SU1403322A1 - Frequency-controlled electric drive - Google Patents
Frequency-controlled electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- SU1403322A1 SU1403322A1 SU864170256A SU4170256A SU1403322A1 SU 1403322 A1 SU1403322 A1 SU 1403322A1 SU 864170256 A SU864170256 A SU 864170256A SU 4170256 A SU4170256 A SU 4170256A SU 1403322 A1 SU1403322 A1 SU 1403322A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- current
- inverter
- recovery
- terminals
- chokes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках. Целью изобретени вл етс улучшение массогаба- ритных показателей. Указанна цель достигаетс введением обратных диодов 14, 15 и блоков 12, 13 формировани траектории включени ключей г транзисторного инвертора 2 и подключением дросселей 10, 11 дл ограничени пульсаций через диоды 14, 15 соответственно к выводам посто нного тока силового выпр мител 4 и к об- м щим точкам диодов 17, 20 и резисто- с SThis invention relates to electrical engineering and can be used in machine tools. The aim of the invention is to improve mass and weight indicators. This goal is achieved by introducing reverse diodes 14, 15 and blocks 12, 13 to form a path for turning on the keys of transistor inverter 2 and connecting chokes 10, 11 to limit pulsations through diodes 14, 15, respectively, to the DC terminals of the power rectifier 4 and to pivot points of diodes 17, 20 and resistors with S
Description
Zl-t.Zl-t.
(Л С(Ls
ров 18, 21 блоков 12, 13 соответственно . Каждый блок 12, 13 включен между соответствующими выводами по- сто нного foKd вьтр мител 4 и инвертора 2. Инвертор 5 рекуперации через транзисторные ключи 7, 8 св зан с соответствующими выводами дросселей 10, 11. В результате по вилась возможность использовать дросселиDitch 18, 21 blocks 12, 13 respectively. Each block 12, 13 is connected between the respective pins of the standing foKd level 4 and the inverter 2. The recovery inverter 5 via transistor switches 7, 8 is connected with the corresponding outputs of the chokes 10, 11. As a result, it was possible to use the chokes
10, 11 только в режиме рекуперации тока в сеть, действующее значение которого за период повтор емости в несколько раз меньше действующего значени тока, потребл емого электродвигателем 1 в двигательном режиме. Это в свою очередь позволит уменьшить индуктивность дросселей 10 11. 1 ил.10, 11 only in the mode of recovery of the current into the network, the effective value of which during the repetition period is several times less than the effective value of the current consumed by the electric motor 1 in the motor mode. This in turn will reduce the inductance of chokes 10 11. 1 sludge.
1one
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к регулируемым электроприводам переменного тока, и может найти применение в электроприводах металлорежущих станков.The invention relates to electrical engineering, in particular to adjustable AC drives, and may find application in electric drives of machine tools.
Цель изобретени - улучшение мас- согабаритных показателей.The purpose of the invention is to improve the overall dimensions.
На чертеже приведена схема частотно-регулируемого электропривода. ) The drawing shows a diagram of a frequency-controlled electric drive. )
Частотно-регулируемый электропривод содержит электродвигатель переменного тока, транзисторный инвертор 2, вы воды переменного тока которого соедине ; ны с фазными выводами электродвига- :тел 1, обратньй диодный мост 3, выводы посто нного и переменного тока которого соединены с выводами посто нного и переменного тока транзисторного инвертора 2. Электропривод содержит также силовой выпр митель 4, выводы переменного тока которого служат дл подключени к сети, инвертор рекуперации 5, выполненный в виде тиристорного моста 6, с двум транзисторными ключами 7 и 8, конденсатор 9 фильтра и дроссели 10 и 11 дл ограничени пульсаций тока рекуперации . Конденсатор 9 фильтра подключен к выводам посто нного тока силового выпр мител 4. Коллектор транзисторного ключа 7 соединен с одним выводом посто нного тока инвертора 5, с другим вьшодом посто нного тока которого соединен эмиттер транзисторного ключа 8. Выводы переменного тока инвертора 5 подключены к выводам переменного тока силового выпр мител 4.The frequency-controlled electric drive contains an AC electric motor, a transistor inverter 2, the AC output of which is connected; with the phase outputs of the electric motor: bodies 1, reverse diode bridge 3, the DC and AC terminals of which are connected to the DC and AC terminals of the transistor inverter 2. The electric drive also contains a power rectifier 4, the AC terminals of which are used to connect to network, recovery inverter 5, made in the form of a thyristor bridge 6, with two transistor switches 7 and 8, filter capacitor 9 and chokes 10 and 11 for limiting the regeneration current pulsations. The filter capacitor 9 is connected to the DC terminals of the power supply rectifier 4. The collector of the transistor switch 7 is connected to one DC terminal of the inverter 5, the emitter of the transistor switch 8 is connected to another DC terminal of the inverter 5 AC terminals. current power rectifier 4.
