SU888321A1 - Преобразователь частоты дл частотно-регулируемого электропривода - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемых приводах переме ного тока. Известен преобразователь частоты дл  частотно-регулируемого привода, который содержит последовательно соединенные регулируемый выпр митель, R-C- фильтр и автономные инвертор напр жени , включающий мост основнь1х ти ристоров, к зажимам переменного тока которого подключен асинхронной дви гатель, мост диодоа обратного тока и устройство дл  коммутации основных ти ристоров, систему управлени  регулиру емом ы пр мите ем и систему управлени  автономным инвертором, датчик напр жени  асинхронного двигател  и устройство дл  торможени  двигател  схему ИЛИ,, пороговое устройство и цепь, содержащую два последовательно соединенных блока, каждый из которых выполнен из последовательно включенных тиристора и резистора, точка соединени  указанных блоков св зана с точкой соединени  основных тиристо ров, а управл ющие электроды тиристоров упом нутых блоков подключены к формирователю управл ющих импульсов, управл ющий вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ, а один ий управл ющих входов схемы ИЛИ подключен через пороговое устройство к датчику напр жени , при этом второй управл ю щий вход схемы.ИЛИ подключен к устройству торможени  двигател  tij. Торможение двигател  в таком преобразователе частоты осуществл етс  за счет того, что при включении тиристора одного из блоков ток торможени  протекает через упом нутый тиристор , резистор и основной тиристор противоположного плеча фазы, к которой подключены упом нутые блоки, и вследствие протекани  тока через резистор энергии торможени  рассеиваетс  на нем. Через 80 электрических периода выходной частота основной тиристор инверторного моста выключаетс , а включает с  основной тиристор противоположного плеча инверторного моста, который шунтирует резистор и последовательно с ним 8К.пюченный тиристор, а также включает тиристор противоположного блока и ток торможени  протекает аналогично описанному. Описанный преобразователь обеспечивает эффективное торможение двигател , а так же режим подтормаживани . Недостатком такого преобразовател   вл етс  повышенна  сложность, котора  определ етс  наличием двух дополнительных силовых тиристоров, резисторов, схемы дл  управлени  двум  силовыми тиристорами, схемы ИЛК и порогового устройства. Кроме того, такой преобразователь должен быть выполней по схеме инвертора напр жени , что ограничивает его область применени  и ие позвол ет выполнить преобра-зователь по схеме, например, инвертору тока с отсекающими диодзми. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  преобразователь частоты дл  частотно-регулируемого электропривода , содержащий регулируемый выг5) митель , фильтр и ийвертор, соединенные между собой последовательно, систему управлени  регулируемым выпр мителем, включающую последовательно соединенны между собой регул тор напр жени , регул тор тока и фазосдвигающий блок, выход которого подключен к управл юще му входу указанного выпр мител , систему управлени  инвертором, включающую последовательно соединенные между собой задающий генератор и кольцевой распределитель, выходом св занный с управл ющим входом инвертора, датчик тока, включенный на входе регулируемого выпр мител , а выходом подключен ный ко входу регул тора тока, датчик напр жени  инвертора, выходом подключенный к регул тору напр жени , задат чик интенсивности, один выход которого соединен с одним входом регул тора напр жени , и блок торможени  с двум  выходами 2 . Данный преобразователь обеспечивает режим динамического торможени  с заданной скоростью до полной остановки привода. Однако он не реализует режим подтормаживани  (режим переходу с одной скорости на другую). Так, в известном преобразователе дл  перехода со скорости п-, (50 Гц) на скорость Пл (5 Гц) необходимо вначале двигатель затормозить до нулевой скорости , а затем разогнать до скорости п,- что значительно увеличивает врем  перехода с одной скорости на другую и не дает возможности использовать его . в таких электроприводах, в которых останов привода не допускаетс  (например , дл  машин выт жки искусственных нитей), так как останов двига.елей приводит к полимеризации массы в фильерах и порче машины. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  режима подтормаживани . Цель достигаетс  тем, что в преобразователь частоты введена схема ИЛИ, выход которой подсоединен к первому входу задающего генератора, один вход схемы ИЛИ подсоединен к выходу датчика напр жени , второй вход схемы ИЛИ подсоединен к одному выходу блока торможени , а второй выход блока торможени  соединен со входом задающего генератора , со вторым входом регул тора напр жени , и входом регул тора тока, а управл ющий вход блока торможени  подсоединен ко второму выходу задатчика интенсивности. На фиг. 1 представлена схема преобразовател  частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы. Преобразователь частоты содержит регулируемый выпр митель 1, включенный последовательно с фильтром 2 и автономным инвертором 3. Ток преобразовател  измер етс  датчиками 4 тока, которые установх1ены на входе выпр мител , а напр жение измер етс  с помощью датчика 5 напр жени , который может включатьс  либо в звене посто нного тока, либо на выходе инвертора. Регулируемый выпр митель 1 управл етс  системой б управлени  регулируемым выпр мителем, котора  содержит фазосдвигающий блок 7, регул тор В тока регул тор 9 напр жени . Автономный нвертор 3 управл етс  системой 10 правлени  автономным инвертором, коора  содержит кольцевой распределиель 11 и задающий генератор 12. К ыходу автономного инвертора 3 подлючена нагрузка, например, асинхроный электродвигатель 13. Сигнал задаи  поступает на вход блока 1 задани , апример задатчика интенсивности. К

