RU2101847C1 - Thyristor asynchronous drive - Google Patents
Thyristor asynchronous drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101847C1 RU2101847C1 RU95115497A RU95115497A RU2101847C1 RU 2101847 C1 RU2101847 C1 RU 2101847C1 RU 95115497 A RU95115497 A RU 95115497A RU 95115497 A RU95115497 A RU 95115497A RU 2101847 C1 RU2101847 C1 RU 2101847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- node
- inputs
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к регулируемому электроприводу переменного тока с асинхронным короткозамкнутым электродвигателем, и может быть использовано при регулировании скорости электродвигателя до частоты питающей сети. The invention relates to electrical engineering, namely to a variable AC electric drive with an asynchronous short-circuited electric motor, and can be used to control the speed of the electric motor to the frequency of the supply network.
Известно устройство для безударного пуска асинхронного двигателя, в котором ограничения бросков тока в момент включения обмотки статора двигателя подключаются к сети бесконтактными ключами в следующей последовательности: вначале включаются две обмотки статора на линейное напряжение в момент его амплитуды, а третья обмотка подключается в момент амплитуды фазного напряжения [1]
Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено лишь для запуска электродвигателя из состояния покоя и не позволяет регулировать скорость асинхронного трехфазного короткозамкнутого электродвигателя.A device is known for shock-free start-up of an induction motor, in which the inrush limits at the moment the stator winding is turned on are connected to the network with proximity keys in the following sequence: first, two stator windings for line voltage are turned on at the moment of amplitude, and the third winding is connected at the moment of phase voltage amplitude [one]
The disadvantage of this device is that it is intended only to start the motor from a standstill and does not allow you to adjust the speed of the asynchronous three-phase squirrel-cage motor.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является преобразователь частоты с непосредственной связью с сетью [2] содержащий, например, первый, второй и третий каналы управления, первый, второй, третий и четвертый входы которых являются соответственно первыми входами первого, второго и третьего узлов сравнения, входами первого, второго и третьего функционального преобразователя ЭДС (ФПЕ), третьими входами первого, второго и третьего формирователей (ФДИ) длительности импульсов, входами первого, второго и третьего датчиков тока, а первый, второй и третий выходы являются соответственно первыми и вторыми выходами первого, второго и третьего тиристорного преобразователя и выходами первого, второго и третьего датчиков ЭДС и содержат последовательно соединенные узел сравнения, регулятор тока, нелинейное звено, переключатель характеристик, управляющий орган, формирователь длительности импульсов и тиристорный преобразователь, второй вход которого подключен к второму выходу датчика тока, первый выход которого соединен с вторым входом узла сравнения и первым входом датчика ЭДС, второй вход которого подключен к третьему выходу тиристорного преобразователя, четвертый выход которого через датчик проводимости соединен с вторым входом узла логики, первый выход которого соединен с вторым входом переключателя характеристик, второй выход с вторым входом формирователя длительности импульсов, третий выход с вторым входом управляющего органа, а первый вход подключен к первому входу узла сравнения, выход ФПЕ соединен с вторым входом нелинейного звена, первый и второй выходы первого, второго и третьего каналов управления соединены соответственно с первым и четвертым, вторым и пятым, третьим и шестым входами электродвигателя, третьи выходы подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам обратнокоординатного преобразователя, первые входы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами координатного преобразователя, вторые входы подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам формирователя ЭДС, третьи входы соединены с выходом генератора опорных напряжений, вход которого и четвертые входы каналов управления подключены к напряжению питающей сети, и последовательно соединенные задатчик частоты вращения, задатчик интенсивности, четвертый узел сравнения, регулятор скорости, пятый узел сравнения, усилитель низкой частоты, генератор синусоидальных колебаний, второй вход которого через четвертый узел логики подключен к выходу пятого узла сравнения, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого узла сравнения, выходом обратнокоординатного преобразователя и входом задатчика ЭДС, выход которого подключен к третьему входу формирователя ЭДС, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора синусоидальных колебаний и первым и вторым входами обратнокоординатного преобразователя и координатного преобразователя, третий вход которого подключен к второму выходу регулятора скорости, а четвертый вход к выходу задатчика тока намагничивания. The closest to the claimed solution in technical essence is a frequency converter with direct connection to the network [2] containing, for example, the first, second and third control channels, the first, second, third and fourth inputs of which are respectively the first inputs of the first, second and third nodes comparison, the inputs of the first, second and third functional converter EMF (FPE), the third inputs of the first, second and third formers (PDI) pulse duration, the inputs of the first, second and third sensors current, and the first, second and third outputs are respectively the first and second outputs of the first, second and third thyristor converters and outputs of the first, second and third EMF sensors and contain series-connected comparison unit, current regulator, nonlinear link, switch of characteristics, control body , a pulse width former and a thyristor converter, the second input of which is connected to the second output of the current sensor, the first output of which is connected to the second input of the comparison unit and the first m is the input of the EMF sensor, the second input of which is connected to the third output of the thyristor converter, the fourth output of which is connected through the conductivity sensor to the second input of the logic node, the first output of which is connected to the second input of the characteristics switch, the second output with the second input of the pulse width former, the third output with the second input of the governing body, and the first input is connected to the first input of the comparison node, the output of the FPU is connected to the second input of the nonlinear link, the first and second outputs of the first, second and third control channels are connected respectively to the first and fourth, second, fifth, third and sixth motor inputs, the third outputs are connected respectively to the third, fourth and fifth inputs of the inverse coordinate converter, the first inputs are connected respectively to the first, second and third outputs of the coordinate transformer, second inputs connected respectively to the first, second and third outputs of the EMF driver, the third inputs are connected to the output of the reference voltage generator, the input of which and the fourth The odes of the control channels are connected to the mains voltage, and the speed controller, the intensity controller, the fourth comparison node, the speed controller, the fifth comparison node, the low-frequency amplifier, the sinusoidal oscillator, the second input of which is connected to the output of the fifth node through the fourth logic node comparison, the second input of which is connected to the second input of the fourth comparison node, the output of the inverse coordinate converter and the input of the emf setpoint, the output of which is connected to the first input of the EMF driver, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the sine oscillator and the first and second inputs of the inverse coordinate converter and coordinate converter, the third input of which is connected to the second output of the speed controller, and the fourth input to the output of the magnetization current adjuster.
