regulacji przemiennika częstotliwości z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny. Wynalazek przeznaczony jest do przemysłowych układów napędowych.

Znany jest z patentu nr PL 199 627 układ, w którym silnik indukcyjny jest zasilany z sieci zasilającej poprzez przemiennik częstotliwości wyposażony w falownik prądu połączony poprzez dławik z prostownikiem. Układ zawiera tor regulacji amplitudy prądu oraz tor regulacji częstotliwości prądu przemiennika. Tor regulacji amplitudy prądu zawiera regulator prądu, którego wyjście jest połączone poprzez układ sterownika prostownika z zaworami prostownika przemiennika, a jedno wejście regulatora prądu połączone jest poprzez regulator strumienia magnetycznego z zadajnikiem strumienia m agnetycznego, zaś wejście pomiarowe regulatora prądu jest połączone poprzez sumator z układami pomiarowymi prądów przewodowych na wejściu przemiennika. Drugie wejście regulatora strumienia magnetycznego jest połączone z jednym wyjściem bloku pomiarowego. Tor regulacji częstotliwości prądu przemiennika zawiera regulator strumienia czynnego lub regulator prądu czynnego. Jedno wejście regulatora strumienia czynnego lub regulatora prądu czynnego jest połączone poprzez regulator częstotliwości z zadajnikiem częstotliwości, a drugie wejście regulatora strumienia czynnego lub reg ulatora prądu czynnego jest połączone z drugim wyjściem bloku pomiarowego. Wejścia bloku pomiarowego są podłączone do układów pomiarowych napięć fazowych i prądów przewodowych silnika indukcyjnego włączonych na wyjściu falownika prądu. Wyjście regulatora strumienia czynnego lu b regulatora prądu czynnego połączone jest poprzez układ sterownika falownika z zaworami falownika prądu przemiennika oraz z drugim wejściem regulatora częstotliwości.

Układ regulacji przemiennika częstotliwości, według wynalazku, z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny, w którym falownik prądu jest połączony poprzez dławik i prostownik z siecią zas ilającą, zawiera tor regulacji amplitudy prądu oraz tor zadawania częstotliwości prądu przemiennika. Tor regulacji amplitudy prądu zawiera regulator prądu, którego wyjście jest połączone poprzez układ sterownika prostownika z zaworami prostownika przemiennika, a jedno wejście regulatora prądu połączone jest poprzez regulator strumienia magnetycznego z zadajnikiem strumienia magnetycznego, zaś wejście pomiarowe regulatora prądu jest połączone poprzez sumator sygnału prądowego z układami pomiarowymi prądów przewodowych na wejściu przemiennika. Drugie wejście regulatora strumienia jest połączone z jednym wyjściem bloku pomiarowego, którego wejścia są podłąc zone do układów pomiarowych napięć fazowych i prądów przewodowych silnika indukcyjnego włączonych na wyjściu falownika prądu. Tor zadawania częstotliwości prądu przemiennika połączony poprzez układ sterownika falownika z zaworami falownika prądu przemiennika zawiera blok pomiarowy napięć fazowych i prądów przewodowych silnika indukcyjnego oraz zadajnik częstotliwości połączony poprzez ogranicznik sygnału częstotliwości z sumatorem sygnału częstotliwości, którego wejście jest połączone z jednym z wyjść bloku pomiarowego.

Istotą wynalazku jest to, że jedno wejście sumatora sygnału częstotliwości, jest połączone p oprzez blok proporcjonalno-różniczkujący i dalej blok korekcji wzmocnienia z pierwszym wyjściem bloku pomiarowego. Wyjście sumatora sygnału częstotliwości jest podłączone do wejścia bloku korekcji wzmocnienia i równocześnie do wejścia układu sterownika falownika. Rozwiązanie, według wynalazku, zapewnia w prosty sposób bardziej stabilną pracę napędu zrealizowanego w technice tyrystorowej. Dzięki wyeliminowaniu w torze zadawania częstotliwości regulatorów, objętych pętlą sprzężenia zwrotnego, znacznie ułatwia proces optymalizacji pracy układu regulacji. Układ, według wynalazku, uwidoczniony jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu.

Układ, według wynalazku, zawiera przemiennik częstotliwości zasilający silnik indukcyjny 1, którego falownik prądu 2 jest połączony poprzez dławik 3 i prostownik 4 z siecią zasilającą 5 oraz zawi era tor regulacji amplitudy prądu oraz tor zadawania częstotliwości prądu przemiennika, przy czym tor regulacji amplitudy prądu zawiera regulator prądu 7, którego wyjście jest połączone poprzez układ sterownika 6 prostownika 4 z zaworami prostownika 4 przemiennika, a wejście zadające regulatora prądu 7 połączone jest poprzez regulator strumienia magnetycznego 8 z zadajnikiem strumienia m agnetycznego 9. Wejście pomiarowe regulatora prądu 7 połączone jest poprzez sumator sygnału prądowego 10 z układami pomiarowymi prądów przewodowych 11 włączonymi na wejściu prostownika 4. Ponadto drugie wejście regulatora strumienia magnetycznego 8 jest połączone z wyjściem Wy2 bloku pomiarowego 12. Natomiast tor zadawania częstotliwości prądu przemiennika zawiera sumator sygnału częstotliwości 14, którego wyjście jest połączone poprzez układ sterownika 13 falownika 2 z zaworami falownika prądu 2 przemiennika oraz do wejścia bloku korekcji wzmocnienia 20, zaś jedno wejPL 225 636 B1 ście sumatora sygnału częstotliwości 14 jest połączone poprzez ogranicznik sygnału częstotliwości 15 z zadajnikiem częstotliwości 16, a jego drugie wejście jest połączone poprzez blok proporcjonalnoróżniczkujący 17 i dalej poprzez blok korekcji wzmocnienia 20 z drugim wyjściem Wy1 bloku pomiar owego 12, którego trzecie wyjście Wy3 jest połączone z drugim wejściem ogranicznika sygnału częstotliwości 15. Wejścia bloku pomiarowego 12 są podłączone odpowiednio do układów pomiarowych napięć fazowych 18 i prądów przewodowych 19 silnika indukcyjnego 1 włączonych na wyjściu falo wnika prądu 2.