В электропривод введены два блока 12 и 13 формировани траектории включени ключей транзисторного инTwo blocks 12 and 13 are formed in the electric drive;
5five
5 five
0 0
00
5five
00
вертора 2 и два обратных диода 14 и 15. Блок 12 формировани траекто- рии включени составлен из дроссел 16 и последовательно соединенных между собой диода 17 и резистора 18. Точка соединени анода диода 17 и дроссел 16 подключена к одному выводу посто нного тока силового выпр мител 4 и к аноду обратного диодаthe driver 2 and two reverse diodes 14 and 15. The switch-on path-forming unit 12 is made up of droplets 16 and a diode 17 and a resistor 18 connected in series with each other. The anode connection point of the diode 17 and droplets 16 are connected to one DC output of the power rectifier 4 and to the reverse diode anode
14,катод которого соединен с одним выводом дроссел 10. Другой вывод дроссел 10 соединен с общей точкой диода 17 и резистора 18. Точка соединени резистора 18 и дроссел 16 подключена к одному выводу посто нного тока транзисторного инвертора 2. Блок 13 формировани траектории включени ключей транзисторного инвертора 2 составлен из дроссел 19 и последовательно соединенных между собой диода 20 и резистора 21, обща точка которых соединена с одним выводом дроссел 11. Другой вывод дроссел 11 подключен к коллектору транзисторного ключа 8 и к аноду диода14, the cathode of which is connected to one output of the drossel 10. The other output of the throttles 10 is connected to the common point of the diode 17 and the resistor 18. The connection point of the resistor 18 and the throttles 16 is connected to one DC output of the transistor inverter 2. Transistor key turn-on unit 13 Inverter 2 is made up of droplets 19 and a diode 20 and a resistor 21 connected in series, the common point of which is connected to one pin of the choke 11. Another pin of the choke 11 is connected to the collector of transistor switch 8 and to the anode d ode
15.катод которого Соединен со вторым выводом посто нного тока силового выпр мител 4 и с общей точкой дроссел 19 и катода диода 20. Обща точка дроссел 19 и резистора 21 соединена со вторьпч выводом посто нно тока инвертора 2,15. whose cathode is connected to the second DC output of the power rectifier 4 and to the common point of droplets 19 and the cathode of the diode 20. The common point of droplets 19 and of the resistor 21 is connected to the second DC output of inverter 2,
Электропривод также содержит блоки 22 и 23 R-C цепочек, подключенные параллельно транзисторам инвертора il, датчик 24 частоты вращени электродвигател , блок 25 управлени транзисторами инвертора 2, на РХОДЫ которого поступают сигналы задани частоты вращени 0, действительной частотыThe electric drive also contains chains 22 and 23 R-C chains connected in parallel with the inverter transistors il, motor speed sensor 24, inverter 2 transistor control block 25, to the POCKETS of which the signals set the speed of rotation 0, the actual frequency
1one
вращени с датчика 24 и тока нагрузки Ij блоки 26 и 27 соответственно управлени тиристорами инвертора 5 и транзисторньми ключами 7 и 8, блок 28 сравнени напр жений конденсатора 9 фильтра и сети, входы которого св заны с зажимами конденсатора 9 фильтра и через вспомогательный выпр митель 29 с зажимами питающей сети . Входы блока 26 управлени торами инвертора 5 св заны с выходом блока 27 управлени транзисторными ключами 7 и 8 и с выходом блока 30 формировани зон управлени тиристорами инвертора 5, Имеетс также блок 31 дифференцирующих цепочек, входы которого св заны с выходом блока 30, а выход - с входом блока 27 управлени транзисторными ключами 7 и 8.rotation from the sensor 24 and the load current Ij, blocks 26 and 27 respectively control thyristors of the inverter 5 and transistor switches 7 and 8, block 28 comparing the voltage of the capacitor 9 of the filter and the network, the inputs of which are connected to the terminals of the capacitor 9 of the filter and through the auxiliary rectifier 29 with power supply clamps. The inputs of the inverter 5 control unit 26 are connected to the output of the control unit 27 of transistor switches 7 and 8 and to the output of the block 30 forming the thyristor control zones of the inverter 5. There are also a block 31 of differentiating chains, the inputs of which are connected to the output of the block 30, and the output with the input of the control unit 27 transistor switches 7 and 8.
