Электропривод с вентильным двигателем Советский патент 1983 года по МПК H02P6/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано с вентильными двигателями. Известно устройство управления электроприводом с вентильным двигателем, состоящим из электрической машины, синхронизированного с ней датчика, тиристорного преобразователя с системой формирования управляющих импульсов с частотой питания и системой формирования управлякяцих импульсов с частотой электрической машины Недостатком устройства является то, что при подаче команды на тормо жение происходят переключения в сис теме управляющих импульсов, сопрово дающиеся большими бросками тока. Наиболее близким к изобретению является электропривод с вентильным двигателем, содержащий синхронную электрическую машину, связанный с ней датчик положения ротора, тиристорный преобразователь частоты с системой формирования и фазЬсмещени управляющих импульсов с частотой питания и систему формирования упра ляющих импульсов с частотойэлектри ческой маиплны, датчики тока и часто ты вращения, включенные последовательно первый суммирующий элемент сигналов задания и отрицательной обратной связи от датчика частоты вращения, переключатель полярности сигналов, регулятор частоты вращения, второй суммирующий элемент сигналов задания и отрицательной обрат ной связи от датчика тока, регулято тока, выход которого подключен к входу системы формирования и фазосмещения управляющих импульсов с ча тотой питания, переключатель чередования импульсов управления с частот электрической машины, выход которого подключенк входу системы формирования импульсов управления с Частотой электрической машины, управляющие входы переключателей полярности подсоединены к управляющему выходу блока задания режигуюв, задающий выход которого соединен с входом первого суммирующего элемента, ко входу блока задания режимов подключен выход датчика частоты вращения, блок зада|ния режимов выполнен в виде порогового узла и узла задания частоты, вращения, выход которого подключен к первым входам первого суммирующего элемента и порогового узла 2. Недостатком указанного электропривода является то, что сигнал задания на уменьшение частоты вращения .вентильного двигателя должен пройти через последовательно включен ные контуры регулирования, из-за чег увеличивается время перевода электро привода в. режим рекуперативного торможения. При этом также происходит мгновенное срабатывание переключателей, соответствующее переводу вентилей, работающих в выпрямительном режиме, в инверторный, а вентилей, работающих в инверторном режиме, в выпрямительный, что приводит из-за неполной управляемости в.ентилей к форсированному броску тока в силовой цепи. Бросок тока во время перехода из выпрямительного в инверторный режим обусловлен суммарным действием напряжений питающей сети и электрической машины. 1 Цель изобретения - повышение быстродействия электропривода. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод с вентильным двигателем, содержащий синхронную электрическую машину, связанный с ней датчик положения ротора, тиристорный преобразователь с управляющими входами по Выходной частоте питающей сети, датчики тока и частоты вращения, соединенные последовательно первый суммирую аий элемент, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, переключатель полярности, регулятор частоты вращения, второй суммирующий элемент, второй вход которого соединен с датчиком тока, и регулятор тока, переключатель чередования импульсов управления, входом соединенный с выходом датчика положения ротора, а выходом - с управляющим входом тиристорного преобразователя по выходной частоте, блок задания режимов, выполненный в виде порогового узла и узла задания частоты вращения, выход которого подключен к первым входам первого суммирующего элемента и порогового узла, второй вход которого соединен с датчиком частоты вращения, а выход -с управляющим входом переключателя полярности, введены узел временной задержки и два дополнительных переключателя полярности, причем входом первый дополнительный переключатель полярности соединен с выходом второго суммирующего элемента, выходом - с входом регулятора тока, а управляющим входом - с выходом узла временной задержки и управляющим входом переключателя чередования импульсов управления, второй дополнительный переключатель полярности соединен входом с выходом регулятора тока, выходом - с управляющим входом тиристорного преобразователя по частоте питающей сети, а управляющим входом - с выходом порогового узла и входом узла временной задержки. На чертеже представлена блок-схема электропривода с вентильным двигателем. Электропривод содержит синхронную электрическую машину 1, связанный с ней датчик 2 положения ротора, тиристорный преобразователь, 3, соединенные последовательно первый суммирующий элемент 4, переключатель полярности 5, регулятор частоты вращения б, второй суммирующий элемент 7, первый дополнительный переключатель полярности 8, регулятор тока 9 и 5 второй дополнительный переключатель полярности 10, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети, датчик тока 11, сое- Ю диненный с вторым входом второго суммирующего элемента 7, блок задания режимов 12, выполненный в виде порогового узла 13 и узла задания частоты вращения 14, выход которого . подключен к первым входам первого суммирующего элемента 4 и порогового узла 13, выход которого подключен к управляющим входам переключателей полярности 5 и 10 и к входу узла . . временной задержки 15j выходом сое- 20 диненного с управляющим входом переключателя полярности 8 и через переключатель чередования импульсов управления 16 с управляющим входом тйристорного преобразователя 3 по 25 выходной частоте. Датчик 2 положения ротора соединен с управляющим входом переключателя чередования импульсов управления 16 и входом датчика частоты вращения 17, выход которого 30 поключён к вторым .входам порогового узла 13 и суммирующего элемента 4.

