RU2654762C2 - Способ управления частотным электроприводом - Google Patents
Способ управления частотным электроприводом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654762C2 RU2654762C2 RU2016124924A RU2016124924A RU2654762C2 RU 2654762 C2 RU2654762 C2 RU 2654762C2 RU 2016124924 A RU2016124924 A RU 2016124924A RU 2016124924 A RU2016124924 A RU 2016124924A RU 2654762 C2 RU2654762 C2 RU 2654762C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- motor
- frequency
- electric drive
- frequency electric
- variable
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
- H02P3/24—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by applying dc to the motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях частоты для управления асинхронными двигателями. Техническим результатом является исключение контроля скорости, повышение надежности и эффективности электропривода в тормозном режиме. Способ управления частотным электроприводом позволяет уменьшить время «выбега» ротора двигателя при изменении задания по частоте и пуске асинхронного двигателя, переключить в режим торможения без гашения магнитного поля двигателя и тем самым значительно увеличить быстродействие частотных электроприводов. Энергия генерации, выделяемая в режиме отрицательного скольжения (S<0) асинхронного двигателя, используется для торможения двигателя, что позволяет снизить стоимость частотного электропривода за счет отсутствия в них тормозных прерывателей и тормозных резисторов. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях частоты для управления асинхронными двигателями.
Известен способ применения преобразователя частоты с неуправляемым выпрямителем на входе звена постоянного тока, накапливаемая на конденсаторах энергия генерации в режиме отрицательного скольжения (S<0) асинхронного двигателя гасится на тормозных резисторах с помощью тормозных прерывателей (Промышленные приводы АББ ACS800, одиночные приводы от 0,55 до 5600 кВт. Каталог). Основным недостатком является то, что стоимость тормозного прерывателя и резисторов составляет значительную часть стоимости преобразователя частоты, а занимаемая ими площадь превышает площадь, занимаемую преобразователем частоты. Данный способ управления применяется при стабильном входном силовом напряжении.
Известен способ управления асинхронным двигателем (RU, патент №2513035) при изменении входного силового напряжения в широких пределах, когда напряжение в звене постоянного тока достигает критического значения, отключают автономный инвертор напряжения от источника постоянного тока до тех пор, пока напряжение в звене постоянного тока не станет ниже критического значения. Для определения частоты вращения двигателя на «выбеге», на выходе автономного инвертора напряжения кратковременно формируют низковольтное постоянное напряжение, возбуждающее электродвигатель, в статорных обмотках которого магнитное поле ротора наводит переменный ток, частоту которого измеряют, и с этой частотой осуществляют повторный пуск двигателя на «выбеге».
Для эффективного торможения асинхронным двигателем, на выходе инвертора напряжения формируют напряжение постоянного тока, амплитуда которого линейно нарастает от нуля до значения, зависящего от типа асинхронного двигателя, которое создает требуемый тормозной момент, при этом момент остановки двигателя определяют по кратковременному уменьшению его фазного тока, после чего инвертор напряжения выключают.
Недостатком данного способа является то, что при изменении задания по частоте, пуске и остановке асинхронного двигателя выходное напряжение и частоту изменяют по одному и тому же закону скалярного частотного управления. Основным недостатком является то, что для исключения генераторного режима на «выбеге» при выключении инвертора плавно снижают выходные напряжения и частоту до нуля, а при повторном пуске плавно разгоняют асинхронный двигатель с текущими значениями напряжения и частоты.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является способ управления торможением частотного электропривода с многоуровневым инвертором напряжения (RU, патент №2580508). Способ управления торможением асинхронного двигателя состоит в совмещении на первом этапе динамического торможения и магнитного торможения, когда закорачиваются статорные обмотки двигателя. На втором этапе применяется способ магнитного торможения, приводящий к полному гашению электромагнитной энергии и остановке двигателя. Использование на этом этапе магнитного способа торможения позволяет более эффективное гашение электромагнитных процессов в двигателе. Использование магнитного торможения не требует дополнительных расходов электрической энергии, так как электромагнитная энергия, накопленная на первом этапе во время динамического торможения, используется для торможения до полной остановки ротора двигателя. При этом отпадает необходимость контроля скорости для обесточивания двигателя, так как электромагнитная энергия, накопленная на первом участке, разрядилась в статорной обмотке и не будет дополнительного нагрева двигателя, как при динамическом способе торможения. Данный способ управления применяется при стабильных входных силовых напряжениях на входе неуправляемых выпрямителей.