Преобразователь частоты позволяет плавно регулировать скорость асинхронного короткозамкнутого электродвигателя вниз от номинальной и реализует частотно-токовый способ управления и принцип ориентации системы координат путем задания угла поворота ее осей относительно ротора двигателя. The frequency converter allows you to smoothly adjust the speed of the asynchronous squirrel-cage motor down from the rated one and implements the frequency-current control method and the principle of coordinate system orientation by setting the angle of rotation of its axes relative to the motor rotor.
Силовая схема преобразователя частоты содержит три реверсивных тиристорных преобразователя с раздельным управлением комплектами, работающими в режиме источников тока. Статорные обмотки двигателя гальванически развязаны и каждая из них запитывается от своего тиристорного преобразователя. На входы каналов управления подаются сформированные в координатном преобразователе по амплитуде, частоте и фазе задающие синусоидальные токи, сдвинутые между собой на 120 эл.град. Отработка тиристорными преобразователями заданных токов обеспечивается за счет отрицательных обратных связей по току, заведенных с датчиков тока на входы узлов сравнения каналов управления. Переключение комплектов тиристорных преобразователей осуществляется узлами логики каналов управления в моменты перехода заданных токов через нуль и при отсутствии реальных токов в обмотках, для чего входы узлов логики подключены к входам задания тока каналов управления и выходам датчиков проводимости. The power circuit of the frequency converter contains three reverse thyristor converters with separate control of sets operating in the mode of current sources. The stator windings of the motor are galvanically isolated and each of them is powered from its thyristor converter. At the inputs of the control channels, the sinusoidal currents generated in the coordinate converter in amplitude, frequency and phase are fed, shifted between themselves by 120 electric degrees. The thyristor converters use the specified currents due to the negative current feedback connected from the current sensors to the inputs of the control channel comparison nodes. Switching of sets of thyristor converters is carried out by the nodes of the logic of the control channels at the moments when the specified currents pass through zero and in the absence of real currents in the windings, for which the inputs of the nodes of the logic are connected to the inputs of the current control channels and the outputs of the conductivity sensors.
На входы каналов управления с формирователя ЭДС заведены положительные связи по ЭДС двигателя, сдвинутые относительно друг друга на 120 эл.град. обеспечивающие компенсацию возрастающей с ростом частоты ЭДС-двигателя. At the inputs of the control channels from the EMF driver, positive connections were made on the EMF of the engine, shifted relative to each other by 120 electric degrees. providing compensation for the increasing frequency of the EMF motor.
Формирователи длительности импульсов, управляемые от генератора опорных напряжений и изменяющие угол отпирания тиристоров в функции выходного сигнала управляющих органов соответствующих каналов управления, формируют на выходе тиристорных преобразователей силовые напряжения заданной амплитуды и частоты. Функциональные преобразователи ЭДС и нелинейные звенья образуют узлы линеаризации характеристик электропривода в режиме прерывистых токов. The pulse width shapers, controlled from the reference voltage generator and changing the thyristor unlocking angle as a function of the output signal of the controlling organs of the corresponding control channels, generate power voltages of a given amplitude and frequency at the output of the thyristor converters. Functional EMF converters and nonlinear links form nodes of linearization of electric drive characteristics in the mode of intermittent currents.
Система управления электроприводом выполнена по двухконтурной структуре и ПИ-регулятором скорости и внутренним контуром регулирования тока. Вход регулятора скорости через узел сравнения подключен к выходам задатчика интенсивности (задатчика частоты) и обратнокоординатного преобразователя, формирующего из гармонических сигналов, снимаемых с датчиков ЭДС аналоговый сигнал ωp, соответствующей полярности в зависимости от направления вращения поля и пропорциональный ЭДС двигателя.The electric drive control system is made according to a double-circuit structure and a PI-speed controller and an internal current control loop. The input of the speed controller through the comparison node is connected to the outputs of the intensity adjuster (frequency adjuster) and the inverse coordinate converter, which generates from harmonic signals taken from the EMF sensors an analog signal ω p of the corresponding polarity depending on the direction of rotation of the field and proportional to the motor EMF.
