SU1398062A1 - Способ управлени машиной двойного питани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повьшение быстродействи  и надежности путем полного обесточивани  обмоток машины двойного питани  при коммутаци х в статоре. Указанна  цель достигаетс  тем, что при осуществлении способа управлени  машиной двойного питани  подключение обмоток статора к сети и -регулирование напр жени  на обмотках ротора машины двойного питани  осуществл ют в момент достижени  частотой вращени  ротора значени , равного половине синхронной частоты вращени  в момент обесточивани  всех обмоток ротора. Дл  этого перед размыканием обмоток статора машины двойного питани  1 выключателем 2 блокировкой с триггеров 23, 24, 25 устройства раздельного управлени  9)по моментам перехода токов ротора через нуль, определ емых схемами совпадени   12,13,14, запрещают подачу импульсов управлени  на тиристоры преобразовател  частоты 5 до обесточивани  всех фаз ротора. 2 ил. (О

Description

«.«

00

со

00

о

О5

ю

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к управл емому электроприводу переменного тока, построенному на основе машины двойного питани , статор которой через выключатель подключаетс  к питающей сети, а ротор - к вентильному преобразователю частоты.

Входы трехфазного блока 9 раздельного управлени  подключены к выходам датчика 8 токов фаз ротора и к инверсным выходам триггеров 25-23,

Втора  группа вькодов трехфазного блока 9 раздельного управлени  подключена к одним из выходов схем 12- 14 совпадени , другие входы которых

Целью изобретени   вл етс  повьше- соединены с инверсным выходом схемы

ние быстродействи  и надежности путем полного обесточивани  обмоток машины двойного питани  при коммутаци х в статоре.

На фиг. 1 представлена функцио- j нальна  схема устройства электропривода переменного тока, реализующего способ управлени  машиной двойного питани ; на фиг. 2 - диаграмма, по сн юща  работу электропривода. 20

Электропривод переменного тока содержит машину двойного питани , вьшолненную на базе асинхронного электродвигател  1 (фиг. 1) с фазным ротором, выключатель 2, выполненный 25 .с управл емым трехфазным короткозамы- кателеми блок-контактом,датчик 3 положени  ротора и датчик 4 частоты вращени , установленные на валу указанного асинхронного электродвигате- , л  1, преобразователь 5 частоты, под- ключенньй выходами к обмоткам ротора асинхронного электродвигател  1, систему 6 управлени  преобразователем частоты, регул тор 7 частоты враще17 совпадени , входы которой соединены с инверсными выходами схемы 15 совпадени , вьшолненной с инверсными входами и, схемы 16 совпадени , вьшолненной с пр мыми входами,входы которых соединены перекрестно с вы-, ходами соответственно схемы 20 совпадени  и порогового элемента 11, выходы которого соединены соответственно с выходом датчика 4 частоты вращени . Один вход соответственно триггеров 23,24 и 25 соединен с выходом схем совпадени  соответственно 12, 13 и 14, а другой вход - с инверсным выходом схемь 19 совпадени , инверсные входы которой соединены с выходами соответственно схемы 28 задержки вход которой соединен с выходом схемы 20 совпадени  и схемы 28 задержки, вход которой соединен с выходом схемы ТВ совпадени ,входы которой соединены с выходом схемы 20 совпадени . Пр мой вход схемы 21 совпадени  и инверсный вход схемы 22 совпадени  соединены с выходом схемы

ни , датчик 8 токов фаз ротора,трех- 35 20 совпадени ,другие входы схем 21 и 22 Фазный блок 9 раздельного управлени , систему 10 блокировки импульсов управсовпадени  соединены соответственно с пр мыми выходами соответственно триггеров 23, 2ft к 251 инверсные выходы схем 21 и 22 совпадени  соединены с

совпадени  соединены соответственно с пр мыми выходами соответственно триггеров 23, 2ft к 251 инверсные выходы схем 21 и 22 совпадени  соединены с

ментом 11, двухвходовыми схемами 1220 совпадени , четырехвходовыми схе- 0 установочными входами триггера 26, нами 21 и 22 совпадени , триггерами пр мой выход которого соединен с уп- 23-26 и схемами 27 и 28 задержки. равл ющей катушкой выключател  2.

Статорные обмотки асинхронного двигател  1 предназначены дл  подютю- чени  к питающей сети через выключа- 45 что все коммутации в статорных цеп х тель 2, управл ющие входы преобразо- осуществл ютс  при их полном обеспеСущность способа управлени  машино двойного питани  заключаетс  в том.

вател  5 частоты подключены к выходу системы 6 управлени  и к первой группе выходов трехфазного блока 9 раздельного управлени .

Выходы системы 6 управлени  соединены с входами регул тора 7 частоты вращени , с вьпсодом датчика 3 положени  и с инверсным выходом схемы 20 совпадени , входы которой соединены с блок-контактом выключател  2. Вход регул тора 7 частоты вращени  подключен к выходу датчика 4 частоты вращени .