первому входу задающего генератора 12 подключен выход схемы ИЛИ 15, первый вход которой подключен к выходу датчика 5 напр жени f а второй вход схемы ИЛИ подключен к первому выходу блока 16 торможени , второй выход которого соединен со входом задающего генератора 12, блокирующим его работу, а также со входом регул тора 9 напр жени , блокирующим его работу, и входом регул тора 8 тока. Управл ющий вход блока 16 торможени  соединен со вторым входом задатчика k интенсивности, на указанном выходе которого формиру .етс  сигнал о начале и конце торможени  электродвигател .

Преобразователь работает следующим образом.

Выпр мление сетевого напр жени  осуществл етс  с помощью выпр мител  1, Далее выпp  лeннoe напр жение сглаживаетс  с фильтра 2, Выпр мленное и сглаженное напр жение поступает на эход инвертора 3, где оно преобразуетс  в напр жение регулируемой частоты. Управление регулируеьь)м выпр мителем осущестэл етс  фазосдвигающим блоком 7, угол сдви-а которого регулируетс  с помощью двухконтурной системы регулировани , включающий внутренний подчиненный контур регулировани  тока и внешний контур регулировани  напр жени . При подаче нала Задание на вход задатчика 1 ин . тенсивности на выходе его получаем преобразованный, плавно измен ющийс  во времени с необходимым темпом сигнал задани , который поступает на вход регул тора напр жени . Выходной сигнал с регул тора напр жени  поступает на вход регул тора тока, с выхода которого сигнал поступает на вход фазосдвигающего блока 7. Измен етс  угол регулировани  выпр мител  1 и на выходе его по вл етс  напр жение. Задающий генератор 12 работает с начальной частотой и электродвигатель начинает вращатьс . Напр жение по мере разгона электродвигател  13 растет и с выхода датчика 5 напр жени  поступает через схему ИЛИ 15 на первый вход задающего генератора 12, что приводит к росту частоты, и электродвигатель продолжает разгон тьс . Величина тока ограничиваетс  регул тором тока. РОСТ напр жени  и частоты продолжаетс  до величины, определ емой сигналом задани .

Торможение электродвигател  осуществл етс  следующим образом.

При уменьшении сигнала задани  U (фиг, 2а, момент t) на входе задатчика 1 интенсивности его выходной сигнал Uj начинает также уменьшатьс  с заданным темпом (фиг, 26, момент t,j-t,j). Одновременно на втором выходе зздатчика 1 интенсив:юсти по вл етс  сигнал лJ4 (фиг, 2в, момент t), который поступает на вход блока 16 торможени . Выходкой сигнал ди„ (фиг, 2г, момент t ) с выхода блока-. 16 торможени  поступает на вход задающего генератора 12, он прекращает свою работу, и его импульсы не поступают на кольцевой распределитель 11. Это приводит к тому, что в автономном инверторе 3 остаютс  включенными

два или три тиристора в зависимости от способа управлени  (120 и 180-градусна  проводимость) тиристора - - инвертора , и статорные обмоткм электродвигател  13 обтекаютс  посто нным током,,,

