<p>Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для запуска насосов, вентиляторов* выемочных машин, конвейеров и т.д. Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности путем снижения переходных моментов и токов при подключении электродви-</p>
<p>1485353</p>
<p>3</p>
<p>1485353</p>
<p>4</p>
<p>гателя к преобразователю частоты. Способ подключения асинхронного двигателя к резервному преобразователю частоты заключается в том, что перешедший в аварийный режим основной преобразователь 1 частоты ключом 5 отключают от асинхронного двигателя 7, датчиком 9 частоты вращения измеряют ЭДС вращения двигателя, измеряют частоту вращения вектора напряжения резервного преобразователя частоты, определяют разность фактической частоты вращения ЭДС электродвигателя, измеряют детектором 18 фазу между векторами напряжения преобразователя 3 частоты и ЭДС асинхронного электродвигателя 7, задатчиком 14 интенсивности частоту переключения напряжения синхронизируют с частотой вращения вектора ЭДС, синхронизируют по фазе напряжения преобразователя 3 частоты и ЭДС электродвигателя 7 в случае положительной разности частот указанных параметров увеличением частоты преобразователя 3 частоты, а в случае отрицательной разности частот упомянутых параметров уменьшают частоту резервного преобразователя 3 частоты. Изменение частоты ограничивается величиной ·</p>
<p><sup>ω<sub></sup>Π4</sub> <sup>где ω</sup>π4<sup>- частота</sup> враще·</p>
<p>ния вектора, напряжения преобразователя частоты, - частота вращения вектора ЭДС, 5 <sub>к</sub> - критическое скольжение<sub>с</sub> 1 ил,</p>
<p>Изобретение относится к электротехнике а именно к способам подключения асинхронного электродвигателя 25 к преобразователю частоты, и может применяться в частотно-регулируемых электроприводах с резервированием преобразователя частоты, например насосов, вентиляторов, выемочных машин, 30 конвейеров и т.д.</p>
<p>Целью изобретения является повы- шение быстродействия и надежности путем снижения переходных моментов и токов при подключении электродвигателя к преобразователю частоты.</p>
<p>На чертеже представлено устройство для подключения электродвигателя к резервному преобразователю частоты.</p>
<p>Устройство включает, основной преобразователь 1 частоты, подключенный к основной сети 2, резервный преобразователь' 3 частоты, подключенный к резервной сети 4, причем основной '1 и резервный 3 преобразователи частоты ‘соответственно через первый 5 и второй δ ключи подключены к асинхронному электродвигателю 7.</p>
<p>Кроме того,.устройство включает датчик 8 аварийного состояния основного -преобразователя частоты, импульсный датчик 9 частоты вращения вектора ЭДС асинхронного электродвигателя 7, систему 10 управления резервным преобразователем 3 частоты, включающую последовательно соединенные кольцевую схему 11 и регулируемый ген,ератор 12 частоты, первый сумматор 13,</p>
<p>зада’тчик 14 интенсивности, блок 15 задания частоты вращения асинхронного электродвигателя 7, блок 16 управления,преобразователь 17 частота импульсов - напряжение, детектор 18 различия фаз, переключатель 19, третий ключ 20, регулятор 21 и инвертор 22, с узлами 23 и 24 регулируемого ограничения выходного сигнала в цепи их обратной связи, четвертый 25 и пятый 26 ключи, первый 27 и второй 28 пороговые элементы, входы которых подключены к выходу второго сумматора 29, а выходы подключены соответственно к ключам 25 и 26, К входу второго сумматора 29 присоединены выходы блока 15 задания и преобразователя 17, вход которого присоединен к выходу импульсного датчика 9 частоты, Блок 15 задания непосредственно присоединен к основному преобразователю 1 частоты и через переключатель 19 присоединен к входу задатчика 14 интенсивности, выход которого присоединен к первому входу первого сумматора 13 и к входам узлов 23 и 24 регулируемого ограничения. Второй вход сумматора 13 присоединен к выходу третьего ключа 20, а выход сумматора 13 присоединен к входу блока 11 управления инвертором. На первый и второй входы детектора 18 различия фаз подключены выход регулируемого генератора 12 частоты и выход импульсного датчика 9 частоты вращения вектора ЭДС асинхронного электродвигателя, а выход присоединен к</p>
