SU936331A1

SU936331A1 - Thyristorized ac electric drive

Info

Publication number: SU936331A1
Application number: SU772540741A
Authority: SU
Inventors: Рудольф Сергеевич Сарбатов; Дмитрий Дмитриевич Богаченко; Асанбек Айткулуевич Керимбаев
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1977-11-09
Publication date: 1982-06-15

Description

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(54) THYRISTOR AC DRIVE

II

Изобретение относитс к эпектротехнике и может быть использовано в частотно-регу mi руемых эпектроприводах.The invention relates to a process design and can be used in frequency-adjustable mi-type electric drives.

Известен тиристорный электропривод переменного тока, содержащий преобразователь частоты с промежуточным звеном посто нного тока, силовой LC-фипьтр, асинхронный двигатель, последовательно включенные задатчик интенсивности и систему управлени инвертором, систему управлени выпр мителем и датчик напр жени .ЗДл повышени устойчивости такой системы электропривода и подавлени имеющих место низкочастотных автоколебаний напр жени электродвигател и его УГЛОВОЙ скорости использован метод коррекции по каналу управлени частотой инвертора . Дл этого применен специальный фазосдвигаюший стабилизатор, последовательно соединенный с инвертором, что обеспечивает введение определенного фазового сдвига в систему управлени инвертором .An alternating current thyristor electric drive is known, which contains a frequency converter with an intermediate DC link, a power LC filter, an asynchronous motor, a series intensity control unit and an inverter control system, a rectifier control system and a voltage sensor. To increase the stability of such a drive system and suppress taking place low-frequency self-oscillations of the voltage of the electric motor and its angular speed used a method of correction for the frequency control channel and nvertor. For this purpose, a special phase-shift stabilizer is used, connected in series with the inverter, which ensures the introduction of a specific phase shift into the inverter control system.

Указанный электропривод имеет недостаточную точность регупировани угловой скорости электродвигател в переходных , режимах пуска и торможени , а также наброса и сброса нагрузки, вследствие того, что дл повышени устойчивости коррекции осуществл етс по каналу регулировани угповой скорости электродвигател . Кроме того, указанный эффект Достигаетс за счет применени до10 полнительных сложшлх и подверженных помехам электронных устройств и специальных датчиков.This electric drive has an insufficient accuracy in regressing the angular velocity of the electric motor in transient, starting and braking modes, as well as loading and dropping the load, due to the fact that, in order to increase the stability of the correction, it is carried out via the electric motor speed control channel. In addition, this effect is achieved through the use of additional amplified and susceptible electronic devices and special sensors.

Наиболее близким к предпагаемому вл етс тиристорный электропривод пере15 менного тока, содержащий- асинхронный электродвигатель, преобразователь частогты , составленный из последовательно соединенных управл емого выпр мител , силового t С-фильтра и инвертора, выход The closest to the predicted one is a alternating current thyristor electric drive, containing - an asynchronous electric motor, a frequency converter, composed of a series-connected controlled rectifier, a power t C-filter and an inverter, the output