соединены с инверсным выходом схемы

17 совпадени , входы которой соединены с инверсными выходами схемы 15 совпадени , вьшолненной с инверсными входами и, схемы 16 совпадени , вьшолненной с пр мыми входами,входы которых соединены перекрестно с вы-, ходами соответственно схемы 20 совпадени  и порогового элемента 11, выходы которого соединены соответственно с выходом датчика 4 частоты вращени . Один вход соответственно триггеров 23,24 и 25 соединен с выходом схем совпадени  соответственно 12, 13 и 14, а другой вход - с инверсным выходом схемь 19 совпадени , инверсные входы которой соединены с выходами соответственно схемы 28 задержки вход которой соединен с выходом схемы 20 совпадени  и схемы 28 задержки, вход которой соединен с выходом схемы ТВ совпадени ,входы которой соединены с выходом схемы 20 совпадени . Пр мой вход схемы 21 совпадени  и инверсный вход схемы 22 совпадени  соединены с выходом схемы

20 совпадени ,другие входы схем 21 и 22

20 совпадени ,другие входы схем 21 и 22

совпадени  соединены соответственно с пр мыми выходами соответственно триггеров 23, 2ft к 251 инверсные выходы схем 21 и 22 совпадени  соединены с

установочными входами триггера 26, пр мой выход которого соединен с уп- равл ющей катушкой выключател  2.

что все коммутации в статорных цеп х осуществл ютс  при их полном обеспеСущность способа управлени  машиной двойного питани  заключаетс  в том.

чивании за счет сн ти  управл ющих импульсов преобразовател  частоты.

После окончани  коммутаций вновь подают управл ющие импульсы на преобразователь частоты. Синхронизаци  частоты напр жени  на выходе преобразовател  частоты с частотой ЭДС ротора в момент включени  обмоток статора на сеть достигаетс  тем, что датчики частоты вращени  и углового положени  непрерьшно .след т за фактической частотой вращени  и угловым положением ротора.

Электропривод, реализующий способ управлени  машиной двойного питани  работает следующим образом.

В момент времени, когда трехфазный блок 9 раздельного управлени  начинает формировать вьщержку времени на восстановление вентилей преобразовател  5 частоты (это соответствует нулю тока этой фазы), а импульсы управ- Q лени  всех вентилей данной фазы.запрещены , осуществл етс  блокировка указанного блока 9 с помощью вспомогательного элемента пам ти (триггера 23, 24 и 25) до аналогичного момента 5 перехода тока через ноль в других фазах двигател  с помощью аналогичных устройств раздельного управлени  других фаз преобразовател  частоты. При этом триггеры 23, 24 и 25, опрокидыва- 2п ютс  и блокируют блок 9 раздельного. управлени  при условии достижени  дви- гателем установленной скорости 0,5 (ном - номинальное значение скорости) как при подходе этой скорости снизу (п Пцод, так и сверху (п п „Q ).

Диаграмма на фиг. 2 иллюстрирует - указанные процессы (здесь указанные обозначени  дл  сигналов соответствуют обозначени м блоков на фиг.1).

Управление триггерами 23, 24 и 25 осуществл етс  по раздельным входам сигналами блока 9 раздельного управлени  через схемы 12, 13 и 14 совпадени  при условии возникновени  определенной комбинации логических сигналов от блок-контакта выключател  2 и порогового элемента 11, контролирующего частоту вращени . Так как при подходе к пороговой частоте вращени  0,5„(,дд снизу, когда частота вращени  достигает и превышает установленный порог возникает така  комбинаци : блок-контакт, еще замкнут и на выходе схемы 20 - высокий потён25

30

35

40

45

циал, на выходе порогового элемента 11 также высокий потенциал. При-подхо- де к частоте вращени  0, сверху: и достижении этого порога, когда

п п

НОАЛ

возникает комбинаци : блок„

контакт еще разомкнут и на выходе схе мы 20 нулевой потенциал, а на выходе порогового устройства 11 также нулевой потенциал. Обе указанные комбинации вы вл к}тс  с помощью логических схем 15, 16 и 17, реализуницих вместе логическую операцию Равнозначность, В момент по влени  такой комбинации сигналов, котора   вл етс  по сути

„

Q 5

командой на подготовку к переключению выключател  2, высоким потенциалом с выхода схемы 17 открываютс  ключи на схемах 12, 13 и 14 совпадени , и по ближайшим моментам перехода тока фаз двигател  через нуль последовательно блокируютс  силовые комплекты фаз преобразовател  5 частоты. Момент совпадени  отсутстви  токов во всех фазах двигател  вы вл етс  с помощью схем 21 и 22 совпадени  по совпадению единичных сигналов на выходах триггеров 23, 24 и 25. Дополнительно схемы 21 и 22 совпадени  по четвертому выходу управл ютс  пр мым и инвесрными значени ми сигнала подключени  блок- контакта с выхода инвертора 20, так что суммарный сигнал триггеров 23, 24 и 25 может пройти только через одну из схем 21 и 22. Сигналом с выхода последних по раздельным входам переключаетс  триггер 26, состо ние выходного сигнала которого определ ет 5 положение выключател  2.

