RU2462808C1

RU2462808C1 - Frequency converter control method

Info

Publication number: RU2462808C1
Application number: RU2011124128/07A
Authority: RU
Inventors: Виктор Игоревич Кузькин (RU); Виктор Игоревич Кузькин; Валерий Николаевич Мелешкин (RU); Валерий Николаевич Мелешкин; Николай Викторович Московец (RU); Николай Викторович Московец; Сергей Вячеславович Мясищев (RU); Сергей Вячеславович Мясищев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Электропривод и силовая Электроника"
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-09-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: in frequency converter control method, when supply voltage fails, motor (7) rotates at the runout. When the network (1) is being restored, shaper (11) supplies signals to two (or three) channels (transistors) in various groups of inverter (6); current that exceeds the set point (approximately 200-300% of nominal motor current (7)) rises in two phases of motor. Under action of stator current pulse in rotor of motor there created is decaying current pulse and magnetic field that corresponds to it, which induces e.m.f. in stator windings, the frequency of which is equal to rotation frequency. Frequency of that signal is measured with unit (9) and transmitted to inverter (6) control unit (13). Repeated acceleration of electric motor (7) starts exactly from that frequency.

EFFECT: simplifying the construction and improving reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и используется в электроприводах.The invention relates to the field of electrical engineering and is used in electric drives.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является способ /1/ подхвата преобразователя частоты, питающего асинхронный электродвигатель, при отключении питающей сети и последующем ее восстановлении, состоящий в снятии управляющих сигналов преобразователя после снижения напряжения сети и измерении частоты вращения ротора электродвигателя после повышения напряжения сети свыше установленного уровня, установке этой частоты преобразователя и подаче управляющих сигналов преобразователя. Недостаток способа состоит в сложности аппаратной реализации, относительно низкой надежности, ибо для измерения частоты вращения необходимо использовать датчик (тахогенератор).The closest in technical essence and the achieved results is the method of / 1 / picking up a frequency converter supplying an asynchronous electric motor when the mains is disconnected and then restoring it, consisting in removing the control signal of the converter after reducing the mains voltage and measuring the rotor speed of the electric motor after increasing the mains voltage above the set level, setting this frequency of the converter and supplying control signals of the converter. The disadvantage of this method is the complexity of the hardware implementation, relatively low reliability, because for measuring the speed it is necessary to use a sensor (tachogenerator).

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение.The aim of the invention is to increase reliability and simplification.

Поставленная цель достигается за счет того, что на не менее чем два вывода обмотки статора подают импульс постоянного напряжения, контролируют ток и при достижении им заданной величины намагничивания электродвигателя, а по длительности не менее трехкратной постоянной времени вихревых токов стали, отключают постоянное напряжение, измеряют период или полупериод колебаний напряжения статора и по нему определят частоту вращения ротора.This goal is achieved due to the fact that at least two outputs of the stator winding supply a constant voltage pulse, control the current and when it reaches the specified magnetization value of the electric motor, and the duration of at least three times the time constant of the eddy currents of steel, turn off the constant voltage, measure the period or a half-period of fluctuations in the stator voltage and the rotor speed will be determined from it.