Частотно-регулируемый электропривод работает следующим образом.Variable frequency drive works as follows.
В исходном состо нии схем конденсатор 9 фильтра зар жён до амплитудного значени напр жени сети, задающее напр жение Uj равно нулю и все транзисторные ключи инвертора 2. закрыты, тока в обмотках электродвигател нет. и он находитс в неподвижном состо нии. При равенстве напр жений сети и конденсатора 9, т.е. при равенстве разности мгновенных значений противоЭДС сети и напр жени конденсатора 9 нулю, на выходе блока 28 сравнени напр жений имеем .нулевой сигнал, который запрещает выдачу блоком 27 открывающего сигнала на транзисторные ключи 7, 8 и разрешающего сигнала на вход блока 26 дл открыти соответствующих тиристоров инвертора 5. Последние за- крыты и ток IP рекуперадаи отсутствует несмотр на то, что в некоторые моменты времени напр жение на зажимах конденсатора 9 превышает мгновенное значение напр жени сети.In the initial state of the circuits, the capacitor 9 of the filter is charged to the amplitude value of the mains voltage, which sets the voltage Uj to zero and all the transistor switches of the inverter 2. are closed, there is no current in the motor windings. and he is stationary. With equal voltage network and capacitor 9, i.e. if the difference between the instantaneous values of the network's back-emf and the voltage of the capacitor 9 is equal, the output of the voltage comparison unit 28 is a zero signal that prohibits the output signal from the block 27 to transistor switches 7, 8 and the enable signal to the input of the block 26 to open the corresponding thyristors Inverter 5. The latter are closed and the current IP recuperative and there is no despite the fact that at some points in time the voltage at the terminals of the capacitor 9 exceeds the instantaneous value of the mains voltage.
При подаче сигнала Uj на выходе блока 25 управлени транзисторами инвертора 2 по вл ютс управл ющие сигналы, которые открывают соответствующие транзисторы и к фазам электродвигател прикладываетс напр жение Uq конденсатора 9 фильтра. Ток электродвигател начинает возрастатьWhen the signal Uj is applied, the output of the transistor control unit 25 of the inverter 2 results in control signals that open the respective transistors and the voltage Uq of the filter capacitor 9 is applied to the motor phases. Motor current begins to increase
При превьшюнии. им заданного значени ранее открытые транзисторные ключи инвертора 2 закрываютс и энерги , запасенна в индуктивност х рассе ни электродвигател начинаетWhen you transcend. to them of a predetermined value, the previously opened transistor switches of the inverter 2 are closed and the energy stored in the scattering inductances of the electric motor starts
перекачиватьс в конденсатор 9, Док в этом случае перетекает через обратный диодный мост 3, дроссели и резисторы блоков 12 и 13, подзар жа конденсатор 9.pumped to the capacitor 9, the Dock in this case flows through the reverse diode bridge 3, the chokes and resistors of blocks 12 and 13, the charging capacitor 9.