<p>«ходу регулятора 21. Выход регулятора 21 присоединен к входу третьего ключа 20 но двум параллельным каналам первому - через четвертый ключ 25, второму - через последовательно соединенные инвертор 22 и пятый ключ 26о К блоку 16 управления присоединены выходы датчика 8 аварийного состояния и третьего ключа 20, а выходы блока 16 управления присоединены к ключам 5, 6 и 20, переключателю 19, задатчику 14 интенгсивности (связи 1, 2, 3, 4, 5),</p>
<p>Способ осуществляется следующим образом.</p>
<p>В нормальном режиме асинхронный электродвигатель 7 подключен через ключ 5 к основному преобразователю 1 частоты, подсоединенному в свою очередь к основной сети 2. Частота вращения электродвигателя 7 определяется уровнем сигнала на выходе блока 15 задания, который подается . в систему управления основного преобразователя 1 частоты.'</p>
<p>При отказе основной сети 2 или основного 1 преобразователя частоты датчик 8 выдает сигнал в блок 16 управления, который вырабатывает сигналы на отключение ключа 5 (выход 30) и переводит сигналом с выхода 31 блока 16 контакты переключателя 19 из положения А в положение Б, В этом случае отключенный от основного преобразователя 1' частоты электродвигатель 7 начинает выбег, при котором частота вращения ротора электродвигателя 7 уменьшается, также как и уменьшается амплитуда и частота ЭДС наводимой в обмотке статора электродвигателя,?. Датчик 9 частоты, контролируя точки перехода фазных ЭДС статора через ноль, вырабатывает импульсные сигналы, частота которых пропорциональна частоте вращения ЭДС статора и частоте вращения ротора электродвигателя 7» Импульсные сигналы с выхода датчика 9 подаются на вход детектора 18 и преобразователя 17, преобразующего импульсы в аналоговый сигнал, который подается на вход задатчика 14 интенсивности^когда контакт переключателя 19 находится в положении Б, Сигнал с выхода задатчика 14 интенсивности через первый сумматор 13 подается на регулируемый генератор 12, с которого поступает на кольцевую с схему 11, Сигналы с кольцевой схемы</p>
<p>.1 6</p>
<p>11 распределяются по ключам резервного преобразователя 3 частоты и оп ределяют частоту на его выходе. Так как на вход задатчика 14 интенсивности подается сигнал с выхода преобразователя 17, пропорциональный частоте вращения вектора ЭДС асинхронного электродвигателя 7, то поэтому частота выходного напряжения резервного 'преобразователя 3 частоты практически равна частоте вращения вектора ЭДС электродвигателя 7. Наиболее быстрому достижению равенства частот резервного преобразователя частоты 3 и частоты вращения вектора ЭДС электродвигателя 7 может способствовать уменьшение интенсивности изменения сигнала задатчика 14 интенсивности, на период слежения частоты преобразователя 3 частоты за частотой ЭДС статора асинхронного электродвигателя 7.</p>
<p>Изменение темпа изменения сигнала задатчика 14 интенсивности осуществляется блоком 16 управления подачей сигнала 5 на его дополнительный<sub>0 </sub>входо На входы детектора 18 различия фаз подаются импульсные сигналы с выхода генератора 12 и выхода импульсного датчика 9 частоты и на его выходе сигнал пропорционален отклонению фазы вращающихся векторов ЭДС асинхронного двигателя 7 и выходного напряжения резервного преобразователя 3 частоты от противофазы, т.е. того момента, когда они находятся в противофазе (угол 180<sup>σ</sup>). Сигнал с выхода детектора 18 подается на вход регулятора 21, с выхода которого подается на второй вход сумматора 13 либо через ключи 25 и 20, либо через инвертор 22 и ключи 26 и 20. Выбор канала передачи определяется разностью заданной частоты вращения и фактической частоты вращения электродвигателя 7, которая определяется с помощью сумматора 29.</p>
<p>Если разность частот положительна, то срабатывает пороговый элемент 27 и открывает ключ 25. В этом случае положительный сигнал с регулятора 21 через ключ 25 и открытый блоком 16 управления ключ 20 (выход 32) поступает на сумматор 13, увеличивая частоту генератора 12, а значит и частоту вращения вектора напряжения преобразователя. Этим изменением частоты осуществляется синхрониза7</p>
<p>1485353</p>
<p>8</p>