Целью предлагаемого способа управления частотным электроприводом является расширение функциональной возможности способа управления торможением частотного электропривода с многоуровневым инвертором напряжения (RU, патент №2580508) в частотных электроприводах.
Поставленная цель достигается тем, что в частотных электроприводах, содержащих выпрямитель на входе звена постоянного тока, подключенного через автономный инвертор напряжения к асинхронному двигателю, при изменении задания по частоте (напряжения) и пуске асинхронного двигателя с повышением уровня напряжения в звене постоянного тока над уровнем входного силового напряжения выпрямителя обеспечивает совмещенное с динамическим магнитное торможение асинхронного двигателя. Энергия генерации, выделяемая в режиме отрицательного скольжения (S<0) асинхронного двигателя, используется для торможения двигателя. При этом время «выбега» ротора двигателя уменьшается, что приводит к значительному увеличению быстродействия частотных электроприводов, уменьшению стоимости и занимаемой площади частотных электроприводов за счет отсутствия в них тормозных прерывателей и тормозных резисторов.
При останове двигателя на первом этапе обеспечивается совмещенное с динамическим магнитное торможение, а на втором этапе - магнитное торможение. Использование магнитного торможения не требует дополнительных расходов электрической энергии, так как электромагнитная энергия, накопленная на первом этапе во время динамического торможения, используется для торможения до полной остановки ротора двигателя. При этом отпадает необходимость контроля скорости для обесточивания двигателя, так как электромагнитная энергия, накопленная на первом участке, разрядилась в статорной обмотке и не будет дополнительного нагрева двигателя, как при динамическом способе торможения.
Переключение силовых ключей инверторов напряжения позволяет синхронизировать ток динамического торможения ранее протекавшим током двигателя. Направления токов в фазах двигателя, имевшихся в двигательном режиме в момент переключения, сохраняются в режиме торможения во всех трех фазах. Переключение в режим торможения без выдержки времени на гашение магнитного поля двигателя, равной 3-4 постоянной времени ротора, позволяет повысить быстродействие частотных электроприводов.
Предложенный способ управления частотным электроприводом позволяет уменьшить время «выбега» ротора двигателя при изменении задания по частоте и пуске асинхронного двигателя, переключить в режим торможения без гашения магнитного поля двигателя, и тем самым значительно увеличить быстродействие частотных электроприводов. Применение двухступенчатого торможения для остановки двигателя позволяет исключить контроль скорости, повысить надежность и эффективность электропривода в тормозном режиме. Энергия генерации, выделяемая в режиме отрицательного скольжения (S<0) асинхронного двигателя, используется для торможения двигателя, что позволяет снизить стоимость частотного электропривода за счет отсутствия в них тормозных прерывателей и тормозных резисторов.
Claims (2)
1. Способ управления частотным электроприводом, содержащим выпрямитель на входе звена постоянного тока, подключенного через автономный инвертор напряжения к асинхронному двигателю, отличающийся тем, что при изменении задания по частоте и пуске асинхронного двигателя с повышением уровня напряжения в звене постоянного тока над уровнем входного силового напряжения выпрямителя обеспечивают совмещенное с динамическим магнитное торможение асинхронного двигателя.