При снижении тока Фаз ниже заданного уровн происходит повторное открытие соответствующего транзисторного ключа инвертора 2 и повторное нарастание тока. В таком режиме ши- ротно-импульсной модул ции транзисторные ключи инвертора 2 продолжаютWhen the Phase current drops below a predetermined level, the corresponding transistor switch of the inverter 2 reopens and the current re-increases. In this mode, pulse width modulation transistor switches of inverter 2 continue
работать и в дальнейшем, обрабатыва заданное блоком 25 значение тока фаз двигател .to work further, by processing the value of the motor phase current set by the unit 25.
Поскольку врем открывани и закрывани транзистора имеет конечнуюSince the opening and closing time of the transistor has a finite
величину (несколько микросекунд),value (several microseconds),
то в процессе переключени имеет место вление, когда напр жение на переходе эмиттер-коллектор возрастает при токе, равном нулю. Поэтому приIn the switching process, a phenomenon occurs when the voltage across the emitter-collector junction increases with a current equal to zero. Therefore, when
переключении: режимов работы транзисторов , если не прин ть соответствующие меры, вьщел етс больша Мощность, транзистор разогреваетс и может вьйти из стро .switching: the operation modes of the transistors, if the appropriate measures are not taken, a large power is provided, the transistor warms up and can be disabled.
Дл улучшени режима работы транзисторов в процессе закрывани их эмиттер-коллекторы зашунтированы R-C цепочками 22 и 23, которые в первый момент перехватывают ток нагрузки .и закрьгеание транзисторов происходит при малом напр жении. При этом, выдел ема в транзисторе мощность снижаетс . ITo improve the operation mode of the transistors in the process of closing, their emitter-collectors are shunted by R-C chains 22 and 23, which at the first moment intercept the load current. And the transistors are locked at low voltage. In this case, the power released in the transistor is reduced. I
Дл улучшени режима работы тран-To improve the mode of operation of the transport
зистора в процессе его открывани используютс дроссели 16 и 19, которые принимают часть напр жени на себ и ограничивают темп нарастани тока транзистора, позвол ему открытьс при малом его значении, снижа тем самым выдел емую в нем в этом режиме мощность.During its opening, the resistors use chokes 16 and 19, which take a part of the voltage on themselves and limit the rate of current increase of the transistor, allowing it to open at a small value, thereby reducing the power released in it in this mode.
Таким образом, блок 25 управлени транзисторами нар ду с регулированием величины тока должен обеспечить необходимые выдержки времени дл разр да конденсаторов R-C цепочек после открыти транзисторов инвертора 2 и разр да (полного или частичного ) индуктивностей дросселей 16 и 19 после закрыти транзисторов (всех или некоторых).Thus, the transistor control unit 25, along with the regulation of the current, must provide the necessary time delays for discharging the capacitors of the RC chains after opening the transistors of the inverter 2 and discharging (full or partial) the inductances of the chokes 16 and 19 after the transistors are closed (all or some) .
При каждом переключении транзисторов инвертора 2 часть энергии, зпWith each switching of the inverter transistors 2 of the energy, sn
пасенной в индуктивност х рассеивани электродвигател , возвращаетс в конденсатор 9 фильтра, несколько увеличива его напр жение.Passed in inductance dissipation of the motor, returns to the filter capacitor 9, slightly increasing its voltage.
Однако, в двигательном режиме, потребл ема мощность от конденсатора превышает возвращаемую и увеличени на его зажимах сверх напр жени сети не происходит.However, in motoring mode, the power consumed from the capacitor exceeds the return one and there is no increase at its terminals above the mains voltage.