20 которого подключен к асинхронному двигателю , последовательно включенные за- датчик -интенсивности и систему управлени инвертором, систему управлени вы . 3 пр мителем, датчик напр жени и сравнени с трем входами, первый вход которого св зан с выходом датчика напр жени , второй вход - с выходом нелииейного элемента, входом соединенного с выходом задатчика интенсивности, а выход блока сравнени подключен ко вхоAj систел-ЕЫ управлени выпр мителем. В этом электроприводе с целью повышени устойчивости системы предлагаетс введение обратной св зи по току инйертора с помощью специального датчика тока, сигнал которого по цепи отрицатель ной обратной св зи воздействует на задаюцщй генератор системы управлени инвертором , а по цепи положительной обратной св зи - на задатчик интенсивности того же канала L2J. Недостатком этого электропривода вл етс то, что коррекци системы с использованием воздействи по каналу управнени частотой инвертора снижает точ ность регулировани угловой скорости двигатеп в переходных режимах и делает систему недостаточно устойчивой, особенно при наличии внутренней жесткой отрицательной обратной св зи По направпе шю двигател , примен емой дл повышени жесткости механической характеристики двигатеп . Кроме, того, в данном электроприводе предполагаетс ирпользоЕание специальнйго датчика тока, кото рый дл достижени желаемого эффекта доюкен обпадать р дом дополнительных свойств, в частности, большим быстродействием и высоким качеством выходного сигнала. При этом электропривод обладает небольшим быстродействием. Цепь изобретени - повьпдение точноети регулировани угловой скорости электродвигател в переходных режимах и быстродействи по каналу регулировани частоты. Указанна цель достигаетс тем, что в тиристорный электропривод переменного тока введен дифференцирующий эпемент вход которого подключен к выходу датчика напр жени , а выход - к: третьему входу блока сравнени , причем вход датчика напр жени соединен с выходом силового UC-фипьтра. На чертеже представлена блок-схема электропривода. Тиристорный электропривод переменного тока содеришт преобразоватепь частоты , составленный из управл емого выпр мител 1, питаемого от трехфазной сети промышленной частоты, силового LC- блокфипьтра, состо щего из дроссеп 2, кон936331 .4 денсатора 3 и инвертора напр жени 4, выход которого подключен к асинхронному электродвигателю 5, последоватепьно включенные задатчик интенсивности 6 и систему управлени 7 инвертором, систему управлени 8 выпр мителем, и блок сравнени 9 с трем входами. Первый вход блока сравнени св зан с вы- ходом датчика 10 напр жени , второй вход - с выходом нелинейного элемента 11, входом соединенного с выходом задатчика интенсивности 6, а выход блока сравнени 9 подключен ко входу системы управлени 8 выпр мителем, Электропривод содержит дифференцирующий элемент 12, вход которого подключен к вьхходу датчика 10 напр жени , а выход - к третьему входу блока сравнени 9, при этом вход датчика Ю напр жени соединен с . выходом силового LC-фипьтра, Устройство работает следующим образом . Регу.лирование угловой ско рости эпектродвигател 5 в такой системе осуществл етс изменением частоты инвер 4 и напр жени управл емого выпр ь тел 1 с помощью их систем управлени (соответственно 8 и 7) по выбран -у закону управлени , реализуемому посредством нелинейного элемента 11. В устойчивом состо нии напр жение . на конденсаторе 3 силового U С-фильтра посто нно, вследствие чего посто нен и сигнал на выходе датчика 10 напр жени , , поступающий на вход дифференцирующего элемента 12, и сигнал на выходе поспеднего отсутствует, а задающее напр же ние, поступающее на вход системы управ- . Q выпр мителем, складываетс из напр жени на выходе нелинейного элемента 11 и сигнала отрицательной обратной св зи по напр жению с выхода датчика 10 напр жени . В случае возникновени в силовой части электропривода автокопабаний возникают периодические,|4изменени величины напр жени в звене посто нного тока, состо щего из силового Ь С-фильтра. При увеличении этого напр жени сигнал па выходе датчика 10 напр жени также растет , и на выходе дифференцирующего элемента 12 по вл етс корректирующий отрицательный сигнал,который, суммиру - сь с сигналами с выхода датчика 10 напр жени и нелинейного эпемента 11, уменьшает задающее напр жение на входе системы управлени 8 выпр мителем.20 of which is connected to an asynchronous motor, a series-connected sensor of intensity and an inverter control system, the control system is you. 3, a voltage sensor and a comparison with three inputs, the first input of which is connected to the output of the voltage sensor, the second input to the output of a non-linear element, the input connected to the output of the intensity setting device, and the output of the comparison unit connected to the control system. straightened. In order to improve the system stability, this drive offers the introduction of feedback current on the injector using a special current sensor, the signal of which through the negative feedback circuit acts on the driving generator of the inverter control system and on the positive feedback circuit on the setpoint intensity same channel l2j. The disadvantage of this electric drive is that correction of the system using the inverter frequency control effect reduces the accuracy of motor angular speed control in transient conditions and makes the system insufficiently stable, especially if there is internal negative feedback. to increase the rigidity of the mechanical characteristics of the engine. In addition, the use of a special current sensor is supposed to be used in this drive, which, in order to achieve the desired effect, should drop some additional properties, in particular, high speed and high quality of the output signal. In this case, the drive has a small speed. The circuit of the invention is the accurate control of the angular velocity of the electric motor in transients and speed through the frequency control channel. This goal is achieved by introducing into the thyristor AC electric drive a differential element of which the input is connected to the output of the voltage sensor and the output to: the third input of the comparator unit, the input of the voltage sensor connected to the output of the power UC filter. The drawing shows the block diagram of the drive. A thyristor AC drive contains a frequency converter composed of a controlled rectifier 1, powered by a three-phase power frequency network, a power LC-blocker consisting of a throttle 2, a capacitor 3, and a voltage inverter 4, the output of which is connected to an asynchronous electric motor 5, sequentially switched on intensity control unit 6 and control system 7 with an inverter, control system 8 with a rectifier, and a comparison unit 9 with three inputs. The first input of the comparison unit is connected to the output of the voltage sensor 10, the second input is connected to the output of the nonlinear element 11, the input connected to the output of the intensity control unit 6, and the output of the comparison unit 9 is connected to the input of the control system 8 by a rectifier. The electric drive contains a differentiating element 12, the input of which is connected to the input of the voltage sensor 10, and the output to the third input of the comparison unit 9, while the input of the voltage sensor U is connected to. output power LC-fiptra, the device operates as follows. The adjustment of the angular velocity of the electromotor 5 in such a system is carried out by varying the frequency of the inverter 4 and the voltage of the controlled drive of the bodies 1 using their control systems (respectively 8 and 7) according to the selected control law implemented by the nonlinear element 11. In steady state voltage. on the capacitor 3 of the power U C-filter is constant, as a result of which the signal at the output of the voltage sensor 10, constant at the input of the differentiating element 12, and the signal at the output of the last step is absent, and the setting voltage at the input of the control system -. The Q, by rectifier, is the sum of the voltage at the output of the non-linear element 11 and the negative feedback signal from the voltage output from the voltage sensor 10. In the case of the occurrence of autocamping in the power section of the electric drive, periodic changes in the magnitude of the voltage in the DC link consisting of the power L b C filter occur. As this voltage increases, the voltage on the output of voltage sensor 10 also increases, and at the output of differentiating element 12 a negative correction signal appears, which, summing up with the signals from the output of voltage sensor 10 and nonlinear epement 11, reduces the driving voltage at the input of the control system 8 rectifier.