2. Способ управления частотным электроприводом по п. 1, отличающийся тем, что направления токов в фазах двигателя, имевшихся в двигательном режиме в момент переключения, сохраняют в режиме торможения во всех трех фазах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124924A RU2654762C2 (ru) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Способ управления частотным электроприводом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124924A RU2654762C2 (ru) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Способ управления частотным электроприводом |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016124924A RU2016124924A (ru) | 2017-12-26 |
| RU2654762C2 true RU2654762C2 (ru) | 2018-05-22 |
Family
ID=62202464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016124924A RU2654762C2 (ru) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Способ управления частотным электроприводом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654762C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1653113A1 (ru) * | 1989-06-15 | 1991-05-30 | Головное Конструкторское Бюро Деревообрабатывающего Оборудования Научно-Производственного Объединения "Древмаш" | Способ торможени трехфазного асинхронного электродвигател |
| RU2077112C1 (ru) * | 1993-06-21 | 1997-04-10 | Владимир Алексеевич Задеренко | Устройство для торможения трехфазного асинхронного электродвигателя |
| US20010019253A1 (en) * | 1998-10-02 | 2001-09-06 | Hammond Peter W. | Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive |
| RU2440663C2 (ru) * | 2009-12-30 | 2012-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Фирма "Вем" | Способ торможения электродвигателя переменного тока |
| US20120146565A1 (en) * | 2009-05-11 | 2012-06-14 | Ansaldo Energia S.P.A. | Device and method for driving an electric machine for abating and masking distinctive acoustic emissions |
| RU2580508C1 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-04-10 | Николай Петрович Чернов | Способ управления торможением частотного электропривода с многоуровневым инвертором напряжения |
-
2016
- 2016-06-21 RU RU2016124924A patent/RU2654762C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1653113A1 (ru) * | 1989-06-15 | 1991-05-30 | Головное Конструкторское Бюро Деревообрабатывающего Оборудования Научно-Производственного Объединения "Древмаш" | Способ торможени трехфазного асинхронного электродвигател |
| RU2077112C1 (ru) * | 1993-06-21 | 1997-04-10 | Владимир Алексеевич Задеренко | Устройство для торможения трехфазного асинхронного электродвигателя |
| US20010019253A1 (en) * | 1998-10-02 | 2001-09-06 | Hammond Peter W. | Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive |
| US20120146565A1 (en) * | 2009-05-11 | 2012-06-14 | Ansaldo Energia S.P.A. | Device and method for driving an electric machine for abating and masking distinctive acoustic emissions |
| IT1394448B1 (it) * | 2009-05-11 | 2012-06-15 | Ansaldo Energia Spa | Dispositivo e metodo di pilotaggio di una macchina elettrica per l'abbattimento e il mascheramento di emissioni acustiche distintive |
| RU2440663C2 (ru) * | 2009-12-30 | 2012-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Фирма "Вем" | Способ торможения электродвигателя переменного тока |
| RU2580508C1 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-04-10 | Николай Петрович Чернов | Способ управления торможением частотного электропривода с многоуровневым инвертором напряжения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016124924A (ru) | 2017-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180048246A1 (en) | Electromechanical assembly comprising an alternator | |
| EP2719888A1 (en) | Dual-DC bus starter/generator | |
| RU2294592C1 (ru) | Устройство для плавного пуска асинхронного двигателя | |
| Amudhavalli et al. | Improved Z source inverter for speed control of an induction motor | |
| RU2654762C2 (ru) | Способ управления частотным электроприводом | |
| US9673741B2 (en) | System for supplying electrical power to a load and corresponding power supply method | |
| Wadibhasme et al. | Review of various methods in improvement in speed, power & efficiency of induction motor | |
| RU107007U1 (ru) | Устройство плавного пуска синхронного двигателя с асинхронным возбудителем | |
| RU2332773C1 (ru) | Автономный бесконтактный синхронный генератор | |
| RU2584817C1 (ru) | Способ управления пуском асинхронного электродвигателя погружного насоса | |
| RU143222U1 (ru) | Многодвигательный вспомогательный электропривод электроподвижного состава постоянного тока | |
| RU2719040C1 (ru) | Устройство стабилизации напряжения в системе питания асинхронных вспомогательных машин электровозов переменного тока | |
| Thanyaphirak et al. | PWM AC chopper control schemes for energy saving of single-phase induction motors | |
| RU2556236C1 (ru) | Преобразовательный комплекс электроснабжения собственных нужд тепловоза | |
| RU174098U1 (ru) | Электропривод с автономными инверторами напряжения и двухфазной электрической машиной | |
| RU2538405C1 (ru) | Асинхронный двигатель с исключенным режимом холостого хода | |
| Yang et al. | Investigation of a dynamic braking scheme for switched reluctance motor drives | |
| RU2530532C1 (ru) | Устройство плавного пуска асинхронного двигателя | |
| RU2572023C2 (ru) | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе | |
| AU2014100347A4 (en) | A Voltage Boosting Alternator | |
| Asghar | Three-Phase Dynamic AC Braking of Induction Motors by Discontinuous Phase-Controlled Switching | |
| RU55224U1 (ru) | Асинхронный двигатель для безредукторного электропривода | |
| RU2498334C1 (ru) | Устройство для испытаний частотно-управляемого гребного электропривода системы электродвижения в условиях стенда | |
| RU174075U1 (ru) | Преобразователь частоты | |
| RU2314636C1 (ru) | Асинхронный вентильный каскад |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200622 |