<p>ция по фазе векторов напряжения резервного преобразователя 3 частоты и вектора ЭДС асинхронного электродвигателя 7. Как только эти два вектора будут находиться в противофазе, сигнал на выходе детектора 18 будет равен нулю, а значит будет равен нулю и сигнал на втором входе сумматора 13. В это время блок 16 упуправленйя вырабатывает сигнал [выход 33), открывающий ключ 6, и асинхронный электродвигатель 7 подключается к преобразователю 3 частоты . Так как при подключении частота на выходе преобразователя 3 частоты несколько больше частоты вращения электродвигателя 7, то двигатель подключается сразу в двигательный режим, при токе подключения не превышающем 2,0-2,5 номинального. Затем блок 16 управления переводит переключатель 19 в положение А, закрывает ключ 20 и частота вращения двигателя 7 системой управления резервным преобразователем 3 частоты через задатчик 14, сумматор 13, блок 10 управления доводится- до заданной, определяемой блоком 15 задания.</p>
<p>I</p>
<p>Если разность заданной частоты .вращения и фактической частоты вращенйя электродвигателя 3 отрицатель-, на, то срабатывает пороговый элемент 28, сигнал с выхода которого открывает ключ 26. В этом случае положительный сигнал с выхода регулятора 21 инвертируется инвертором 22 и через ключи 26 и 20 поступает на второй вход сумматора 13, уменьшая частоту заданного генератора 12, Синхронизация векторов напряжения преобразователя 3 частоты и вектора ЭДС электродвигателя 7 осуществляется уменьшением частоты вращения вектора напряжения преобразователя 3. При нулевом сигнале на выходе ключа 20, соответствующем нахождению векторов напряжения преобразователя 3 и ЭДС электродвигателя 7 в противофазе, блок 16 управления вырабатывает сигнал, открывающий ключ 6, и подключает к преобразователю 3 частоты электродвигатель 7 в режим генераторного торможения. Затем блок 16 переводит переключатель 19 в положение А, закрывает ключ 20 и частота вращения электродвигателя 7 системой управления преобразователем 3</p>
<p>частоты доводится до заданной, определяемой блоком 15 задания.</p>
<p>В цепи регулятора 21 и инвертора 22 включены узлы 23 и 24 регулируемого ограничения сигналов, управляющие входы которых связаны с выходом задатчика 13 интенсивности, Узел 23 ограничения обеспечивает ограничение сигнала на выходе регулятора 21 не более величины ω а</p>
<p>узел 24 ограничения - ω <sub>п</sub>„<sub>2</sub> =</p>
<p>= у-™- , гдеи><sub>П1Н</sub>, <sub>ω</sub> - зна<sup>1</sup> кг</p>
<p>чения частот вращения вектора напряжения преобразователя частоты при синхронизации; (Ддд- частота вращения вектора ЭДС электродвигателя или его ротора; 5<sub>к</sub>щ, 5 - критические скольжения электродвигателя 3 в двигательном и генераторном режимах. Наличие ограничений частот вращения :вектора напряжения преобразователя |3 частоты при синхронизации указанными уровнями обеспечивает попадание рабочей точки электродвигателя в координатах частота вращения - момент (механические характеристики) на рабочий участок.</p>
<p>Способ подключения асинхронного электродвигателя к резервному преобразователю частоты обладает большим быстродействием в случае, если перед отказом основного преобразователя частоты (сети) или в процессе отказа основного преобразователя частоты (сети) задание скорости вращения электродвигателя уменьшается, например, ДО</p>
<p>Подключение электродвигателя осуществляется после синхронизации на частоту со<sub>ПЧ2</sub>, которая ниже сбдр, и двигатель сразу переводится в генераторный режим и далее, уменьшая и><sub>Пч </sub>до аз , добиваются заданной частоты вращения электродвигателя.</p>
<p>Кроме того, так как при синхронизации частота преобразователя частоты либо увеличивается не более</p>
<p>= т—д---ω„,, либо уменьшается не ме<sup>1 5</sup> кд</p>
<p>1</p>
<p>нее ч>п<sub>Ч1</sub>= т---—ω<sub>Αι}</sub>, то при подклю<sup>1 ь</sup> кг</p>
<p>чении электродвигателя к резервному преобразователю частоты двигатель оказывается всегда на рабочем участке механической характеристики и ток при поключении электродвигателя</p>
<p>1 о</p>
<p>9 1485353</p>
<p>не превышает 2-2,5 номинального значения, т.е, переходные токи и моменты электродвигателя будут ниже и ниже вероятность отказа электродвигателя и механизма, а значит и надежность переключения выше.</p>