SU1096744A1

SU1096744A1 - Method of adjusting electric drive

Info

Publication number: SU1096744A1
Application number: SU823494328A
Authority: SU
Inventors: Яков Аронович Брискман; Марк Евсеевич Шор
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1984-06-07

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ , содержащим преобразователь частоты, на выходные зажимы которого подключен двигатель переменного тока и через импульсный регул тор торможени - тормозной резистор, при котором синхронизируют работу преобразовател частоты с импульсным регул тором торможени и регулируют врем подключени тормозного резистора к зажимам двигател , отличающийс тем, что, с целью уменьшени времени торможени двигател , осуществл ют широтно-импульсное регулирование напр жением преобразовател частоты, при этом период щиротно-импульсного регулировани дел т на два интервала, в течение первого из которых задают посто нный угол проводимости, а в течение второго - посто нное врем проводимости ключей преобразовател частоты и включают ключи импульсного регул тора торможени на интервале, S соответствующем посто нной времени (Л проводимости ключей преобразовател частоты.An ELECTRIC DRIVE CONTROL METHOD containing a frequency converter for the output terminals of which an AC motor is connected and through a brake deceleration regulator — a braking resistor, which synchronizes the operation of the frequency converter with a deceleration braking regulator and regulates the time of connecting the braking resistor to the engine terminals, distinguished by that, in order to reduce the engine braking time, pulse-width regulation of the frequency converter voltage is performed, while The pulse-width adjustment period is divided into two intervals, during the first of which the constant angle of conduction is set, and during the second, the constant conduction time of the keys of the frequency converter and the switches of the pulse braking regulator are set at an interval S corresponding to a constant time. (L conductivity key frequency converter.

Description

CDCD

at) at)

Ц:;:C:;:

NUNU

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к частотно-регулируемому электроприводу с асинхронными короткозамкнутыми двиг-ател ми и преобразовател ми частоты, примен емому , в частности, на контактном и автономном электрическом подвижном составе. Известен способ торможени асинхронного электродвигател , получающего пчтание от контактной сети через инвертор напр жени путем подключени тормозного .резистора к звену посто нного тока через регул тор с последую1ией коммутацией с посто нной частотой и измен емой скважностью 13. Недостаток такого способа состоит в том, что требуемый дл его реализации регул тор содержит громоздкий узел искусственной коммутации . Наиболее близким техническим решением вл етс способ управлени электроприводом, содержавшим преобразователь частоты, на выходные зажимы которого подключен двигатель переменного тока и через импульсный регул тор торможени - тормозной резистор, при котором синхронизируют работу преобразовател частоты с импульсным регул тором торможени и регулируют врем подключени тормозного резистора к зажимам двигател Кроме того, регулируют напр жение в звене посто нного тока инвертора преобразовател частоты. Этот спосо регулировани позвол ет поддерживать заданный уставкой посто нный тормоз ной момент асинхроного электродвигател в диапазоне скоростей, ограни .ченном снизу величиной подключенного тормозного резистора .Это ограничение возникает из-за того, что при умень шении скорости величина эквивалентного тормозного резистора должна также уменьшатьс , что достигаетс увеличением длительности проводимос группы управл емых вентилей. При этом тормозной резистор выбираетс таким, что минимальной скорости, пр которой поддерживаетс максимальный тормозный момент, соответствует пол ностью открытое состо ние группы управл емых вентилей. При таком выб тормозного резистора в зоне больших скоростей его подключение к асинхро ной машине проводитс с большой скважностью, т.е. большую,часть пер ода регулировани тормэной резистор отключен от источника энергии - аси хронного электродвигател , а при его подключении большое напр жение прикладываетс к тормозному резистору с малым сопротивлением, что сущест венно увеличивает предкоммутационны токи через инвертор 2 . Недостатками известного способа вл ютс ограничение диапазона подД (.жл11и пс.то нств.а млксимальногст тормозног-о момента, низка ус;тоПчивость ч-чектрО1,ривода, больша установленна MOIJlHOCTb KOMMi-ТИруЮЩОГО оборудол 1 1н , что в итоге увеличивает врем чормсзжени двигател . Цель и;)обретени - уменьшение времени торможени электродвиг-атсл путем поддержани посто нства максимального Тормозного момента в широком диапазоне и; менени скорости. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу управлени электроприводом, содержащим преобразователь частоты, на выходные зажими которого подключен двигатель переменного тока и через импульсный регул тор торможени - тормозной резистор, при котором синхронизируют работу преобразовател частоты с импульсным регул тором торможени и регулируют врем подключени тормозного резистора к зажимам двигател , осуществл ют широтно-импульсное регулирование напр жением преобразовател частоты , при. этом период широтно-импульсногО pei-улировани дел т на два интервала, ч течение первого из которых задают посто нный угол проводимости , а в течение второго - посто нное врем проводимости ключей преобразовател частоты и включают ключи импульсного регул тора торможени на интервале, соответствующем посто нной времени проводимости ключей преобразовател частоты. На фиг. 1 приведена схема устройства , реализующего способ управлени электроприводом; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие реализацию способа управлени электроприводом. Устройство, реализующее способ управлени электроприводом, содержит асинхронный электродвигатель 1, источник 2 напр жени с конденсатором 3 на входе преобразователь частоты на базе автономного инвертора напр жени , состо щий из тиристоров 4-9, управл ющие цепи которых соединены со схемой 10 управлени , обратные диоды 11 - 16 и узел 17 искусственной коммутации. Тормозной резистор 18 подключен между отрицательным выходом источника 2 напр жени и катодами управл емых вентилей 19 - 21, которые образуют импульсный регул тор торможени . Аноды этих вентилей подключены к фазам асинхронного электродвигател 1. Управл ющие цепи вентилей 19 - 21 соединены со схемой 22 управлени ,- вход которой соединен со схемой 10 управлени . Способ управлени электроприводом осуществл етс следующим образом. На главные тиристоры 4-9 инвертора подают управл кицие импульсы Тд - Тд (фиг. 2) , состо щие, например , дл тиристора 4 из участков 20/- 40, - 80, 100 - 120, 140 - 160 (неэаштрихованные участки на фиг. 2) , где угол проводимости не регулируетс , и участков О - 20°, 40° - 60 во - ЮО, 120 - 140°, 160 - 180 (заштрихованные участки на фиг. 21, на которых угол проводимости регулируетс пропорционально частоте путем поддержани посто нства времени проводимости на этих интервалах. При этом дл управлени тиристорами 19 - 21 импульсного регул тора торможени подают на них регулируемые части импульсов тиристоров 4,6 и 8 в соответствии с диаграммами (фиг. 2 ). На интервале О - 20° вкл чены тиристоры 4,7,8 и 19,21. Тогда через цепочки тиристоров 4,19 и 8,21 тормозной резистор 18 подключаетс к источнику 2 напр жени на врем , соответствующее углу проводи мости главных тиристоров 4 и 8 на этом интервале. После выключени последних в работу вступ т обратные диоды 12 и 16, что создает на .анода тиристоров 19 и 21 отрицательный потенциал по отношению к их катодам и эти тиристоры закроютс , отключи тормозной резистор 18 от исгточника 2 напр жени . Из диаграммы {фиг.21 видно, что тормозной резистор 18 подключаетс двум или одним из тиристоров 19 21 к источнику 2 напр жени . Напр жение на тормозном резисторе 18 при предлагаемом способе регулировани представл ет собой последовательность импульсов с амплитудой, равной напр жению источника 2 напр жени , с частотой, кратной частоте вращени ротора асинхронного двигател 1, и дпигельностью, равной управл емой части углов проводимости тиристоров 4,6 и 8, как это изображено на диаграмме и (фиг. 2) . За счет регулировани осуществл етс широтно-импульсное регулирование напр жени преобразовател частоты, синхронизируетс режим работы ключей преобразовател частоты и регул тора торможени , при этом врем проводимости ключей регул тора торможени определ етс интервалом , соответствующим посто нной времени преобразовател частоты. Выполнение этого услови обеспечивает пропорциональное изменение тормозной мощности, рассеиваемой резистором, и частоты вращени электродвигател , что сохран ет неизменным тормозной момент электродвигател . -В результате снижаетс врем торможени электродвигател . Дополнительным преимуществом способа вл етс повышение устойчивости электропривода, так как рассеиваема в резисторе мощность отслеживает отклонение от заданного угла открыти тиристоров инвертора.The invention relates to electrical engineering, in particular, to a frequency-controlled electric drive with asynchronous short-circuited motors and frequency converters, used, in particular, on contact and autonomous electric rolling stock. There is a known method of braking an asynchronous electric motor that is received from the contact network through a voltage inverter by connecting a braking resistor to a DC link through a regulator followed by switching with a constant frequency and variable duty cycle 13. The