При тормозном режиме электродвигател возвращаема в конденсатор мощность превьшает мощность, потребл емую от него (на создание тока намагт ничивани ) и через некоторое врем после начала торможени напр жение на конденсаторе 9 превышает напр жение сети на заданную допустимую величину . После этого на выходе блока 28 сравнени напр жений по вл етс сигнал, который через блок 27 открывает транзисторные ключи 7 и 8 и через блоки 27 и 26 открывает два тиристора инвертора 5 (с наибольшим встречным напр жением сети) ,создава контур разр да конденсатора 9 на i питшщую сеть, которьй включает в себ дроссели 10, 11, 16, 19, резисторы 18 и 2t.In the braking mode, the electric motor returns to the capacitor the power exceeds the power consumed from it (to create a magnetizing current) and some time after the start of deceleration, the voltage on the capacitor 9 exceeds the network voltage by a predetermined allowable value. After that, the output of the voltage comparison unit 28 is a signal which, through the unit 27, opens the transistor switches 7 and 8 and through the blocks 27 and 26 opens two thyristors of the inverter 5 (with the most high network voltage), creating a discharge circuit of the capacitor 9 to a supply network that includes chokes 10, 11, 16, 19, resistors 18 and 2t.
Ограничение тока рекуперации от посто нной составл ющей разности на- пр же1ний конденсатора и сети производитс активными сопротивлени ми контура (активные сопротивлени обмоток дросселей Ю, 11, 16 и 19 и резисторов 18, 21), а амплитуда переменной составл ющей - индуктивностью указанных дросселей. Коммутаци тока тиристоров инвертора 5 в процессеThe limiting of the current recovery from the constant component of the difference between the capacitor and network current is produced by the active resistances of the circuit (the active resistances of the windings of the chokes are Yu, 11, 16 and 19 and the resistors 18, 21), and the amplitude of the variable component is the inductance of the indicated chokes. Inverter 5 thyristor current switching in progress
2020
денсаторе 9 превьшает напр жение сети.Densator 9 exceeds mains voltage.
Дроссели дл ограничени пульса- g ций тока рекуператора включены в цепь тормозного тока, действующее значение которого за период повтор емости в несколько раз меньше действующего значени тока, потребл емо- 10 го электроприводом в двигательном режиме. Поэтому масса и габариты дросселей также в несколько раз меньше по сравнению с вариантом из включени в цепь св зи сети с зажимами 15 переменного тока силового выпр мител и инвертора рекуперации, I Throttles to limit the pulsations of the current of the heat exchanger are included in the braking current circuit, the effective value of which during the repetition period is several times less than the effective value of the current consumed by the electric motor in the motor mode. Therefore, the mass and dimensions of the chokes are also several times smaller as compared with the option of connecting a network with clips 15 of an alternating current of a power rectifier and a recovery inverter into the communication circuit, I
Индуктивность дросселей, а значит и их габариты дл ограничени пульсаций тока рекуперации также могут быть уменьшены на величину индуктивности дросселей блока формировани траекторий включени тиристоров инвертора , поскольку их индуктивность входит в контур разр да конденсато- ра фильтра в режиме рекуперации.The inductance of the chokes, and hence their dimensions to limit the ripple of the recovery current, can also be reduced by the inductance of the chokes of the inverter thyristor switching path forming unit, since their inductance enters the discharge circuit of the filter capacitor in the recovery mode.
Если активные сопротивлени обмоток дросселей дл ограничени пульсаций тока рекуперации близки к требуемым дл ограничени тока рекуперации от посто нной составл ющей разности напр жени сети и конденсатора фильтра, то разр дные резисторы 18 и 21 можно исключить из контура протекани тока рекуперации, поме- 35 н в местами диоды и резисторы разр дных цепочек дросселей 16 и 19.If the active resistances of the windings of the chokes to limit the ripple of the recovery current are close to the required one to limit the recovery current from the constant component of the network voltage difference and the filter capacitor, then the discharge resistors 18 and 21 can be excluded from the flow circuit of the recovery current, in some places, diodes and resistors of discharge circuits of chokes 16 and 19.
