SU944048A1

SU944048A1 - Method of inverter braking of ac electric motor

Info

Publication number: SU944048A1
Application number: SU803219795A
Authority: SU
Inventors: Виталий Вацлавович Кашин; Юрий Константинович Кузьмичев; Юрий Васильевич Закорюкин; Борис Петрович Силуянов
Original assignee: Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1982-07-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемых электроприводах, содержащих статические преобразователи частоты с промежуточным звеном посгоянного тока.The invention relates to electrical engineering and can be used in frequency-controlled electric drives containing static frequency converters with an intermediate link of the stagnant current.

Известен способ инверторного торможения, заключающийся в снижении частоты и амплитуды выходного напряжения и рассеянии энергии торможения в элемен- _}0тах инвертора и на балластных тормозных резисторах, включаемых на время торможения ω.A method is known inverter braking, comprising reducing the frequency and amplitude of the output voltage and scattering of braking energy in the elements s _0} inverter and brake ballast resistors included in the deceleration time ω.

Однако при инверторном торможении указанным способом энергия торможения не передается в сеть и бесполезно рассеивается в тормозных резисторах, что снижает экономичность торможения. Наличие дополнительных резисторов, необхо-₂д дим ость устройств подключения и регулировки их величины усложняет схему привода, ухудшает весогабаритные показатели. При отсутствии же тормозных резисторов энергия торможения рассеивается только в элементах инвертора, · вследствие чего на них возникают перенапряжения, снижающие надежность работы инвертора и ограничивающие интенсивность торможения. Инверторное торможение известным способом не обеспечивает достаточного момента на низких частотах вращения.However, with inverter braking in the indicated manner, the braking energy is not transmitted to the network and is uselessly dissipated in the braking resistors, which reduces the braking efficiency. The presence of additional resistors neobho- ₂ d Dim spine connecting devices and adjust their size complicates the drive circuit, overall weight and dimensions degrades performance. In the absence of braking resistors, the braking energy is dissipated only in the elements of the inverter, · as a result of which overvoltages occur that reduce the reliability of the inverter and limit the intensity of braking. Inverter braking in a known manner does not provide sufficient torque at low speeds.

Наиболее близким техническим решением является способ инверторного торможения электродвигателя переменного тока, подключенного к инвертору напряжения со звеном постоянного тока, при котором в момент торможения уменьшают напряжение питания инвертора и изменяют выходную частоту инвертора, измеряют напряжение/ на входе инвертора и сравнивают с заданным уровнем,’ . а по достижению'заданного уровня прекращают коммутацию ключей инвертора и подключают электродвигатель к звену постоянного тока (2]. ¹ The closest technical solution is the method of inverter braking of an AC motor connected to a voltage inverter with a DC link, in which at the time of braking the inverter supply voltage is reduced and the inverter output frequency is changed, the voltage / at the inverter input is measured and compared with a predetermined level, '. and upon reaching the specified level, they stop switching the keys of the inverter and connect the electric motor to the DC link (2]. ¹

Однако в известном способе изменение частоты осуществляется в сторону увеличения для обеспечения ускоренного разряда конденсатора на входе инвертора, а подключение двигателя к звену постоям- 5 ного тока осуществляют при минимальном напряжении на конденсаторе, т.е, динамическое торможение проводится на всем этапе изменения частоты, эффективность которого на высокой частоте вращения 10 мала, что увеличивает время торможения. 'However, in the known method, the frequency is changed upwards to provide an accelerated discharge of the capacitor at the inverter input, and the motor is connected to the DC-link 5 at a minimum voltage on the capacitor, that is, dynamic braking is performed at the entire stage of the frequency change, efficiency which at a high speed 10 is small, which increases the braking time. ''

Цель изобретения — снижение времени торможения.The purpose of the invention is the reduction of braking time.

»5"5

Поставленная цель достигается гем, что в момент торможения выходную частоту инвертора понижают, а подключение электродвигателя к звену постоян-: ного тока осуществляют при превышении jq напряжения на входе инвертора заданного уровня.This goal is achieved by heme, that at the time of braking, the inverter output frequency is reduced, and the electric motor is connected to the DC link: when the voltage jq at the inverter input exceeds a predetermined level.

На фиг.1 приведена схема электропривода для осуществления способа торможения; на фиг.2 - графики изменения _2Jнапряжения на емкости фильтра (т.е. на выходе инвертора), частоты инвертора и скорости двигателя во время торможения.Figure 1 shows a diagram of an electric drive for implementing the braking method; figure 2 - graphs of changes _2J voltage on the filter capacitance (i.e. at the inverter output), inverter frequency and motor speed during braking.

Электропривод (фиг.1) содержит ₃θ асинхронный электродвигатель 1; подключенный к инвертору 2 напряжения, с LC -фильтром звена 3 постоянного тока, управляемый выпрямитель 4 с системой управления 5, блок 6 управления инвертором, датчик 7 напряжения, ³⁵обладающий пороговой характеристикой,' подключенный своим входом на вход инвертора, а выходом - к системе управления инвертором.The electric drive (figure 1) contains ₃ θ induction motor 1; connected to a voltage inverter 2, with an LC-filter of DC link 3, a controlled rectifier 4 with a control system 5, an inverter control unit 6, a voltage sensor 7 having ³⁵ threshold characteristics, 'connected by its input to the inverter input, and the output to the system inverter control.

Способ инверторного торможения осу- ⁴⁰ществляют следующим образом.A method of braking an inverter ⁴⁰ carried fected as follows.

При работе привода в двигательном режиме напряжение на емкости С (на входе инвертора) ниже порога срабатывания датчика 7, на вход системы управ- ⁴⁵пения инвертором поступает команда, разрешающая работу инвертора. При снижении частоты на выходе инвертора двигатель работает с отрицательным скольжением, в генераторном режиме, ⁵⁰отдавая энергию в инвертор. Эта энергия частично рассеивается в элементах инвертора, а также запасается в емкости фильтра. Когда напряжение на емкости достигает порога срабатывания датчика 55 (момент Ц , фиг.2), с его выхода ¹в систему управления подается команда на закрытие инвертора. После закрытия инвертора с блока 6 управления подаются импульсы на открытие тиристоров анодной и катодной группы, подключенных к разным фазам. По обмоткам двигателя от фаз А и С к фазе В протекает постоянный ток, двигатель переходит в режим динамического торможения. Протекание постоянного тока вызывает разряд емкости.фильтра, а при уменьшении напряжения на ней до уровня срабатывания датчика 7 в момент времени t (фиг.2) в блок 6 управления подается команда на возобновление коммутации инвертора 2. Процесс торможения продолжается по типу генераторного торможения, затем 'может быть осуществлен вновь переход к динамическому торможению и т.д.When the drive is in motoring mode voltage at the capacitance C (at the input of the inverter) is below the response threshold of the sensor 7, the input of inverter ⁴⁵ controlled system is supplied Singing command enables the inverter. With a decrease in the frequency at the inverter output, the motor operates with negative slip, in generator mode, ⁵⁰ giving energy to the inverter. This energy is partially dissipated in the elements of the inverter, and is also stored in the filter tank. When the voltage on the capacitance reaches the threshold of the sensor 55 (moment C, figure 2), from its output ¹ , a command is sent to the control system to close the inverter. After the inverter is closed, pulses are sent from the control unit 6 to open the thyristors of the anode and cathode group connected to different phases. A constant current flows through the motor windings from phases A and C to phase B, the motor goes into dynamic braking mode. The flow of direct current causes the capacity of the filter to discharge, and when the voltage on it drops to the level of the sensor 7 at the time t (Fig. 2), a command is sent to the control unit 6 to resume switching of the inverter 2. The braking process continues as generator braking, then 'can be carried out again the transition to dynamic braking, etc.

Питание двигателя постоянным током можно также реализовать с помощью коммутационных устройств, соединяющих вход инвертора с двигателем (на фиг.1 показаны пунктиром).-Возможна подпитка двигателя от звена постоянного тока без предварительного закрытия инвертора при условии, что последовательно с коммутационными устройствами включены достаточно большие индуктивности. Для уменьшения тока динамического торможения и уменьшения времени разряда емкости С следует уменьшать угол проводимости тиристоров выпрямителя при переходе в режим динамического тормо.жения. На низких частотах вращения возможен переход в режим динамического торможения без сигнала датчика напряжения, ввиду большей .эффективности этого вида торможения на малых скоростях (интервал ί-, - ί θ , фиг.2).DC motor power can also be implemented using switching devices connecting the inverter input to the motor (shown in dashed lines in Fig. 1) .- It is possible to feed the motor from the DC link without first closing the inverter, provided that sufficiently large inductances are connected in series with the switching devices . To reduce the dynamic braking current and decrease the discharge time of the capacitance C, the conduction angle of the rectifier thyristors should be reduced when switching to the dynamic braking mode. At low speeds, it is possible to switch to dynamic braking mode without a voltage sensor signal, due to the greater efficiency of this type of braking at low speeds (interval ί-, - ί θ, Fig. 2).

Таким образом, в данном способе торможения энергия, выделяемая при работе двигателем при работе в генераторном режиме, используется для создания дополнительного момента динамического торможения. Этот способ решает проблему использования энергии при инверторном торможении двигателя (что особенно важно для автономных' электроприводов) и позволяет отказаться от устройств ее гашения или передачи в сеть, т.е. упростить схему электропривода, уменьшить потери и перенапряжения на элементах привода при торможении. Комбинация генераторного и динамического торможения позволяет снизить общее время торможения.Thus, in this method of braking, the energy released during engine operation when operating in generator mode is used to create an additional moment of dynamic braking. This method solves the problem of using energy during inverter braking of the engine (which is especially important for autonomous' electric drives) and allows you to abandon the devices for its suppression or transmission to the network, i.e. simplify the drive circuit, reduce losses and overvoltages on the drive elements during braking. The combination of generator and dynamic braking reduces the total braking time.

Claims

1. Kopyrn B.C. Investigation of an asynchronous motor in the inverter mode: braking. Abstract of the thesis, Sverdlovsk, 1979.

2. USSR author's certificate number 492991. class. H 02 R 7/42, 1973.

L

I

BUT

i

IS)

. Iv / g.