Регулятор скорости формирует на выходе аналоговый сигнал задания частоты скольжения ωs, пропорционально которому задается приведенный к статору ток ротора .The speed controller generates at the output an analog signal for setting the slip frequency ω s , in proportion to which the rotor current reduced to the stator is set .
Сигнал задания частоты поля статора ω1 формируется из сигналов ωp и ωs, а его полярность определяет с помощью узла логики направление вращения поля статора. Сложение или вычитание ωp и ωs обеспечивает двигательный или тормозной режим работы двигателя и обеспечивается автоматически.The signal for setting the frequency of the stator field ω 1 is formed from the signals ω p and ω s , and its polarity determines the direction of rotation of the stator field using the logic node. Addition or subtraction of ω p and ω s provides the motor or braking mode of the engine and is provided automatically.
Сигнал ω1 преобразуется в усилителе низкой частоты в импульсный частотный сигнал, пропорциональный частоте вращения поля статора, а в генераторе синусоидальных колебаний в гармонические кодовые сигналы cosω1t и sinω1t, по которым осуществляется формирование заданных значений токов и ЭДС для каналов управления. Амплитуда заданных значений токов определяется опорными напряжениями Iм= const и ограниченного на выходе регулятора скорости на уровне, например, 2 Iн.The signal ω 1 is converted in the low-frequency amplifier into a pulsed frequency signal proportional to the frequency of rotation of the stator field, and in the sine oscillator into harmonic code signals cosω 1 t and sinω 1 t, by which the specified values of currents and EMF are generated for the control channels. The amplitude of the specified values of the currents is determined by the reference voltages I m = const and limited at the output of the speed controller at the level of, for example, 2 I n .
Недостаток заключается в неустойчивой работе на частотах, близких к частоте питающей сети, из-за малой дискретности управления (300 Гц) при построении выходных силовых напряжений тиристорных преобразователей. The disadvantage is unstable operation at frequencies close to the frequency of the supply network, due to the small discreteness of control (300 Hz) when constructing the output power voltages of thyristor converters.
Однако существует большая номенклатура производственных механизмов, например насосы, для которых требуется одновременно как длительная работа на частоте сети, так и возможность регулирования скорости вниз от номинальной, причем работы на разных скоростях и переход на номинальную скорость требуется осуществлять без остановки механизма. However, there is a large nomenclature of production mechanisms, for example pumps, which simultaneously require both long-term operation at the network frequency and the ability to control the speed down from the nominal speed, and work at different speeds and transition to the nominal speed must be carried out without stopping the mechanism.
При этом экономически более оправдано, чтобы асинхронный электродвигатель на частоте сети работал в неуправляемом режиме с питанием непосредственно от сети, так как в этом случае по сравнению с регулируемым режимом работы, кроме неустойчивой работы, повышается cosφ и КПД электропривода, что влияет на надежность и функциональные возможности. At the same time, it is more economically justified for an asynchronous electric motor at a network frequency to operate in an uncontrolled mode, powered directly from the network, since in this case, in addition to an unstable operation, in addition to unstable operation, the cosφ and the efficiency of the electric drive increase, which affects the reliability and functional capabilities.
Технический результат повышение надежности и расширение функциональных возможностей. The technical result is increased reliability and enhanced functionality.
Технический результат достигается тем, что в преобразователь частоты, содержащий первый, второй и третий каналы управления, первый и второй выходы которых предназначены для подключения определенным образом к входам электродвигателя, третьи выходы подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам обратнокоординатного преобразователя, первые входы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами координатного преобразователя, вторые входы подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам формирователя ЭДС, третьи входы соединены с выходом генератора опорных напряжений, вход которого и четвертые входы каналов управления подключены к напряжению питающей сети, и последовательно соединенные задатчик частоты вращения, задатчик интенсивности, четвертый узел сравнения, регулятор скорости, пятый узел сравнения, усилитель низкой частоты, генератор синусоидальных колебаний, второй вход которого через четвертый узел логики подключен к выходу пятого узла сравнения, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого узла сравнения, выход обратнокоординатного преобразователя соединен с входом задатчика ЭДС, выход которого подключен к третьему входу формирователя ЭДС, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входам обратнокоординатного преобразователя и координатного преобразователя, третий вход которого подключен к второму выходу регулятора скорости, а четвертый вход к выходу задатчика тока намагничивания, первый, второй и третий каналы управления содержат последовательно соединенные узел сравнения, регулятор тока, нелинейное звено, переключатель характеристик, управляющий орган, формирователь длительности импульсов и тиристорный преобразователь, второй вход которого подключен к второму выходу датчика тока, первый выход которого соединен с вторым входом узла сравнения и первым входом датчика ЭДС, второй вход которого подключен к третьему выходу тиристорного преобразователя, четвертый выход которого через датчик проводимости соединен с вторым входом узла логики, первый выход которого соединен с вторым входом переключателя характеристик, второй выход - с вторым входом формирователя длительности импульсов, третий выход с вторым входом управляющего органа, а первый вход подключен к первому входу узла сравнения, являющимся первым входом каналов управления, второй