PL86761B1 - - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.11.1978 86761 MKP H02p7/62 Int. Cl.'2 H02P7/62 CZYIfcLNIA Urzedu Poteotftwego *H* tampwMt-u liiiwij Twórca wynalazku: Gustaw Przywara Uprawniony z patentu : Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób i uklad sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilajaca Wynalazek dotyczy sposobu sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilajaca i ukladu do stosowania tego sposobu przy regulacji predkosci obrotowej silników pradu przemiennego za pomoca zmiany czestotliwosci.

Znany sposób sterowania kazdej z trzech faz przemiennika, przedstawiony m.in. w „Elektrische Antriebs- technik", autor Fritz Kummel, wydawnictwo Springer-Verlag Berlin, Heidelberg New York 1971 r., polega na wymuszeniu na ich wyjsciach sinusoidalnie zmiennych wartosci srednich napiec za posrednictwem dwu regulato¬ rów: regulatora napiecia i regulatora pradu. Regulator pradu, dzieki ujemnemu pradowemu sprzezeniu zwrotne¬ mu, zapewnia takie wysterowanie za posrednictwem ukladów zaplonowych dwu odwrotnie równolegle polaczo¬ nych prostowników sterowanych, tworzacych przemiennik jednej fazy, zeby srednia wartosc pradu wyjsciowego miala wielkosc i kierunek okreslony przez sygnal napieciowy podany na wejscie sterujace regulatora pradu.

Sygnal sterujacy regulatorem pradu otrzymuje sie z regulatora napiecia, który dzieki ujemnemu napieciowemu sprzezeniu zwrotnemu tak oddzialywuje na regulator pradu, a za jego posrednictwem i na prostowniki sterowane przemiennika fazy, aby srednia wartosc napiecia wyjsciowego miala wielkosc i kierunek okreslony przez sygnal sterujacy regulatora napiecia. Podanie na wejscie sterujace regulatora napiecia sygnalu sinusoidalnie zmiennego powoduje otrzymanie na wyjsciu przemiennika napiecia o zmieniajacej sie w sposób sinusoidalny wartosci sred¬ niej. - Jednoczesne wysterowanie trzech faz przemiennika sygnalem sinusoidalnie zmiennych napiec zadanej czestotliwosci, nizszej od czestotliwosci sieci zasilajacej, przesunietych wzgledem siebie o 120 stopni elektrycz¬ nych, zapewnia otrzymanie na wyjsciach przemienników napiec, których wartosci srednie zmieniaja sie w sposób sinusoidalny, i które tworza uklad trójfazowy.

Znany uklad przemiennika, realizujacy podany sposób sterowania, sklada sie z trzech przemienników fazowych. Kazdy z przemienników fazowych zbudowany jest z dwóch prostowników sterowanych polaczonych odwrotnie i równolegle wzgledem siebie. Do wspólnego wyjscia obu prostowników dolaczona jest faza silnika pradu przemiennego. Obwody sterujace zaworów prostowników sterowanych polaczone sa z wyjsciami ukladów2 86761 zaplonowych. Do wejsc sterujacych ukladów zaplonowych przylaczone jest wyjscie regulatora pradu. Pierwsze z dwu wejsc sterujacych regulatora pradu polaczone jest z wyjsciem regulatora napiecia, drugie z wyjsciem czlo¬ nu pomiarowego mierzacego prad wyjsciowy przemiennika fazy. Regulator napiecia wyposazony jest równiez w dwa wejscia sterujace, z których pierwsze polaczone jest z jednym z trzech wyjsc trójfazowego sinusoidalnego generatora czestotliwosci zadanej, a drugie z wyjsciem czlonu pomiarowego mierzacego napiecie wyjsciowe prze¬ miennika fazowego. Drugie wejscia sterujace regulatora pradu i regulatora napiecia polaczone sa tak z wyjsciami czlonów pomiarowych pradu i napiecia, ze realizuja ujemne pradowe i ujemne napieciowe sprzezenie zwrotne.

W opisanym rozwiazaniu wystepuje znieksztalcenie od przebiegu sinusoidalnego pradu fazowego silnika przy rozruchu i przeciazeniach silnika. Nastepuje to w wyniku nasycenia sie regulatorów napiecia przy zbyt buzych róznicach miedzy sygnalem sterujacym a chwilowa wartoscia mierzona napiecia wyjsciowego. Znie» ksztalcenie pradu powoduje zmniejszenie momentu napedowego silnika w stosunku do wartosci sredniej plynacego pradu. Identyczne dzialanie trzech przemienników fazowych uwarunkowane jest bardzo dokladnym zestrojeniem trzech identycznych torów regulacji, w sklad których wchodza szeregowo polaczone regulatory: napiecia i pradu oraz prostowniki sterowane.