После перехода триггера 26 в новое состо ние, сигналом с его выхода переключаетс  выключатель 2 и состо ние блок-контакта измен етс . Сигнал с выхода схемы 20 измен етс  на противоположный . Теперь, после переключени  выключател  2, сигнал с выхода схемь 17 становитс  нулевым и закрывает скемы 12, 13 и 14, а коротким импульсом, формируемым схемами 27 и 28 задержки и схемами 18 и 19 совпадени  спуст  небольшой промежуток времени, триггеры 23, 24 и 25 возвращаютс  в исходное состо ние, при котором единичными сигналами с их инверсных вызсрдов разрешаетс  дальнейша  работа блока 9 раздельного управлени , а по сигналам последних 0

5

0

45

50

включение преобразовател  5 частоты. Сигналом с выхода схемы 20 (т.е. в зависимости от положени  блок-контакта ) измен етс  режим работы системы 6 управлени  либо на управление двигателем 1 в режиме с короткозамкну- тым ротором, либо на управление двигателем 1 в режиме двойного питани .

При переключении обмотки статора на частоте вращени  п 0, . тота тока ротора (и преобразовател  55 частоты) равна половине номинальной частоты (0 5-Пцд„) двигател . Переход тока в фазе ротора через ноль происходит дважды за период Т частоты тока

рЬтора, также блокировка импульсов управлени  вентильными комплектами преобразовател  частоты происходит по сигналам блока раздельного управлени  д в алады за период. В трехфазной системе задержка при переключении статорной цепи на питающую сеть (и обратно) после возникновени  сигнала н выходе порогового элемента 11 оп- р|едел етс  последовательными и ближайшими моментами перехода тока через ноль в трех фазах ротора и составит в сумгче не более 3 Т/3 при соединении фрз ротора в треугольник (так как нужно ждать обесточивание всех трех фаз последовательно) и 2 Т/3 - при соединении в звезду без нул  (так как обесточивание двух фаз приводит к

овесточиванию и третьей). При частоте2о подключают их к питающей сети и одно- сети 50 Гц это составл ет 0,02 и 0, 013 с С:0ответственно. К этой выдержке добавитс  врем  срабатывани  контактора, которое также составит несколько современно подают на обмотки ротора регулируемого напр жени  от преобразовател  частоты в соответствии с требуемым режимом работы машины двойного питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и надежности путем полного обесточивани  обмоток машины двойного питани  при коммутаци х в статоре.

тьгх секунды, что существенно меньше времени, необходимого зз известном решении на р д операций, а именно: уменьшение активного тока ротора до нул , изменение частоты преобразовател  до частоты вращени  ротора и по-зо Р достижении частоты вращени  ротоследующего затем размыкани  обмоток статора без подключени  их к сети, синхронизации ЭДС статора с частотой сети путем регулировани  частоты и ф|азы тока преобразовател  частоты и подключени  статорной цепи к сети.

Таким образом, благодар  полному обесточиванию обмоток двигател  при к|оь1мутаци х в статорной цепи, а также рассмотренному пор дку сн ти  импульсов управлени  с преобразовател  частоты , способ управлени  машиной двойного питани  обеспечивает более высокую надежность и повышение быстродействи  электропривода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  машиной двойного питани , при котором статорные обмотки закорачивают, подвод т от раздельных силовых комплектов преобразовател  частоты напр жени  к обмоткам ротора, увеличивают выходную частоту преобразовател  частоты и контролируют возрастающую частоту вращени  ротора , фиксируют момент достижени  указанной частотой вращени  значени ,равного половине синхронной частоты вра- щени , размыкают обмотки статора и

   подключают их к питающей сети и одно-

   временно подают на обмотки ротора регулируемого напр жени  от преобразовател  частоты в соответствии с требуемым режимом работы машины двойного питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и надежности путем полного обесточивани  обмоток машины двойного питани  при коммутаци х в статоре.

   5

   ра значени , равного половине синхронной частоты вращени , контролируют токи в обмотках ротора, производ т поочередное отключение силовых комплектов преобразовател  частоты от соответствующих обмоток ротора при переходе соответствующего тока ротора через ноль, а указанное размыкание обмоток статора, подключение их к питающей сети и регулировани  напр жени  на обмотках ротора производ т в момент обесточивани  всех обмоток ротора.

   05Н

   нвп

   jtcpaS.2