disadvantage of this method is that the required for its implementation, the controller contains a bulky node of artificial switching. The closest technical solution is a method of controlling an electric drive containing a frequency converter, on the output terminals of which an AC motor is connected and through a pulse deceleration controller — a braking resistor, which synchronizes the operation of the frequency converter with a pulse deceleration regulator and regulates the connection time of the braking resistor to motor terminals In addition, they regulate the voltage in the DC link of the inverter of the frequency converter. This adjustment method allows the fixed braking torque of an asynchronous electric motor to be maintained at a speed range limited by the connected braking resistor. This limitation arises from the fact that when the speed is reduced, the equivalent braking resistor must also decrease, which achieved by increasing the duration of the controllable valve group. In this case, the braking resistor is chosen such that the minimum speed, which is maintained at the maximum braking torque, corresponds to the fully open state of the group of controlled valves. With this selection of the braking resistor in the zone of high speeds, its connection to the asynchronous machine is carried out with a high duty cycle, i.e. A large part of the deceleration control circuit resistor is disconnected from the power source — an asi electric motor, and when it is connected, a large voltage is applied to the braking resistor with low resistance, which significantly increases the pre-switching currents through the inverter 2. The disadvantages of the known method are the limitation of the range of the subframe (.zhl1i and ps. To the right moment of brake-torque, low torque; The goal and;) acquisition is to reduce the deceleration time of the electric motor-atsl by maintaining the maximum Braking torque constant over a wide range and; change speed This goal is achieved by the method of controlling an electric drive containing a frequency converter, on the output of which an AC motor is connected and through a pulse deceleration controller — a braking resistor, which synchronizes the operation of the frequency converter with a pulse braking regulator and adjusts the connection time of the braking resistor to the terminals of the motor, pulse-width regulation of the frequency converter is carried out at. In this, the period of pulse-width pei-scanning is divided into two intervals, the first of which determine a constant angle of conduction, and during the second, a constant conduction time of the keys of the frequency converter and include the keys of the pulse braking controller in the interval corresponding to a constant conduction time of the frequency converter keys. FIG. 1 is a schematic diagram of a device implementing an electric drive control method; in fig. 2 shows diagrams explaining the implementation of the motor control method. A device that implements a method of controlling an electric drive contains an asynchronous electric motor 1, a voltage source 2 with a capacitor 3 at the input of a frequency converter based on an autonomous voltage inverter, consisting of thyristors 4-9, whose control circuits are connected to the control circuit 10, reverse diodes 11 - 16 and node 17 artificial switching. A braking resistor 18 is connected between the negative output of the voltage source 2 and the cathodes of the controlled gates 19-21, which form the pulse braking regulator. The anodes of these valves are connected to the phases of the asynchronous motor 1. The control circuits of the valves 19-21 are connected to the control circuit 22, the input of which is connected to the control circuit 10. The drive control method is carried out as follows. The main thyristors 4-9 of the inverter are fed to the control by pulses Td - Td (Fig. 2), consisting, for example, for the thyristor 4 of the sections 20 / - 40, - 80, 100 - 120, 140 - 160 (non-electroded sections in FIG. 2), where the angle of conduction is not adjustable, and the sections O - 20 °, 40 ° - 60 vo - SOO, 120 - 140 °, 160 - 180 (the shaded areas in Fig. 21, where the conduction angle is proportional to the frequency by maintaining the conductivity time constants at these intervals, while for controlling the thyristors 19–21 of the pulse regulator, the braking is supplied to them by adjustable parts of thyristor pulses 4,6 and 8 in accordance with the diagrams (Fig. 2). On the interval O - 20 ° thyristors 4,7,8 and 19,21 are included. Then through the thyristor chains 4,19 and 8,21 the braking resistor 18 is connected to the voltage source 2 for the time corresponding to the conduction angle of the main thyristors 4 and 8. In this interval, the reverse diodes 12 and 16 come into operation, which creates a negative potential on the thyristors 19 and 21 in relation to their cathodes and these thyristors are closed, disconnect the brake resistor 18 from the voltage generator 2. From the diagram {Fig. 21, it is seen that the braking resistor 18 is connected by two or one of the thyristors 19 21 to the voltage source 2. The voltage on the braking resistor 18 with the proposed control method is a sequence of pulses with an amplitude equal to the voltage of the voltage source 2, with a frequency that is a multiple of the rotor speed of the induction motor 1, and a deflection equal to the controlled part of the angles of thyristors 4.6 and 8, as shown in the diagram and (Fig. 2). Due to the regulation, the pulse-width regulation of the voltage of the frequency converter is performed, the mode of operation of the keys of the frequency converter and the brake regulator is synchronized, and the conduction time of the keys of the brake controller is determined by the interval corresponding to the time constant of the frequency converter. Fulfillment of this condition provides a proportional change in the braking power dissipated by the resistor and the rotational speed of the electric motor, which keeps the braking torque of the electric motor unchanged. As a result, the braking time of the motor is reduced. An additional advantage of the method is an increase in the stability of the electric drive, since the power dissipated in the resistor monitors the deviation from the predetermined opening angle of the inverter thyristors.

EE

flfl

§§

SS

ISIS

§§

SS

- 4s t Js - 4s t Js

к с к к к to with to to

гg

«sj"Sj

(V(V

4141

гg

rlrl

§ §

Claims

METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRIC DRIVE containing a frequency converter, to the output terminals of which an AC motor is connected and, via a pulse braking controller, a brake resistor, synchronizing the operation of the frequency converter with a pulse braking controller 'and controlling the time of connecting the brake resistor to the motor terminals, characterized in that, in order to reduce the engine braking time, pulse-width regulation of the voltage of the frequency converter is carried out, while The pulse-width iodine control iodine is divided into two intervals, during the first of which a constant conduction angle is set, and during the second, a constant conduction time of the frequency converter keys and includes keys of the pulse braking controller in the interval <3 corresponding to the time constant of the conductivity of the frequency converter keys .

SU., 1096744