Działanie układu według rozwiązania polega na tym, że w bloku pomiarowym 12 na podstawie mierzonych chwilowych wartości napięć fazowych i prądów przewodowych silnika indukcyjnego 1 zasilanego z przemiennika częstotliwości są wytwarzane sygnały proporcjonalne do strumienia m agnetycznego na wyjściu Wy2, prądu zasilającego silnik 1 na wyjściu Wy3 oraz strumienia magnetyc znego czynnego na wyjściu Wy1. Sygnał proporcjonalny do strumienia magnetycznego jest podawany odpowiednio do wejścia proporcjonalno-całkującego regulatora strumienia magnetycznego 8. W regulatorze tym następuje porównanie sygnałów pomiarowych ze sygnałem zadanym strumienia i na jego wyjściu jest otrzymywany sygnał zadanego prądu przemiennika. Sygnał wyjściowy regulatora strumienia magnetycznego 8, czyli sygnał zadanego prądu, jest następnie porównywany w regulatorze prądu 7 z sygnałem otrzymanym z wyjścia sumatora sygnału prądowego 10. Regulator prądu 7 na podstawie dołączonych sygnałów daje na swoim wyjściu sygnał, służący w układzie sterownika 6 prostownika 4 do odpowiedniego wysterowania tyrystorów prostownika 4. Wartość sygnału zadanej częstotliwości, a w rezultacie prędkości silnika indukcyjnego 1, otrzymanego z zadajnika częstotliwości 16 jest kształtowana w bloku ogranicznika częstotliwości 15, w szczególności kontrolowana jest szybkość zmian i poziom jej wartości, w zależności od sygnału prądu zasilającego silnik 1 otrzymywanego na wyjściu Wy3 bloku pomiarowego 12. Skorygowany sygnał zadanej częstotliwości jest następnie sumowany w sumatorze sygnału częstotliwości 14 ze sygnałem otrzymanym z wyjścia bloku proporcjonalnoróżniczkującego 17. Blok ten stanowi szeregowy dwójnik RC. Wartość pojemności i rezystancji bloku 17 jest dobrana, tak, że stała czasowa tego bloku jest w przybliżeniu równa stałej czasowej elektromechanicznej napędu zasilanego przez silnik indukcyjny 1. Sygnałem wejściowym dla bloku proporcjonalno-różniczkującego 17 jest sygnał strumienia magnetycznego czynnego otrzymywanego na wyjściu Wy1 bloku pomiarowego 12, którego wartość jest następnie w bloku korekcji wzmocnienia 20 powiększana w przybliżeniu proporcjonalnie do wartości sygnału częstotliwości zadawanej do układu sterownika falownika 13 na podstawie, którego układ ten steruje tyrystorami falownika prądu 2 dla utrzymania częstotliwości prądu wyjściowego falownika 2 i wynikającej z niej prędkości obrotowej silnika 1 na zadanym poziomie.

Claims (1)

1. Układ regulacji przemiennika częstotliwości z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny, którego falownik prądu jest połączony poprzez dławik i prostownik z siecią zasilającą, a zawierający tor regulacji amplitudy prądu oraz tor zadawania częstotliwości prądu przemiennika, przy czym tor regulacji amplitudy prądu zawiera regulator prądu, którego wyjście jest połączone poprzez układ sterownika prostownika z zaworami prostownika przemiennika, a jedno wejście regulatora prądu połączone jest poprzez regulator strumienia magnetycznego z zadajnikiem strumienia magnetycznego, zaś wejście pomiarowe regulatora prądu jest połączone poprzez sumator sygnału prądowego z układami pomiarowymi prądów przewodowych na wejściu przemiennika, ponadto drugie wejście regulatora strumienia magnetycznego jest połączone z jednym z wyjść bloku pomiarowego, którego wejścia są podłączone do układów pomiarowych napięć fazowych i prądów przewodowych silnika indukcyjnego włączonych na wyjściu falownika prądu, natomiast tor zadawania częstotliwości prądu przemiennika połączony poprzez układ sterownika falownika z zaworami falownika prądu przemiennika zawiera blok pomiarowy napięć fazowych i prądów przewodowych silnika indukcyjnego oraz zadajnik częstotliwości połączony poprzez ogranicznik sygnału częstotliwości z sumatorem sygnału częstotliwości, którego wejście jest połączone z wyjściem bloku pomiarowego, znamienny tym, że jedno wejście sumatora sygnału częstotliwości (14), jest połączone poprzez blok proporcjonalno-różniczkujący (17) i dalej poprzez blok korekcji wzmocnienia (20) z pierwszym wyjściem (Wy1) bloku pomiarowego (12), a wyjście sumatora sygnału częstotliwości (14) jest podłączone do wejścia bloku korekcji wzmocnienia (20) i do wejścia układu sterownika falownika (13).