вход нелинейного звена соединен с выходом функционального преобразователя ЭДС, вход которого является вторым входом каналов управления, третий вход формирователя длительности импульсов является третьим входом каналов управления, а вход датчика тока является четвертым входом каналов управления, первый, второй и третий выходы которых являются первым и вторым выходами тиристорного преобразователя и выходом датчика ЭДС, введены короткозамыкатель и узел включения закоротки, первый вход которого является первым входом шестого узла сравнения и вторым входом ключа, второй вход является вторым входом шестого уза сравнения и входом первого инвертора, третий, четвертый и пятый входы являются соответственно вторым входом узла синхронизации, вторым входом формирователя и вторым входом второго триггера, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы являются соответственно выходом ключа, выходом элемента И-НЕ, выходом пятого узла задержки, выходом третьего узла задержки, выходом пятого узла логики, выходом усилителя и выходом шестого узла задержки и содержит последовательно соединенные шестой узел сравнения, первый элемент ИЛИ-НЕ, первый узел задержки, третий элемент ИЛИ-НЕ и ключ, третий вход которого подключен к выходу первого инвертора, последовательно соединенного с выпрямителем, седьмым узлом сравнения, узлом синхронизации, первым триггером, вторым инвертором, третьим узлом задержки, вторым элементом ИЛИ-НЕ, вторым триггером, пятым узлом задержки и элементом И-НЕ, второй вход которого через второй узел задержки подключен к выходу второго инвертора, второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ и входу четвертого узла задержки, выход которого соединен с входами усилителя, шестого узла задержки и вторым входом пятого узла логики, первый вход которого подключен к второму выходу выпрямителя, второй вход седьмого узла сравнения соединен с выходом задатчика опорного напряжения, а выход с первым входом формирователя и с вторым входом первого триггера, выход которого подключен к вторым входам первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход формирователя соединен с третьим входом узла синхронизации, выход третьего узла задержки подключен к второму входу пятого узла задержки, выход обратнокоординатного преобразователя соединен с первым входом узла включения закоротки, первый выход которого подключен к второму входу четвертого узла сравнения, первый вход последнего соединен с вторым входом узла включения закоротки, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к второму выходу генератора опорных напряжений, к третьему выходу второго канала управления и четвертым выходам первого, второго и третьего каналов управления, являющимися четвертыми выходами первого, второго и третьего узлов логики соответственно, третьи и четвертые входы которых, являющиеся соответственно пятыми и шестыми входами первого, второго и третьего каналов управления, соединены соответственно с третьим и четвертым выходами узла включения закоротки, четвертый выход которого подключен к второму входу регулятора скорости, второй и пятый выходы соединены соответственно с седьмыми и восьмыми входами первого, второго и третьего каналов управления, являющимися пятыми и четвертыми входами первого, второго и третьего формирователей импульсов, шестые входы которых, являющиеся девятыми входами первого, второго и третьего каналов управления, подключены: с третьего канала управления к седьмому выходу узла включения закоротки, а с второго и первого каналов управления к шестому выходу узла включения закоротки и входу короткозамыкателя, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к вторым выходам первого, второго и третьего каналов управления. The technical result is achieved by the fact that in the frequency converter containing the first, second and third control channels, the first and second outputs of which are intended to be connected in a certain way to the inputs of the electric motor, the third outputs are connected respectively to the third, fourth and fifth inputs of the inverse coordinate converter, the first inputs are connected respectively with the first, second and third outputs of the coordinate transformer, the second inputs are connected respectively to the first, second and third outputs of the form EMF driver, the third inputs are connected to the output of the reference voltage generator, the input of which and the fourth inputs of the control channels are connected to the supply voltage, and the speed controller, the intensity controller, the fourth comparison node, the speed controller, the fifth comparison node, the low-frequency amplifier are connected in series, a sinusoidal oscillator, the second input of which through the fourth logic node is connected to the output of the fifth comparison node, the second input of which is connected to the second input of the fourth comparison node The output of the inverse coordinate converter is connected to the input of the EMF master, the output of which is connected to the third input of the EMF driver, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the inverse coordinate converter and coordinate converter, the third input of which is connected to the second output of the speed controller, and the fourth the input to the output of the magnetization current setter, the first, second and third control channels contain series-connected comparison unit, current regulator, nonlinear link, switch of characteristics, governing body, pulse shaper and thyristor converter, the second input of which is connected to the second output of the current sensor, the first output of which is connected to the second input of the comparison unit and the first input of the EMF sensor, the second input of which is connected to the third output of the thyristor converter the fourth output of which is connected through the conductivity sensor to the second input of the logic node, the first output of which is connected to the second input of the characteristic switch, the second output - with the second input of the pulse width former, the third output with the second input of the governing body, and the first input is connected to the first input of the comparison node, which is the