Частотно-регулируемый электропривод

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Респубпик

<111904174 (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030578 (21) 2611994/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (Щ М. К1т.

Н 02 P 7/42

Государствеииый комитет

СССР ио аелам изобретеиий и открытий (53) УДК 62- 83 с 621..313 333

° 072. 9 (088 ° 8) Опубликовано 07.02.82. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 07. 02. 82 (72) Авторы изобретения

С.О.Кривицкий, Д.И.Соколовский и И.И. (7! ) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электре.. технике и может быть использовано в системах автоматического управления частотно-регулируемыми электроприводами, выполненными на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя и тиристорного преобразователя частоты с автономным инвертором тока.

Известен частотно-регулируемый злектропривод, содержащий преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока, к выводу которого подключен асинхронный двигатель. Задание амплитуды тока статора формируется по заданным активной и реактивной составляющим тока статора. Отрабатывается данное задание замкнутой системы автоматического регулирования амплитуды тока статора с воздействием на управляемый выпрямитель. По току и напряжение двигателя осуществляется выделение разных значений потокосцепления ротора. Сигналы потокосцепления ротора вместе с сиГналами задания проекций статорного тока в блоке формирования управляющего напряжения формируют сигнал управляющего напряжения, которое сравнивается в блоке компараторов с сигналами потоков ротора. В моменты сравнения формируются импульсы, используемые затем для управления инвертором (1)- °

Недостатком этого устройства является то, что в системе управления инвертором не учитывается запаздывание изменения фазы тока статора относительно управляющих сигналов инвертора, в результате в динамике . получают неудовлетворительное протекание процессов в электроприводе.

Наиболее близким к предлагаемому является частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый электродвигатель, преобразователь частоты, включающий автономный инвартор тока и управляемый выпрямитель, выход которого через

20 дроссель соединен с инвертором, подключенным к фазным обмоткам электродвигателя, канал регулирования тока, выход которого подсоединен к управляемому выпрямителю, а вход через

25 первый блок сравнения связан с датчиком тока s цепи питания инвертора, блок задания частоты, подключенный через блок управления к управляющему. входу инвертора, датчики тока и на30 пряжения в цепях фаэиых обмоток

904174 электродвигателя и блок деления. В .данном устройстве измеряется ток и напряжение двигателя, по ним выделяется внутренняя ЭДС двигателя, кроме того, измеряется угол фазового сдвига между током и внутренней ЭПС двигателя. Задание амплитуды тока статора принимается пропорциональным, которое отрабатывается замкнутой системой автоматического регулирования тока, воздействующей на управляемый 10 выпрямитель. Управление частотой инвертора осуществляется внешним сигналом задания частоты, к которому прибавляется корректирующий сигнал, пропорциональный (2).

cf ф 15

Недостатками устройства являются сложность и невысокая точность измерения фазового угла между током и внутренней ЭДС двигателя при перемен-20 ной частоте питания, что уменьшает момент двигателя и снижает его быст.родействие.

@ель нзоьретения — повышение мсмента двигателя и его быстродействия за счет более точного формирования сигнала управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок вы-деления проекции вектора ЭДС, нормальной к вектору тока статора, выходЗ0 которого подсоединен к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к блоку задания частоты, а выход блока деления подсоединен к первому блоку сравнения в канале ре- 35 гулирования тока.

Кроме того, в предлагаемое устройство введены регулятор амплитуды ЭДС и второй блок сравнения,. а блок выделения проекций вектора ЭДС, нор- 40 мальной к вектору тока статора, снабжен дополнительным выходом сигнала амплитуды ЭДС, который соединен через второй блок сравнения с регулятором амплитуды ЭДС, выход которого 45 соединен со входом первого блока сравнения в канале регулирования тока, причем второй вход второго блока сравнения соединен с блоком задания частоты. 50