Таким образом, данный частотно-регулируемый электропривод имеет меньшую массу и габариты дросселей дл Thus, this frequency-controlled electric drive has a smaller weight and dimensions of chokes for
2525
30thirty
рекуперации тока осуществл етс тран- ограничени пульсаций тока рекуперааисторными ключами 7 и 8, которые кратковременно закрываютс по сигналам с вихода блока 31 дифференцирующих цепочек, по вл ющимс при каж- дои смене сигналов на выходе блока 30 формировани зон управлени тиристорами инвертора 5.Current recovery is carried out by trans-limiting current ripple with recuperator keys 7 and 8, which are briefly closed by signals from the output of block 31 of differentiating chains, which appear each time the signals at the output of block 30 form control zones of the inverter 5 are generated.
Если закрытие транзисторных ключей 7 и В происходит при наличии тока в дроссел х 10 и 11, то в работу вступают диоды 14 и 15, пропуска через себ ток дросселей и исключа тем самым обрыв в цепи тока и возникновени перенапр жений.If the closure of the transistor switches 7 and B occurs when there is a current in the throttles x 10 and 11, then diodes 14 and 15 come into operation, pass the current of the chokes through themselves and thereby exclude an open circuit in the current circuit and the occurrence of overvoltages.
При наличии тока рекуперации через транзисторные ключа 7 и 8. и тиристоры инвертора 5 диоды 1А и 15 закрыты, так как напр жение на кон45In the presence of a recovery current through the transistor switches 7 and 8. and the inverter 5 thyristors, the diodes 1A and 15 are closed, since the voltage is at 45
5050
5555
ции, а также повышенную надежность за счет формировани траектории включени транзисторных ключей инвертора .as well as increased reliability due to the formation of the switching path of the inverter transistor switches.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864170256A SU1403322A1 (en) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Frequency-controlled electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864170256A SU1403322A1 (en) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Frequency-controlled electric drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1403322A1 true SU1403322A1 (en) | 1988-06-15 |
Family
ID=21276277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864170256A SU1403322A1 (en) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Frequency-controlled electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1403322A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442924C2 (en) * | 2006-05-24 | 2012-02-20 | Белимо Холдинг Аг | Protective drive device for damper or valve |
-
1986
- 1986-12-30 SU SU864170256A patent/SU1403322A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техническое описание ИДЛФ. 655174.002 ТО Электропривод асинхронный глубокорегулируемый комплектный. Размер 2М-5-21. ВНЕШТОРГИЗДАТ, № 7962 И, 1983. Частотно-регулируемый электропривод. Сери АС SPINDLE SEPVO UNIT фирмы Fanuc (Япони ), 1983. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442924C2 (en) * | 2006-05-24 | 2012-02-20 | Белимо Холдинг Аг | Protective drive device for damper or valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1070763A (en) | Ac inverter with constant power output | |
US4128793A (en) | Power circuit for variable frequency, variable magnitude power conditioning system | |
US4319318A (en) | Voltage reapplication rate control for commutation of thyristors | |
US4415963A (en) | FET commutated current-FED inverter | |
US3427526A (en) | Inverter drive system | |
SU1403322A1 (en) | Frequency-controlled electric drive | |
EP0272776A2 (en) | Three-phase supply system | |
US4042865A (en) | Separately excited D.C. motors | |
US4716515A (en) | Switched capacitor induction motor drive | |
JPH11262264A (en) | Power converter | |
US3786326A (en) | Starting circuit for a synchronous machine having an electronic commutator | |
US3984753A (en) | AC/DC power source apparatus | |
US4597039A (en) | Switched capacitor induction motor drive | |
US4270076A (en) | Circuit for a brushless D.C. motor | |
CA1118492A (en) | Traction motor current control apparatus | |
JPS6127989B2 (en) | ||
SU1089736A1 (en) | Versions of three-phase a.c.voltage-to-a.c.voltage converter | |
SU1246310A1 (en) | Device for braking induction electric motor | |
SU1339832A1 (en) | Voltage inverter | |
US4238823A (en) | Inverter apparatus | |
SU1455380A1 (en) | Arrangement for pulsed control of motor revolutions and recuperative braking | |
SU1767685A1 (en) | Direct current electric drive | |
SU746854A1 (en) | Dc thyristor switch | |
SU1365331A1 (en) | Electric drive | |
SU1728957A2 (en) | Asynchronous electric motor rotary speed regulator |