что приводит к уменьшению напр жени на выходе управл емого выпр мител 1. И, наоборот, при уменьшении напр жени в звене посто нного тока уменьшаетс сигнал на выходе датчика 1О напр жени и на выходе дифференцирующего элемента 12 по вл етс положительный сигнап, который, суммиру сь с сигналами с выходов датчика 1О напр жени и непинейно го элемента 11, увеличивает задающее напр жение ни входе системы управлени 8 выпр мителем, что ведет к увеличению напр жени на выходе управл емого выпр кдател 1. Таким образом, выход силового LC-фильтра по цепи гибкой отрицательной обратной св зи соединен со входом системы управлени выпр мителем, При этом, в качестве дифференцирующего элемента используетс конденсатор посто нной емкости. which leads to a decrease in the voltage at the output of the controlled rectifier 1. And, conversely, when the voltage decreases in the DC link, the signal at the output of the voltage sensor 1O decreases and the output of the differentiating element 12 causes a positive signal When signals from the outputs of the voltage sensor 1O and the non-linear element 11 increase, the voltage of the control system 8 of the rectifier increases, which leads to an increase in the voltage at the output of the controlled rectifier 1. Thus, the output of the power LC filter on flexible circuits negative feedback connected to the input rectifier control system, In this case, as the differentiating capacitor element used constant capacitance.

В электроприводе за счет дополнительного сигнала соответствующего знака с выхода дифференцирующего элемента 12 осуществл етс демпфирование колебаний напр жени в звене посто нного тока, что приводит к подавлению колебаний напр жени двигател во всем диапазоне регулировани скорости двигател .In the electric drive, due to the additional signal of the corresponding sign from the output of the differentiating element 12, voltage fluctuations in the DC link are damped, which leads to suppression of voltage fluctuations in the motor throughout the entire range of motor speed control.

Кроме того, использование дифференцирующего элемента и подключение входа датчика напр жени на выход силового ЬС-фильтра позвол ет искгаочить сложный, быстродействующий датчик тогка , а также примен ть более простойIn addition, the use of a differentiating element and the connection of a voltage sensor input to the output of a power HC filter allows you to distort the complex, high-speed sensor and to use a simpler

(обычно уже имеющийс в электроприводе ) датчик посто нного напр жени , вмее-то датчика трехфазного переменного напр жени . Использование кавапа регувв- ровани напр жени преобразоватеп дп введени корректирующего сигнала повыщает точность регулировани угловой скорости двигател в переходных процессах пуска и торможени , наброса и сброса нагрузки, а также повышает быстродействие управлени по Каналу управлени частотой, что ведет к повышению цроизводительности всей системы электропривода .(usually already present in the drive) a DC voltage sensor, in some case a three-phase AC voltage sensor. The use of a voltage regulating voltage converter to introduce a correction signal enhances the accuracy of the motor angular speed control in starting and braking transients, load gain and load shedding, and also increases the speed control of the Frequency Control Channel, which leads to an increase in drive efficiency of the entire drive system.

Формула иэобре.тени Formula iebre.teni

Тиристорный электропривод переменного тока, содержащий асинхрсжньгй двигатель , преобразователь частоты, составпенный на последовательно соединевных управл емого выпр мител , cBnoBotxi L Сфипьтра и инвертора, выход которого подключен к асинхронному эпектродвигатепю, последовательно вкгаоченные задатчик интенс внрсти и систему управлени инвертором , систему управлени выпр мителем, датчик напр жени и блок сраш1е1ш с трем входами, первый вход которого св зан с выходом датчика напр жени , втqpoй вход - с нелинейного элемента, входс л соединенного с выходом задатчика интенсивности, а выход блока сравнени подклвэчен ко входу систеьал управлени выпр мителем, о т п и ч а ю щ и И с тем, что, с целью повышени точности регулировани углов«Л скорости электродвигател в перехо(шьис режимах и быстродействи по каналу регулировшш частоты, в него введен дагффе- ренциру ощий элемент, вход которого подключен к выходу датчика шр жени , а выход - к третьему входу биока сравнени , нричем вход датчика напр жени соединен с выходом силового ЬС-фипьт- ра.A thyristor AC drive containing an asynchronous motor, a frequency converter composed of a series-connected controlled rectifier, cBnoBotxi L Sfithra and an inverter, the output of which is connected to an asynchronous eectromotor, which is used for an unprotecting inverters, and a system for controlling invertors, and a system for controlling invertors. voltage and a unit with three inputs, the first input of which is connected with the output of the voltage sensor, the second input is from a non-linear element, input Connected with the output of the intensity control knob, and the output of the comparator unit is connected to the input of the rectifier control system, that is, in order to improve the accuracy of the angle control “L speed of the electric motor in the transition (drive modes and speed On the channel of adjustable frequency, a common element is introduced into it, the input of which is connected to the output of the storage sensor, and the output is connected to the third input of the bioco comparison, and the input of the voltage sensor is connected to the output of the power HC-filter.

Источники ш прин тые во внимашю при экспертизеSources taken into consideration during the examination

1.Патент США N 367О235, кл. 321-18, 1972ч1. US Patent N 367О235, cl. 321-18, 1972h

2. свидетельство СССР № 4О9347, кл. Н О2 Р 5/40, 1973.2. USSR certificate № 4О9347, cl. H O2 P 5/40, 1973.

Claims

Claim

A thyristor AC drive containing an induction motor, a frequency converter, composed of a series-connected controlled rectifier, a power L C filter and an inverter, the output of which is connected to an asynchronous electric motor, series-connected intensity regulator and inverter control system, rectifier control system, voltage sensor and a comparison unit with three inputs, the first input of which is connected to the output of the voltage sensor, the second input to the output of a nonlinear element at the input of the intensity adjuster connected to the output, and the output of the comparison unit is connected to the input of the rectifier control system, characterized in that, with a chain for increasing the accuracy of regulating the angular speed of the electric motor in transient conditions and speed on the frequency control channel, a differentiating element is introduced into it, the input of which connected to the output of the voltage sensor, and the output to the third input of the comparison unit, therefore, the input of the voltage sensor is connected to the output of the LC power supply.