На фиг. l дана структурная схема частотно-регулируемого электроприводау на фиг.2 — векторная диаграмма процессов в асинхронном двигателе. частотно-регулируемый электропри- 55 вод содержит преобразователь частоты, состоящий из управляемого выпрямителя 1, соединенного через дроссель 2 с автономньм инвертором 3 тока, на выход которого подключен дви- 60 гатель 4. Выходы датчиков 5 тока и .напряжения подключены к блоку 6 выделения внутренней ЭДС двигателя е и ее проекции е „, нормальной к век,тору тока статора. Сигнал е<, пода,ется на олок 7 деления в качестве делителя. Выходной сигнал блока 7 подается в качестве задания через первый блок 8 сравнения в канал регулирования тока выпрямителя, сос-. тоящий из регулятора 9 тока, системы 10 управления выпрямителем 1. На вход первого блока 7 сравнения подается сигнал отрицательной обратной связи с датчика 11 тока. Кроме выходного сигнала блока 7 деления на вход первого блока 8 сравнения подается выходной сигнал регулятора 12 амплитуды ЭДС, вход которого через второй блок 13 сравнения соединен с блоком .14 задания частоты. К блоку 13 сравнения подсоединен второй выход блока 6. Выходной сигнал регулятора 12 является не основным, а корректирующим, и предназначен для повышения точности работы системы. Управление частотой инвертора осущЕствляется системой 15 управления инвертора,на вход которой подается сигнал блока 14 задания частоты.

В установившемся режиме работы вектор тока статора (, опережает вектор потокосцепления ротора ф на угол -1". Причем величина ф «определяется проекцией тока i на ф, которая обозначена 1. . Вторая, нормальная составляющая тока 1,совместно с потокосцеплением + определяют момент двигателя. При качественном управлении процессами в двигателе ве. личина ф, а следовательно, и ток 1.о должны поддерживаться неизменными.

В этом случае амплитуда тока 1 будет меняться с изменением момента по закону

< о, оΠР— сд °

При постоянном значении + ЭДС, индуктируемая патокосцепленнем + в статоре, пропорциональна частоте, т.е..е цы., а проекции вектора е на ток равны: ангенциальная составляющая е =ecos f

Нормальная составляющая е =csin/.

Откуда отношение —.,=екпс = VV*7 5ИЧ получаеы пропорциональным амплитуде тока .

Приведенные рассуждения по поводу векторной диаграммы (фиг.2) показывают, что, определяя величину е и осуществляя необходимую обработку данного сигнала в соответствии со схемой (фиг.1), "..";можно получить быстродействующее формирование амплитуды тока двигателя при любых изменениях нагрузочного момента. При укаэанном регулировании, осуществляе904174 мом без информации о частоте вращения, потокосцепление f< остается неизменным. Прн этом e=a+, поэтому

,регулятор 12 корректирует задание в: регулятор тока для повыаения стати ческой точности регулирования.

Таким образом, изобретение позволяет упростить систему частотного управления асинхронньм двигателем эа счет .-уменьшения в ней числа элементов, дающих основную погрешность, что улучшает качественные показатели системы в части увеличения момента двигателя и быстродействия ° формула изобретения

1. Частотно-регулируемый электропривод, содераащий асинхронный короткозеякнутый электродвигатель, преобразователь частоты, включающий автономный инвертор тока и управляемый выпрямитель, выход которого:через дроссель соединен с инвертором, подключенным к фазным обмоткам электродвигателя, канал регулирования тока, выход которого подсоединен к управляемому выпрямителю, а вход через первый блок сравнения связан с датчиком тока в цепи питания инвертора, блок задания частоты, подключенный . через блок управления к управляющему входу иивертора, датчики тока и напряжения в цепях фазных обмоток

I электродвигателя, блок деления, о тл и ч а ю щ и и а я тем, что,с цельюповиаения момента двигателя и .его быстродействия за счет более точного формирования сигнала управления, 5 введен блок выделения проекции век.тора ЭДС, нормальной к вектору тока статсра, выход которого подсоединен к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к блоку © задания частоты, а выход блока деления подсоединен к первому блоку сравнения в канале регулирования тоха.

2. Электропривод по п. l,, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что в него введены регулятор амплитуды ЭДС и второй блок сравнения, а блок выделения проекции вектора ЭДС, нормальной к вектору тока статора, снабжен дополнительным выходом сигнала амплитуды

20 ЭДС, который соединен через второй блок сравнения с регулятором авыли туды ЭДС, выход которого соединен со входом первого блока сравнения в канале регулирования тока, причем рр второй вход второго блока сравнения соединен с блоком задания частоты.

Мсточники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 744887, кл. Н 02 P 7/42, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР В 729804, кл. Н 02 Р 7/42 1977.

90417 4

У

<о

Составитель В. Тарасов

Редактор H.Kîâàëåâà Техред Т.Маточка Корректор М.Шарошн

Заказ 158/45 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4