Sposób sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilajaca, wedlug wynalazku, polega na tym, ze na wejscia sterujace regulatorów pradu podaje sie sygnaly sinusoidalnie zmienne o zadanej czestotliwosci i jednakowej amplitudzie. Sygnaly te otrzymuje sie z trójfazowego generatora sinusoi¬ dalnego sterowanego w aplitudzie sygnalem wyjsciowym regulatora napiecia wspólnego dla wszystkich faz prze¬ miennika.

W ukladzie, wedlug wynalazku, wejscia sterujace regulatorów pradu polaczone sa z wyjsciami trójfazowego sinusoidalnego generatora czestotliwosci zadanej. Jego wejscie modulujace w amplitudzie sygnaly wyjsciowe polaczone jest z wyjsciem regulatora napiecia wspólnego dla wszystkich faz przemiennika.

Rozwiazanie sposobu i ukladu sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci, wedlug wynalazku, umozliwia utrzymanie sinusoidalnego ksztaltu pradu w kazdych warunkach pracy silnika, gdyz sygnal wyjsciowy regulatora napiecia wplywa tylko na amplitude sinusoidalnego przebiegu sygnalów wyjsciowych generatora czestotliwosci zadanej. Nasycenie regulatora napiecia powoduje wystapienie maksymalnie dopuszczalnego dla silnika pradu o ksztalcie sinusoidalnym. Silnik pracuje z maksymalnym momentem obrotowym. Trójfazowy generator czestotliwosci zadanej wytwarza na swych wyjsciach jednakowe co do ksztaltu i amplitudy sygnaly sinusoidalne, co znakomicie ulatwia dostrojenie ukladu do symetrycznego obciazenia kazdej fazy silnika.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schemat blokowy ukladu sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilaja¬ ca, zas fig. 2 — schemat ideowy przemiennika fazowego.

Jak uwidoczniono na fig. 1, wejscia 1 przemienników fazowych PF1, PF2 i PF3 przylaczone sa do sieci zasilajacej, a wyjscia 3 kazde do jednej fazy silnika M. Wejscia 2 polaczone sa z wyjsciami ukladów zaplonowych UZI, UZ2 i UZ3; wyjscia 4 przylaczone sa do wejsc realizujacych ujemne pradowe sprzezenie zwrotne w regula¬ torach RJ1, RJ2, RJ3. Wyjscia tych regulatorów polaczone sa odpowiednio z wejsciami ukladów zaplonowych UZ1, UZ2, UZ3. Wejscia sterujace regulatorów pradu polaczone sa kazde z jednym wyjsciem trójfazowego generatora czestotliwosci zadanej GFZ, a jego wejscie sterujace polaczone jest z wyjsciem regulatora napiecia RU. Wejscie sterujace tego regulatora polaczone jest z elemenetem zadajacym, a drugie wejscie realizujace ujemne sprzezenie napieciowe z wyjsciami 3 przemienników fazowych PF1, PF2 i PF3.

Jak uwidoczniono na fig. 2, przemiennik fazowy zbudowany jest z dwóch prostowników sterowanych PS1 i PS2 polaczonych odwrotnie i równolegle wzgledem siebie. Energia dostarczana jest do przemiennika za posred¬ nictwem wejscia 1 polaczonego z trójfazowa siecia zasilajaca, a oddawana do fazy odbiornika przylaczonej do wyjscia 3. Obwody sterujace zaworów przemiennika fazowego polaczone sa z wejsciem 2. Wyjscia przekladników pradowych PP wlaczonych po stronie zasilania i po stronie odbioru przylaczone sa do wyjscia 4.

Dzialanie ukladu sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilajaca jest nastepujace. Na wejscie sterujace regulatora napiecia RU podawany jest staly zadajacy sygnal napieciowy o war¬ tosci zaleznej od czestotliwosci zadanej. Na drugie wejscie tego regulatora podawane sa napiecia wyjsciowe trzech faz przemiennika, które po wyprostowaniu porównywane sa z sygnalem zadajacym. Róznica miedzy tymi dwo¬ ma sygnalami po wzmocnieniu w regulatorze napiecia tworzy sygnal napieciowy równy amplitudzie sinusoidal¬ nych sygnalów wyjsciowych trójfazowego generatora czestotliwosci zadanej GFZ. Sygnaly te podane sa na wejscia sterujace regulatorów pradu RJ1, RJ2, RJ3 i tworza wzorce dla pradów wyjsciowych przemienników fazowych PF1, PF2, PF3. Na drugie wejscia regulatorów pradu podawane sa za posrednictwem przekladników pradowych PP sygnaly odzwierciedlajace rzeczywista wartosc pradów wyjsciowych przemienników fazowych.