На фиг.1 приведена схема для осуществления способа. К шинам 1 сети через выключатель 2 подключен выпрямитель 3, полюса которого соединены с датчиком 4 напряжения, конденсатором 5 и инвертором 6 напряжения, который выходом соединен с двигателем 7 и вторым датчиком 8 напряжения. Последний выходом связан с блоком 9 определения частоты. Пороговый элемент 10 выходом соединен с управляющим входом формирователя 11. Блок 13 управления инвертором 6 своими шестью выходами соединен с вторым входом переключателя 12, выход которого подключен к управляющему входу инвертора 6, на выходе которого установлен датчик тока 14, который подключен выходом к второму пороговому элементу 15. Пороговый элемент 10 выходом соединен с управляющими входами переключателя 12 через блок 16 задержки на появление сигнала. Второй блок 17 задержки на появление сигнала включен между выходом второго порогового элемента 15 и сбрасывающим входом формирователя 11.Figure 1 shows a diagram for implementing the method. A rectifier 3 is connected to the busbars 1 of the network through a switch 2, the poles of which are connected to a voltage sensor 4, a capacitor 5 and a voltage inverter 6, which is connected by an output to the motor 7 and the second voltage sensor 8. The latter is connected to the frequency determination unit 9 by an output. The threshold element 10 is connected by an output to the control input of the shaper 11. The inverter 6 control unit 13 is connected with its six outputs to the second input of the switch 12, the output of which is connected to the control input of the inverter 6, the output of which has a current sensor 14, which is connected by the output to the second threshold element 15. The threshold element 10 is connected to the control inputs of the switch 12 through an output delay unit 16. The second block 17 delay on the appearance of the signal is connected between the output of the second threshold element 15 and the reset input of the driver 11.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При включенном выключателе 2, напряжение с шин 1 выпрямляется выпрямителем 3 и фильтруется конденсатором 5. Инвертор 6 преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение необходимой частоты и величины, что определяется блоком 13 управления. В целом устройство служит для разгона электродвигателя 6 и обеспечения работы последнего с частотой, отличной от сетевой. В этих режимах датчик 4 напряжения подает относительно большой сигнал на пороговый элемент 10, который поддерживает переключатель 12 в состоянии, обеспечивающем прохождение импульсов управления от блока 13. Работа устройства при перерыве сетевого питания иллюстрируется фиг.2, где С означает сигнал на выходе блока, номер которого указан цифрой. В момент t₁ сигнал С4 на выходе датчика 4 напряжения становится ниже уставки (пунктир), так как в сети 1 исчезло напряжение. Двигатель 7 вращается на выбеге. Пороговый элемент 10 переключает переключатель 12, подключая его к выходу формирователя 11 (например, асинхронный триггер). В момент t₂ сигнал С4 увеличивается выше уставки из-за восстановления сети 1. Формирователь 11 подает сигналы на два (или три) канала (транзисторы) в разных группах (эмиттерная и коллекторная) инвертора 6. В двух фазах двигателя нарастает ток, который в момент t₃ превышает уставку. Величина уставки выбирается на уровне, при котором обеспечивается достаточное намагничивание двигателя, чтобы с учетом чувствительности блока 9 определения частоты обеспечить заданную точность измерения при минимально заданной частоте вращения. В момент t₄ формирователь 11 по сигналу порогового элемента 15 отключается. Промежуток времени t₃-t₄ обеспечивается блоком 17 задержки. Это время в 3-4 раза превышает постоянную времени вихревых токов стали двигателя 7. Под действием импульса тока статора и соответствующего ему магнитного поля в роторе двигателя создается импульс тока. Этот спадающий постоянный ток создает магнитное поле, которое наводит в обмотках статора э.д.с., частота которой равна частоте вращения (умноженной на число пар полюсов). Частота этого сигнала измеряется блоком 9. Частота определяется путем измерения длительности первого полупериода (или периода) колебаний. Определенное таким образом значение частоты передается в блок 13 управления инвертором 6. Инвертору 6 задается это начальное значение частоты. Именно с этой частоты в момент t₅ начинается повторный разгон электродвигателя 7.When the switch 2 is turned on, the voltage from the busbars 1 is rectified by the rectifier 3 and filtered by a capacitor 5. The inverter 6 converts the direct voltage into an alternating voltage of the required frequency and magnitude, which is determined by the control unit 13. In general, the device serves to accelerate the electric motor 6 and ensure the operation of the latter with a frequency different from the network one. In these modes, the voltage sensor 4 delivers a relatively large signal to the threshold element 10, which supports the switch 12 in a state that allows the passage of control pulses from the unit 13. The operation of the device during a power outage is illustrated in FIG. 2, where C means the signal at the output of the unit, number which is indicated by a number. At time t _{1, the} signal C4 at the output of the voltage sensor 4 becomes lower than the set point (dotted line), since the voltage has disappeared in network 1. The motor 7 is coasting. The threshold element 10 switches the switch 12, connecting it to the output of the shaper 11 (for example, an asynchronous trigger). At time t _2, signal C4 increases above the setpoint due to network restoration 1. Shaper 11 supplies signals to two (or three) channels (transistors) in different groups (emitter and collector) of inverter 6. In two phases of the motor, the current rises moment t ₃ exceeds the setpoint. The setpoint value is selected at a level at which sufficient magnetization of the motor is ensured, so as to take into account the sensitivity of the frequency determining unit 9, to provide the specified measurement accuracy at the minimum specified speed. At time t _{4, the} shaper 11 is disabled by the signal of the threshold element 15. The time interval t ₃ -t _{4 is} provided by the delay unit 17. This time is 3-4 times higher than the time constant of the eddy currents of the steel of the engine 7. Under the action of the current pulse of the stator and the corresponding magnetic field, a current pulse is created in the motor rotor. This decreasing direct current creates a magnetic field that induces an emf in the stator windings, the frequency of which is equal to the rotation frequency (multiplied by the number of pole pairs). The frequency of this signal is measured by block 9. The frequency is determined by measuring the duration of the first half-period (or period) of the oscillations. The frequency value thus determined is transmitted to the control unit 13 of the inverter 6. The inverter 6 is set to this initial frequency value. It is from this frequency that at the moment t ₅ , the repeated acceleration of the electric motor 7 begins.

Таким образом, для осуществления подхвата при появлении сети не требуется установка специального датчика на электродвигатель. Это повышает надежность работы.Thus, to carry out the pickup when the network appears, the installation of a special sensor on the electric motor is not required. This improves reliability.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2326488 С11. Patent RU No. 2326488 C1

Claims

The method of picking up an asynchronous electric motor powered by a frequency converter when the mains is disconnected and then restored, which consists in removing the control signals of the converter after reducing the mains voltage and measuring the rotor speed of the electric motor after raising the mains voltage above a specified level, setting this frequency of the converter and supplying control Converter signals, characterized in that at least two outputs of the stator winding are supplied with a constant voltage pulse They control the current and when it reaches the specified magnetization value of the electric motor, and by the duration of at least three times the time constant of the eddy currents of steel, they turn off the constant voltage, measure the period or half period of the voltage fluctuation of the stator and determine the rotor speed using it.