Происходит динамическое торможение электродвигател  13. Величина тока электродвигател  ограничиваетс  регул тором 8 тока на заданном уровне. При этом уровень тока торможени  зздаетс  уровнем сигнала &(г, поступающего на вход регул тора 8 тока. Одновременно сигнал л UQ поступает на регул тор 9 напр жени , блокиру  его таким образом, что его выходной сигнал равен нулю. Величина напр жени  (фиг.2д) на статоре асинхронного электродвигател  3 равна падению напр жени  на его активном сопротивлении. За врем  торможени  (момент , фиг, 2е)

Claims (2)

1. скорость электродеигател  измен етс  с п до п.. Когда сигнал задани  на выходе задатчика И интенсивности ст.знет равным сигналу Уо, на зходе-сигнал .ди (момент t, фиг. 28) исчеза . это приводит к тому, что снимаетс  сигнал 4 UQ, блокирующий задающий генератор 12 и регул тор. 9 напр жени . Блок 16 торможени  с мo «энтa tj (фиг, 2ж) вырабатывает сигнал uU, который через схему ИЛИ 15 поступает на вход задающего генератора 12, Амплитуда сигнала i и., выбираетс  таким образом , чтобы выходна  частота преобразовател  в момент tQ (фиг, 2з) была равна максимальной, С момента „ регул тор 9 напр жени  находитс  в на.сыщении , так как О и выдает, сигнал задани  на регул тор 8 тока (величина этого сигнала выбираетс  из 7 перегрузочной способности электродвигател ). Регул тор 8 тока поддерживает амплитуду тока., и по статору электродвигател  13 протекает переме ный ток с частотой fcr , убывающей с определенным темпом (момент , фиг. 2з). В момент времени t (фиг.2 когда частота t| вращени  пол  статора станет равна частоте вращени  ротора, происходит сцепление потока статора с ротором. При этом по вл ет выходное напр жение (фиг. 2д) на выходе преобразовател  и на задающий генератор 12 через схему ИЛИ 15 и на вход регул тора 9 напр жени  поступз ет сигнал UOD с датчика 5 напр жени  С этого момента (t фиг. 2ж) сигнал &U, спадающий к моменту 1д до нул , не оказывает вли ни  на процессы в электродвигателе. Внешний регул тор 9 напр жени  с момента t зступает в работу, поддержива  нужное напр же ние на статоре электродвигател  13 а, соответственно, и частоту f. Данное техническое решение позвол ет упростить силовую схему преобра зовател  за счет введени  новых элементов системы управлени , что позво лило осуществить динамическое торможение двигател  более простыми сред ствами, ис люча  при этом мощьйие си ловые элементы, так как функции исключенных силовых элементов выполн ю элементы автономного инвертора и вве денные маломощные управл ющие элемен ты и, таким образом, это позволило упростить устройство в целом. Нар ду с торможением до нулевой частоты вращени  может быть осуществле но подтормаживание, что расшир ет функ циональные возможности известного ус роиства. Формула изобретени  Преобразователь частоты дл  частотно-регулируемого электроприводгэ, содержащий регулируемый выпр митель, фильтр и инвертор, соединенные между собой последовательно, систему управлени  регулируемым выпр мителем, включающую последовательно соединенные между собой регул тор напр жени , регул тор тока и фазосдвигающий блок, выход которого подключен к управл кхде-му входу указанного выпр мител , систему управлени  инвертором, включающую последовательно соединенные между собой задающий генератор и кольцевой распределитель, выходом св занный с управл ющим входом инвертора, датчик тока, включенный на входе регулируемого выпр мител , а выходом подключенный ко входу регул тора тока, датчик напр жени  инвертора, выходом подключенный к регул тору напр жени , задатчик интенсивности, один выход которого соединен с одним входом регул тора напр жени , и блок торможени  с двум  выходами, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  режима подтормаживани  при переходе с высшей скорости на низшую, преобразователь частоты снабжен схемой ИЛИ, выход которой подключен к первому входу задающего генератору, один вход схемь ИЛИ соединен с выходом датчика напр жени , другой вход схемы ИЛИ подключен к одному выходу блока торможени , другой выход которого св зан со входом задающего генератора, со входом регул тора тока и со вторым входом регул тора напр жени , а управл ющий вход блока торможени  подключен ко второму выходу задатчика интенсивности . Источники информации, прин тые во внимание при экспе(тизё 1.Ааторское свидетельство СССР по за вке № 2521249/0/, кл. Н 02 Р , 1977.
2. 2.Авторское свидетельство СССР tf 9299U кл. Н 02 Р , 1973.

   S

   а

   tjty tz

   Фае. 2