first input of the control channels, the second input of the nonlinear link is connected to the output of the EMF functional converter, the input of which is the second input of the control channels , the third input of the pulse width former is the third input of the control channels, and the input of the current sensor is the fourth input of the control channels, the first, second, and third outputs of which are the first and second outputs of the thyristor converter and the output of the EMF sensor, a short circuit and a short-circuit switching unit are introduced, the first input of which is the first input of the sixth comparison node and the second key input, the second input is the second input of the sixth comparison link and the input of the first inverter, third, fourth and the fifth inputs are respectively the second input of the synchronization node, the second input of the driver and the second input of the second trigger, and the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh output s are the key output, the output of the AND element, the output of the fifth delay node, the output of the third delay node, the output of the fifth logic node, the output of the amplifier and the output of the sixth delay node, and contains the sixth comparison node in series, the first OR-NOT element, the first node delays, the third element OR NOT, and the key, the third input of which is connected to the output of the first inverter, connected in series with the rectifier, the seventh comparison node, the synchronization node, the first trigger, the second inverter, the third node the latency, the second OR-NOT element, the second trigger, the fifth delay node and the NAND element, the second input of which through the second delay node is connected to the output of the second inverter, the second input of the second OR-NOT element and the input of the fourth delay node, the output of which is connected to the inputs of the amplifier, the sixth delay node and the second input of the fifth logic node, the first input of which is connected to the second output of the rectifier, the second input of the seventh comparison node is connected to the output of the reference voltage setter, and the output to the first input of the driver and to the second the input of the first trigger, the output of which is connected to the second inputs of the first and third elements OR-NOT, the output of the driver is connected to the third input of the synchronization node, the output of the third delay node is connected to the second input of the fifth delay node, the output of the inverse converter is connected to the first input of the short circuit enable node , the first output of which is connected to the second input of the fourth comparison node, the first input of the latter is connected to the second input of the short-circuit switching unit, the third, fourth and fifth inputs of which are connected respectively to the second output of the reference voltage generator, to the third output of the second control channel and the fourth outputs of the first, second and third control channels, which are the fourth outputs of the first, second and third nodes of the logic, respectively, the third and fourth inputs of which, respectively, are the fifth and sixth inputs the first, second and third control channels are connected respectively to the third and fourth outputs of the short-circuit switching unit, the fourth output of which is connected to the second input of the reg speed controller, the second and fifth outputs are connected respectively to the seventh and eighth inputs of the first, second and third control channels, which are the fifth and fourth inputs of the first, second and third pulse shapers, the sixth inputs of which are the ninth inputs of the first, second and third control channels, connected: from the third control channel to the seventh output of the short circuit switch, and from the second and first control channels to the sixth output of the short circuit switch and the input of the short circuit, first, second the swarm and third outputs of which are connected respectively to the second outputs of the first, second and third control channels.
На фиг. 1, 2 приведена функциональная схема предлагаемого электропривода, где приняты следующие обозначения:
1 задатчик частоты вращения, 2 задатчик интенсивности, 3 узел сравнения 4, 4 регулятор скорости, 5 узел сравнения 5, 6 задатчик ЭДС, 7 усилитель низкой частоты, 8 узел логики 4, 9 генератор синусоидальных колебаний, 10 задатчик тока намагничивания, 11 координатный преобразователь, 12 формирователь ЭДС, 13 обратнокоординатный преобразователь, 14 канал управления 1, 15 канал управления 2, 16 канал управления 3, 17 генератор опорных напряжений, 18 электродвигатель (асинхронный короткозамкнутый), 19 узел сравнения 1, 20 регулятор тока 1, 21 функциональный преобразователь ЭДС 1, 22 нелинейное звено 1, 23 узел логики 1, 24 переключатель характеристик 1, 25 управляющий орган 1, 26 датчик проводимости 1, 27 формирователь длительности импульсов 1, 28 датчик ЭДС 1, 29 датчик тока 1, 30 тиристорный преобразователь 1, 31 узел включения закоротки, 32 короткозамыкатель, 33 узел сравнения 6, 34 - инвертор 1, 35 ключ, 36 выпрямитель, 37 формирователь, 38 узел сравнения 7, 39 узел синхронизации, 40 триггер 1, 41 элемент ИЛИ-НЕ 1, 42 инвертор 2, 43 узел задержки 1, 44 узел задержки 2, 45 узел задержки 3, 46 элемент ИЛИ-НЕ 2, 47 узел задержки 4, 48 элемент ИЛИ-НЕ 3, 49 узел задержки 5, 50 триггер 2, 51 узел логики 5, 52 узел задержки 6, 53 элемент И-НЕ, 54 усилитель, 55 задатчик опорного напряжения.In FIG. 1, 2 shows a functional diagram of the proposed electric drive, where the following notation:
1 speed controller, 2 intensity controller, 3 comparison node 4, 4 speed controller, 5 comparison node 5, 6 emf sensor, 7 low-frequency amplifier, 8 logic node 4, 9 sine wave generator, 10 magnetization current generator, 11 coordinate converter , 12 EMF driver, 13 inverse coordinate converter, 14 control channel 1, 15
Предлагаемый электропривод содержит последовательно соединенные задатчик частоты вращения 1, задатчик интенсивности 2, четвертый узел сравнения 3, регулятор скорости 4, пятый узел сравнения 5, усилитель низкой частоты 7, генератор синусоидальных колебаний 9, второй вход которого через четвертый узел логики 8 соединен с выходом пятого узла сравнения 5, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого узла сравнения 3 и первым выходом узла включения закоротки 31, второй вход которого подключен к выходу задатчика интенсивности 2, а первый к входу задатчика ЭДС 6 и выходу обратнокоординатного преобразователя 13, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя ЭДС 12, первым и вторым выходом генератора синусоидальных колебаний 9 и первым и вторым входами координатного преобразователя 11, третий вход которого подключен к второму выходу регулятора скорости 4, а четвертый вход к выходу задатчика тока намагничивания 10, выход задатчика ЭДС 6 соединен с третьим входом формирователя ЭДС 12, а также три канала управления 14, 15, 16, содержащие последовательно соединенные узел сравнения 19, регулятор тока 20, нелинейное звено 22, переключатель характеристик 24, управляющий орган 25, формирователь длительности импульсов 27 и тиристорный преобразователь 30, второй вход которого подключен к второму выходу датчику тока 29, первый выход которого соединен с вторым входом узла сравнения 19 и первым входом датчика ЭДС 28, второй вход которого подключен к третьему выходу тиристорного преобразователя 30, четвертый выход которого через датчик проводимости 26 соединен с вторым входом узла логики 23, первый выход которого подключен к второму входу переключателя характеристик 24, второй выход к второму входу формирователя длительности импульсов 27, третий выход -к второму входу управляющего органа 25, а первый вход соединен с первым входом узла сравнения 19 и второй вход нелинейного звена 22 подключен к выходу функционального преобразователя ЭДС 21; первые и вторые выходы которых являются первыми и вторыми соответственно выходами тиристорных преобразователей 30 и предназначены для подключения соответствующим образом к входам электродвигателя 18, третьи выхода являются выходами датчиков ЭДС 28 и соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами обратнокоординатного преобразователя 13, причем четвертый вход последнего соединен с четвертым входом узла включения закоротки 31, четвертые выходы являются четвертыми выходами узла логики 23 и соединены с пятым входом узла включения закоротки 31, первые входы являются первыми входами узлов сравнения 19 и подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам координатного преобразователя 11, вторые входы являются входами преобразователей ЭДС 21 и соединены с первым, вторым и третьим выходами формирователя ЭДС соответственно, третьи входы являются третьими входами формирователей длительности импульсов 27 и подключены к первому выходу генератора опорных напряжений 17, четвертые входы являются входами датчиков тока 29 и подключены к входу генератора опорных напряжений 17 и напряжению питающей сети, пятые и шестые входы являются третьими и четвертыми входами узлов логики 23 и соединены соответственно с третьим и четвертым выходами узла включения закоротки 31, причем четвертый выход последнего подключен к второму входу регулятора скорости 4, седьмые и восьмые входы являются пятыми и четвертыми входами формирователя длительности импульсов 27 и соединены соответственно с вторым и пятым выходами узла включения закоротки 31, девятые входы являются шестыми входами формирователя длительности импульсов 27 и соединены: с третьего канала управления 16 к седьмому выходу узла включения закоротки 31, а с первого 14 и второго 15 канала управления к шестому выходу узла включения закоротки 31 и входу короткозамыкателя 32, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к вторым выходам первого 14, второго 15 и третьего 16 каналов управления. The proposed electric drive contains serially connected speed controller 1,
На фиг. 3 приведена функциональная схема узла включения закоротки 31, первый вход которого является первым входом шестого узла сравнения 33 и вторым входом ключа 35, второй вход является вторым входом шестого узла сравнения 33 и входом первого инвертора 34, третий, четвертый и пятый входы являются соответственно вторым входом узла синхронизации 39, вторым входом формирователя 37 и вторым входом второго триггера 50, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы являются соответственно выходом ключа 35, выходом элемента И-НЕ 53, выходом пятого узла задержки 49, выходом третьего узла задержки 45, выходом пятого узла логики 51, выходом усилителя 54 и выходом шестого узла задержки 52, и содержит последовательно соединенные шестой узел сравнения 33, первый элемент ИЛИ-НЕ 41, первый узел задержки 43, третий элемент ИЛИ-НЕ 48 и ключ 35, третий вход которого подключен к выходу первого инвертора 34, последовательно соединенного с выпрямителем 36, седьмым узлом сравнения 38, узлом синхронизации 39, первым триггером 40, вторым инвертором 42, третьим узлом задержки 45, вторым элементом ИЛИ-НЕ 46, вторым триггером 50, пятым узлом задержки 49 и элементом И-НЕ 53, второй вход которого через второй узел задержки 44 подключен к выходу второго инвертора 42, второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ 46 и входу четвертого узла задержки 47, выход которого соединен с входами усилителя 54, шестого узла задержки 52 и вторым входом пятого узла логики 51, первый вход которого подключен к второму выходу выпрямителя 36, второй вход седьмого узла сравнения 38 соединен с выходом задатчика опорного напряжения 55, а выход -с первым входом формирователя 37 и с вторым входом первого триггера 40, выход которого подключен к вторым входам первого 41 и третьего 48 элементов ИЛИ-НЕ, выход формирователя 37 соединен с третьим входом узла синхронизации 39, выход третьего узла задержки 45 подключен к второму входу пятого узла задержки 49. In FIG. 3 is a functional diagram of a short-
Стрелки _→ , ←_ в схеме узлов задержки указывают включение выдержки времени при переходе на 50 Гц или при обратном переходе в регулируемый режим. The arrows _ →, ← _ in the delay nodes diagram indicate the inclusion of a time delay when switching to 50 Hz or when switching back to adjustable mode.
Электропривод работает следующим образом. The electric drive operates as follows.
При достижении скорости электродвигателя, близкой к номинальной, т.е. при частотах, близких 50 Гц, на выходе задатчика интенсивности 2 напряжение Uзи становится близким к номинальному задающему напряжению, которое через инвертор 34 и выпрямитель 36 сравнивается в седьмом узле сравнения 38 с опорным напряжением. При сравнении с опорным напряжением на выходе седьмого узла сравнения формируется сигнал, снимающий блокировку с первого триггера 40 и разрешающий работу формирователя 37 и узла синхронизации 39, на второй вход которого поступают сигналы Ua, Ucиа (полярность и синхроимпульс в момент перехода через 0), сдвинутые 90 эл.град. относительно фазы B сети с генератора опорных напряжений 17, а на третий вход аналогичные сигналы с формирователя 37, сдвинутые на 90o относительно ЭДС второй обмотки электродвигателя U2. При совпадении полярности и синхроимпульсов этих сигналов на выходе узла синхронизации 39 появляется единичный импульс, который переключает состояние первого триггера 40, причем этот импульс формируется как раз в момент максимальной амплитуды линейного напряжения UАВ сети. Нулевой сигнал с выхода первого триггера 40 через второй инвертор 42 и третий узел задержки 45 поступает на четвертые входы узлов логики 23 каналов управления 14, 15, 16 и переводит углы системы управления электроприводом в αmax, а также отключает триггера формирования зон управления в узлах логики 23 и блокирует регулятор скорости 4. Одновременно начинается отсчет выдержки времени в пятом узле задержки 49 (≈ 15 мс) для исключения "опрокидывания инвертора" и после отсчета выдержки времени сигналом "БИ" производится отключение комплектов "Вперед", "Назад" в узлах логики 23 и через элемент И-НЕ 53 прекращается формирование импульсов в формирователях длительности импульсов 27 каналов управления 14, 15, 16.When the motor speed is close to the nominal, i.e. at frequencies near 50 Hz, the output
Одновременно с появлением нулевого сигнала на выходе первого триггера 40 через второй инвертор 42 начинается отсчет выдержки времени в четвертом узле задержки 47 (≈ 20 мс), необходимой для того, чтобы включить электродвигатель на амплитуду линейного напряжения через один период частоты сети 20 мс. По окончании отсчета выдержки времени через усилитель 54 сигналом КЗ I и II выводы обмоток электродвигателя 18 с помощью тиристорных преобразователей 30 и соответствующего их управления с формирователей длительности импульсов 27 в каналах управления 14, 15 подключаются соответственно к фазам A (C) и B сети, а IV, V и VI выводы с помощью короткозамыкателя 32 объединяются в "звезду". Одновременно с окончанием отсчета выдержки времени в четвертом узле задержки 47 появляется разрешение на формирование сигналов в пятом узле логики 51 в зависимости от полярности задающего сигнала на втором выходе выпрямителя 36. Сигналы с выхода пятого узла логики 51 поступают на четвертые входы формирователей длительности импульсов 27 и позволяют при заданном направлении вращения правильно подключить фазы сети к обмоткам электродвигателя. При направлении движения "Вперед" двигатель подключатся на линейное напряжение UAB, а при направлении движения "Назад" на линейное напряжение UCB. Одновременно с этим начинается отсчет выдержки времени (≈ 5 мс) в шестом узле задержки 52, который через четвертый вход формирователя длительности импульсов 27 и тиристорный преобразователь 30 в канале управления 16 подключает III вывод электродвигателя на амплитуду фазного напряжения C (A) сети.Simultaneously with the appearance of a zero signal at the output of the first flip-
Для исключения срыва обратнокоординатного преобразователя 13 в момент снятия импульсов с тиристорных преобразователей, так как электродвигатель обесточивается и ЭДС электродвигателя 18 начинает падать, что ведет к уменьшению задающей частоты генератора синусоидальных колебаний 9 на время подключения (≈ 20 мс) первым и третьим элементами ИЛИ-НЕ 41, 48 и первым узлом задержки 43, формируется импульс, переключающий ключ 35, через который с третьего входа на входы задания частоты сигналом кратковременно задается уровень напряжения задания что позволяет поддержать неизменной частоту генератора синусоидальных колебаний 9.To eliminate the failure of the inverse coordinate converter 13 at the moment of taking the pulses from the thyristor converters, since the electric motor is de-energized and the EMF of the electric motor 18 begins to fall, which leads to a decrease in the reference frequency of the sinusoidal oscillation generator 9 by the connection time (≈ 20 ms) by the first and third elements OR NOT 41, 48 and the
Если в момент перехода на закоротку все же произошел срыв обратнокоординатного преобразователя 13, то с помощью тех же элементов 41, 43, 48 в момент сравнения сигналов ωp и Uзи в шестом узле сравнения 33 вновь формируется импульс, переключающий ключ 35 и восстанавливающий обратнокоординатный преобразователь 13.If, at the moment of transition to the short circuit, the inverse coordinate converter 13 still failed, then using the
При снижении скорости электродвигателя задатчиком частоты 1 ниже номинальной седьмой узел сравнения 38 возвращается в исходное состояние и устанавливает первый триггер 40 в единичное состояние. When the speed of the electric motor decreases with a frequency setter 1 below the nominal
Через второй инвертор 42, четвертый узел задержки 47, усилитель 54 и шестой узел задержки 52 мгновенно производится отключение короткозамыкателя 32 и I, II, IV выводы обмоток электродвигателя 18 отличаются от фаз сети. Электродвигатель начинает тормозится на выбеге. С помощью выдержки времени во втором узле задержки 44 (≈ 5 мс), необходимой для обеспечения надежного отключения закоротки, через элемент И-НЕ 53 снимается блокировка с формирования импульсов в формирователях длительности импульсов 27 и с выдержкой времени (≈ 25 мс) в третьем узле задержки 45, необходимой для восстановления правильного чередования зон управления, в триггерах зон узлов логики 23, электропривод включается в работу, т.е. снимается блокировка с регулятора скорости 4 и включаются комплекты B (H) узлов логики 23. Through the
В случае, если при снятии закоротки и отсчета выдержки времени ток в какой-либо из обмоток не успел спасть до нуля, во избежание при переходе в регулируемый режим короткого замыкания (тиристоры короткозамыкателя замыкателя 32 и тиристорных преобразователей 30 отключаются только при спадании тока до нуля) на первый вход второго триггера 50 подается с второго элемента ИЛИ-НЕ 46 единичный импульс, который блокирует отсчет выдержки времени в пятом узле задержки 49 и тем самым переход в регулируемый режим, пока суммарный сигнал датчиков проводимости с выходов узлов логики 23 не установит второй триггер 50 в единичное состояние. If, when removing the short-circuit and counting the time delay, the current in one of the windings does not have time to drop to zero, to avoid short-circuiting when switching to the regulated mode (thyristors of short-circuit contactor 32 and thyristor converters 30 are switched off only when the current drops to zero) a single pulse is supplied to the first input of the
Введение в электропривод узла включения закоротки и короткозамыкателя позволяет бесконтактно переключать электропривод в режим закоротки и обратно без бросков тока благодаря синхронизации сети и ЭДС-двигателя и включению последнего сначала на амплитуду линейного напряжения сети, а затем на амплитуду фазного напряжения третьей фазы, что приводит к экономичному использованию регулируемого электропривода на частоте сети. The introduction of a short-circuit and a short-circuiting unit into the electric drive makes it possible to contactlessly switch the electric drive to short-circuit mode and vice versa without inrush due to synchronization of the network and the EMF motor and first switching on the amplitude of the line voltage of the network, and then the amplitude of the phase voltage of the third phase, which leads to an economical the use of an adjustable electric drive at the mains frequency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95115497A RU2101847C1 (en) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | Thyristor asynchronous drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95115497A RU2101847C1 (en) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | Thyristor asynchronous drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95115497A RU95115497A (en) | 1997-11-10 |
RU2101847C1 true RU2101847C1 (en) | 1998-01-10 |
Family
ID=20171819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95115497A RU2101847C1 (en) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | Thyristor asynchronous drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2101847C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574380C2 (en) * | 2014-02-12 | 2016-02-10 | Станислав Владимирович Пастин | Method for pulse-frequency regulation of alternating current drive with source of variable frequency and device for its implementation |
-
1995
- 1995-09-04 RU RU95115497A patent/RU2101847C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. Отраслевой каталог "Электроприводы тиристорные асинхронные серии ЭТА1-00 ОКП 34 3157 0350", 1990. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574380C2 (en) * | 2014-02-12 | 2016-02-10 | Станислав Владимирович Пастин | Method for pulse-frequency regulation of alternating current drive with source of variable frequency and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB1559017A (en) | Motor control circuit | |
SU1421270A3 (en) | Induction motor control device | |
JPS6043749B2 (en) | Three-phase quasi-square wave VSCF induction generator system | |
CA1312116C (en) | Method and device for braking a squirrel-cage motor | |
RU2101847C1 (en) | Thyristor asynchronous drive | |
EP0637127A1 (en) | Three-phase electronic inverter for variable speed motor and method of operating same | |
GB1434576A (en) | Supply system for an esynchronous motor | |
JP2003504998A (en) | Electric motor power supply circuit and corresponding control method | |
RU2035840C1 (en) | Device for control over electric motor drive | |
SU1279041A1 (en) | Control device for a.c.electric machine | |
SU1111244A1 (en) | Adjustable-frequency electric drive for hoisting device | |
SU1517105A1 (en) | A.c. electric drive | |
SU1128362A1 (en) | A.c.drive | |
SU1577028A2 (en) | Single-phase thyristor voltage inverter | |
RU1826114C (en) | Control method for frequency changer of multimotor drive | |
SU657560A1 (en) | Induction squirrel-cage motor braking control arrangement | |
SU1112522A1 (en) | Adjustable-frequency electric drive | |
RU2017318C1 (en) | Method of forming of three-phase voltage fed to asynchronous motor supplied from single-phase network | |
SU982174A1 (en) | Self-sustained dc voltage-to-three-phase ac voltage converter for power supply of hysteresis motor | |
SU1714780A1 (en) | Process of controlling the dc thyristor-based traction electric drive unit | |
SU1241391A1 (en) | Device for braking variable-frequency synchronous electric motor | |
SU1066027A1 (en) | Device for thyristor inverter control | |
CN113302080A (en) | Method and device for controlling an electric machine and electric drive system | |
SU884067A1 (en) | Reversible voltage regulator for electric machine | |
SU1387152A1 (en) | Device for excitation of synchronous electric machine |