Napiecia równe róznicom miedzy tymi sygnalami sa wzmacniane w regulatorach pradu RJ1, RJ2, RJ3 i tworza sygnaly wyjsciowe tych regulatorów. Wielkosc sygnalów wyjsciowych regulatorów pradu wplywa w taki sposób na uklady zaplonowe, zeby wyjsciowy prad przemienników fazowych odpowiadal sygnalowi zadanemu podane¬ mu na wejscia sterujace regulatorów.86761 3 W przypadku zwiekszenia obciazenia silnika napedowego M, jego predkosc maleje. Maleje takze srednia wartosc napiecia wyjsciowego przemienników fazowych PF1, PF2, PF3, rosnie wiec róznica sygnalów na wejsciu regulatora napiecia RU. Powoduje to wzrost sygnalu wyjsciowego tego regulatora, a wiec i amplitudy wzorco¬ wych sygnalów sinusoidalnych podawanych na wejscia sterujace regulatorów pradu RJ1, RJ2, RJ3. Regulatory te tak oddzialywuja na przemienniki fazowe PF1, PF2, PF3, zeby ich prady wyjsciowe byly wieksze. Wiekszy prad wyjsciowy przemienników fazowych pozwala na pokonanie zwiekszonego momentu obciazenia. Zmniejszenie obciazenia powoduje analogicznie: zwiekszenie predkosci silnika, zmniejszenie amplitudy sinusoidalnych sygna¬ lów podawanych na wejscia sterujace regulatorów pradu, a w konsekwencji zmniejszenie pradu i napiecia dostar¬ czanego do silnika.

W przypadku przeciazenia i rozruchu silnika M, kiedy róznica miedzy napieciem zadanym a wyjsciowym trójfazowego przemiennika czestotliwosci jest tak duza, ze powoduje nasycenie regulatora napiecia RU, napiecie wyjsciowe tego regulatora osiaga wartosc maksymalna, a sinusoidalne sygnaly sterujace regulatorami pradu RJ1, RJ2, RJ3 maja tez maksymalna amplitude. Przez fazy silnika plynie maksymalnie dopuszczalny prad o zadanej czestotliwosci i sinusoidalnym ksztalcie wymuszonym przez regulatory pradu RJ1, RJ2, RJ3. Silnik rozwija moment maksymalny.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilajaca, polegajacy na wymuszeniu przez regulatory pradu, dzieki ujemnemu pradowemu sprzezeniu zwrotnemu, sinusoidalnie zmiennych wartosci srednich pradu i napiecia na trzech wyjsciach przemiennika, znamienny tym, ze na wejscia sterujace regulatorów pradu (RJ1, RJ2, RJ3) podaje sie sygnaly sinusoidalnie zmienne o zadanej czesto¬ tliwosci i tworzace miedzy soba trójfazowy uklad napiec przesunietych wzgledem siebie o 120 stopni elektrycz¬ nych i jednakowej amplitudzie zaleznej od aktualnego obciazenia silnika pradu przemiennego (M) i wytworzonej przez regulator napiecia (RU) wspólny dla wszystkich trzech faz przemiennika.

2. Uklad sterowania trójfazowego przemiennika czestotliwosci komutowanego siecia zasilajaca, skladajacy sie z trzech stabilizatorów pradu, których wyjscia polaczone sa kazde zjedna faza silnika pradu przemiennego i zbudowanych kazdy z dwóch odwrotnie równolegle polaczonych sterowanych prostowników, wysterowanych przez regulator pradu polaczony swym wyjsciem z ukladami zaplonowymi zaworów prostowników, i stabilizuja¬ cych prad wyjsciowy na poziomie zadanym przez sygnal wejsciowy regulatora pradu, znamienny tym, ze wejscia sterujace regulatorów pradu (RJ1, RJ2, RJ3) polaczone sa z wyjsciami trójfazowego sinusoidalnego generatora czestotliwosci zadanej (GFZ), którego wejscie modulujace w amplitudzie sygnaly wyjsciowe polaczo¬ ne jest z wyjsciem regulatora napiecia (RU) wspólnego dla wszystkich trzech faz przemiennika.86761 ¦+H- n PF2 3 A U21 K GFH P31 Pf3 Ti il Utinl*tf+V) UZ2 RJ2 Ufctn(u)^t*l2Cn W3 m Usinb^t*M91 W* RU fr PS< nc Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena4