Частотно-регулируемый электропривод
Изобретение относится к электротехнике ., а именно к электропри , водам механизмов. Цель изобретения повышение качества переходных процессов за счет увеличения быстродействия . Устройство содержит асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором,автономный инвертор тока 2, фильтр 3, управляемый выпрямитель 4, регулятор частоты 5, определитель модуля 6, регулятор тока 7, датчик тока 8, управляемый переключатель 9, интегратор 10 и сумматор 11. Введение датчика ЭДС 12, регулятора ЭДС 13, задатчика начальной частоты 14 и инвертирующего усилителя 15 обеспечивает работу двигателя в двигательном и генераторном режимах, частотный пуск и рекуперативное торможение при поддержании режима работы двигателя с постоянством потоС $ косцепления. При этом обеспечивается (Л увеличение быстродействия, уменьшение величины перерегулирования выходного параметра и уменьшение динамических изменений скорости и времени переходных процессов при толчках нагрузочного момента. 1 ил. to 4::
СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних
РЕСПУБЛИН (5g 4 Н 02 P 7/42
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPGHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
-(21) 3781825/24-07 (22) 16 ° 08 ° 84 (46) 30. 11.86. Бюл. И 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) А.Г. Николов (53) 621.316,718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 744887,. кл. H 02 P 7/42, 1978.
Авторское свидетельство СССР Ф 1037406, кл. Н 02 Р 7/42,,1982. (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике., а именно к электропри,водам механизмов. Цель изобретения— повышение качеетва переходных процессов за счет увеличения быстродействия. Устройство содержит асинхрон„,Я0„„1274109 А1 ный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, автономный инвертор тока 2, фильтр 3, управляемый выпрямитель 4, регулятор частоты 5, определитель модуля 6, регулятор тока 7, датчик тока 8, управляемый переключатель
9, интегратор 10 и сумматор 11. Введение датчика ЭДС 12, регулятора
ЭДС 13, задатчика начальной частоты 14 и инвертирующего усилителя 15 обеспечивает работу двигателя в двигательном и генераторном режимах, частотный пуск и рекуперативное торможение при поддержании режима работы двигателя с постоянством потокосцепления. При этом обеспечивается увеличение быстродействия, уменьшение величины перерегулирования выходного параметра и уменьшение динамических изменений скорости и времени переходных процессов при толчках нагрузочного момента. 1 ил.
1274109
Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-регулируемым электроприводам, выполненным на основе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и преобразователя частоты с автономным инвертором тока, и может быть использовано в системах и механизмах, где требуется высокое качество переходных процессов при толчках нагрузочного. момента, например в электроприводе обдирочно-шлифовального станка зачистки слитков.
Целью изобретения является повышение качества переходных процессов за счет увеличения быстродействия.
На чертеже представлена функциональная схема частотно-регулируемого электропривода.
Частотно-регулируемый электропривод содержит асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходу автономного инвертора тока 2, соединенного входом через фильтр 3 с выходом управляемого выпрямителя 4. Частотно-регулируемый электропривод содержит, кроме того, последовательно соединенные регулятор частоты 5, определитель модуля 6 и регулятор тока 7, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя 4, датчик тока 8, подключенный входом к выходу управляемого выпрямителя 4, а выходом - к входу обратной связи регулятора тока 7, управляемый переключатель 9 с двумя входами и одним выходом, интегратор 10 и сумматор 11.
В частотно-регулируемый электропривод введены датчик ЭДС 12, регулятор ЗДС 13, задатчик начальной частоты 14 и инвертирующий усилитель
15, вход которого объединен с одним из входов управляемого переключателя 9 и подключен к выходу регулятора частоты 5. Выход инвертирующего усилителя 15 подключен к другому входу управляемоro переключателя 9, выход которого соединен с входом интегратора 10, подключенного выходом к одному из входов сумматора 11.
Другой вход сумматора 11 соединен с выходом задатчика начальной частоты 14, выход сумматора 11 подключен к объединенным между собой управляющему входу автономного инвертора тока 2, входу регулятора ЭДС 13 и входу обратной связи регулятора частоты 5. Выход автономного инвертора тока 2 подключен к входу датчика
ЭДС 12, выход которого соединен с входом обратной связи регулятора
ЭДС 13, подключенного выходом к управляющему входу управляемого переключателя 9.
Частотно-регулируемый электропри10 вод работает следующим образом.
На выходе управляемого переключателя 9 напряжение У определяется соотношением
Uq?,+U, с
Л где — относительные длительности подключения к выходу управляемого переключателя 9 сигналов
U 5 H U>5 соответственно ° г+с =1 °
1 т / i»с /sign U„» (2) 2э где U напряжение на выходе регулятора частоты 5; напряжение на выходе инвертирующего усилителя 15; напряжение на выходе регулятора ЗДС 13. и (2) следует
= -U
»5 5
»3
Из (1) 30
U =U /с -с /sign U . (3)
5» 2 »3 (4) U =-U /с -с /(О.
9 5» 5
При этом интегратор 10 разряжается до нуля, а частота f на выходе автономного инвертора тока 2 определяется задатчиком начальной частоты 14. Если момент двигателя 1, развиваемый им при начальной частоте f,, и токе .на уровне токоограничения, превышает момент нагрузки, частота вращения начинает увеличиваться. По мере увеличения частоты вращения увеличивается ЗДС двигателя 1, а сигВ момент пуска электропривода ток на выходе автономного инвертора тока 2 устанавливается на уровне токоограничения регулятора тока 7. Двигатель 1 не вращается, поэтому ЗДС (Е) близка к нулю. Под действием сигнала рассогласования У, с О регулятора
ЭДС 13 управляемый переключатель 9 подает на вход интегратора 10 согласно (3) напряжение
1274109 нал рассогласования U регулятора
13
ЭДС 13 меняет свой знак и на вход интегратора 10 поступает сигнал (5) Б -П /,- >0.
Б =К, й-Кд Е=О, (6)
25 где К,К вЂ” коэффициенты пропорцио2 нальности задающего генератора автономного инвертора тока 2 и датчика ЭДС 12 соответственно.З0
Из (6) следует, что
Е K
= — = const
f К (7) Для асинхронного двигателя 1 со- ЗЗ отношение (7) соответствует стабилизации потокосцепления независимо от режима работы.
При переходе к рекуперативному торможению, например, снижением зада-40 ния частоты напряжение U на выходе регулятора частоты 5 становится отрицательным и на вход интегратора 10 поступает сигнал согласно (5):. 45 (8) U 9-U /l l,/ О, т.е. на выходе инегратора 10 и, следовательно, на управляющем входе автономного инвертора тока 2 напряже- 50 ние начинает уменьшаться, уменьшается и частота. Происходит торможение двигателя 1 до частоты, определяемой заданием регулятора частоты 5.
Предлагаемый частотно-регулируе- 55 мый электропривод обеспечивает работу двигателя в двигательном и генераторном режимах, частотный пуск и
При этом на выходе интегратора 10 и, следовательно, на управляющем входе автономного инвертора тока 2 начинает нарастать напряжение и час- 10 тота автономного инвертора тока 2 увеличивается. Происходит разгон двигателя 1 до частоты, определяемой заданием регулятора частоты 5.
В установившемся режиме среднее . 15 значение сигнала на выходе интегратора 10 не изменяется, т.е. среднее напряжение Пз на выходе управляемого переключателя 9 равно нулю. Из (2) и (3) следует, что при любом режиме 20 работы двигателя 1 U =О, если U 0, Ъ т.е. рекуперативное торможение при поддержании режима работы двигателя с постоянством потокосцепления. При этом обеспечивается увеличение быстродействия, уменьшение величины перерегулирования выходного параметра и уменьшения динамических изменений скорости и времени переходных процессов при толчках нагрузочного момента
Уменьшение длительности переходных процессов определяет увеличение в конечном счете производительности ,механизма использующего частотнорегулируемый электропривод.
Таким образом, введение в частотно-регулируемый электропривод датчика
ЭДС, регулятора ЭДС, задатчика начальной частоты и инвертирующего усилителя обеспечивает стабилизацию потокосцепления в асинхронном двигателе: независимо от режимов работы, благодаря чему увеличивается быстродействие и повышается качество переходных процессов при изменениях нагрузочного момента в сравнении с известным решением.
Формула изобретения
Частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходу автономного инвертора тока, соединенного входом через фильтр с выходом управляющего выпрямителя, последовательно соединенные регулятор частоты, определитель модуля и регулятор тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя, датчик тока, подключенный входом к выходу управляемого выпрямителя, а выходом — к входу обратной связи регулятора тока, управляемый переключатель с двумя входами и одним выходом, интегратор и сумматор, отличающийся тем, что, с целью повышения качества переходных процессов за счет увеличения быстродействия, введены датчик ЭДС, регулятор ЭДС, задатчик начальной частоты и инвертирующий усилитель, вход которого объединен с одним из входов управляемого переключателя и подключен к выходу регулятора частоты, выход инвертирующего усилителя подключен к другому входу
274109
Составитель А. Жилин
Редактор М. Бандура Техред В.Кадар Корректор Т. Колб
Заказ 6488/56 Тираж 631 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 1 управляемого переключателя, выход которого соединен с входом интегратора, подключенного выходом к одному из входов сумматора, при этом другой .вход сумматора соединен с выходом эадатчика начальной частоты, выход сумматора подключен к объединенным между собой управляющему входу ав4 тономного инвертора тока, входу регулятора ЭДС и входу обратной связи регулятора частоты, выход автономного инвертора тока подключен к входу датчика ЭДС, выход которого соединен с входом обратной связи регулятора
ЭДС,подключенного выходом к управляющему входу управляемого переключателя,