Тиристорный преобразователь 3 может быть выполнен в виде непосредственного преобразователя частоты. 35

Электропривод работает следующим образом. . .

При подаче на вход сигнала задания частоты вращения () соответствующего заданному направлению вращения,электрической машины 1 в двигательном режиме, преобразователь 3 по отношению к цепи питания работает в выпрямительном режиме, а по отношению к электрической машине 1 - в йнверторном. На управля- 45 ющем входе тйристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети формируется сигнал, соответствующий некоторому углу отпирания вентилей в выпрямительHoiyi режиме, а на управ- 50 ляющем входе тйристорного преобразо- вателя 3 по выходной частоте - сигнал, соответствующий углу опережения в йнверторном режиме.

С задающего выхода узла задания ее частоты вращения 14 на вход первого суммирующего элемента 4 поступает сигнал заедания частоты вращения U ijgVO. Этот сигнал сравнивается с сигналом обратной связи по частоте . вращения (UQCVB выхода датчика °0 частоты Вращения 17, который подается также на вход порогового узла 13. При величине рассогласования указанных сигналов большей нуля ( Uptve переключатель, полярности 5 65

находится в положении, обеспечиваю-дем прохождение сигнала рассогласования на вход регулятора частоты вращения 6 без инверсии. Сигнал задания тока () на выходе регулятора 6 сравнивается во втором суммирующем элементе 7 с сигналом обратной связи по току (UOCT - выхода датчика тока 11. Второй дополнительный переключатель полярности 10 пропускает сигнал с выхода регулятора тока. 9 на управляющими вход тйристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети без инверсии. Сигнал 1 на выходе порогового узла 13 обеспечивает указанное положение перёклюуателей полярности 5 и 10 и через: узел временной задержки 15 переключателя 8, а также положение переключателя чередования импульсов, управления 16, обеспечивающего тре,буемоечередование импульсов с выходwon частотой в йнверторном режиме. При увеличении сигнала задания частоты вращения U:JI,B соответствующем переходу на пониженную частоту вращения (, UOCME, Ь на выходе порогового узла 13 формируется сигнал О, воздействием которого переключатели полярности 5 и 10 мгновенно переводятся в положение, инвертирующее полярность их выходных сигналов. При этом сигнал, управления на управляющем входе тйристорного преобразователя 3 по частоте питающей сети скачком изменяет полярность и преобразователь 3 с максимальным быстродействием переводится в .инверторный режим по отношению к питающей сети. Время, необходимое для перевода преобразователя в инверторный режим, зависит от частоты питания. По истечении заданного; времени на выходе узла временной Задержки 15 . также появляется сигнгш О, обеспечивающий перевод переключателя полярности 8 в положение, инвертирующее полярность его выходного сигнала, и перевод переключателя чередования .импульсов 16 в положение/ При котором импульсы управления с выходной частотой формируются в области выпрАмительного режима. После указанных переключений происходит регулируемый (без бросков тока) переход электропривода в режим торможения с рекуперацией энергии в сеть. При достижении частотой вращения значения, при котором сигнал рассогласования по частоте вращения положительный (Ui,v,& -Uoc46 0), сигналом 1 с вы.хода порогового узла 13 переключатели 5, 8, 10 и 16 мгновенно возвращаются в исходное положение.

Таким образом, использование данного устройства управления электроприводом с вентильным двигателем позволяет обеспечить максимальное быстродействие при переводе вентиль 1023610

г

него двигателя в режим рекуператив-тока) переход электропривода в реного торможения за время, не превы-жим торможения с рекуперацией энершакяцее половины периода частотыгии в сеть, что позволяет снизить

питающей сети. Кроме того, благодаряустановленную мощность преобразовавведению двух переключателей поляр-теля на 5-10% и сечение магнитопроности и узла временной задержки5 вода сглаживающегореактора преобпроисходитг регулируемый-( без бросковразователя на- 15-20%.

ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЕНТИЛЬНЬИ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащий синхронную электрическую машину, связанный с ней датчик положения ротора, тиристорный преобразователь с управляющими входами по . выходной частоте и частоте питающей сети, датчики тока и частоты вращения, соединенн1ые последовательно Первый суммирующий элемент, второй вход которого соединен с выходом частоты вращения, переключатель полярности, регулятор час;трты вращения, второй суммирУвэщий элемент, второй вход которого соеди:иен с датчиком тока и регулятор тока, переключатель чередования импульсов управления., входом соедин.бнный с Т: х -::;:,. и - ;..,..- Выходом датчика положения ротора, а выходом - с управляющим входом тиристорногб преобразователя по выходной частоте, блок задания режимов., выполненный в виде порогового узла и узла задания частоты вращения/ выход которого подключен к первым входам первого суммируюдего элемента и порогового узла, второй вход которого соединен.с датчиком частоты вращения, а выход - с управляющим входом переключатели полярности, от л и .4 а ющ и и с я тем, что, с целью Повышения быстродействия, - в него введены узел временной задержки и два дополнительных переключателя полярности, причем входом первый дополнительный переключатель полярности соединен (Л с выходом второго суммирующего элемента, выходом - с входом регулятора с тока, а управляющим входом - с выходом узла временной задержки и управляющим вхойом переключателя чередования импульсов управления, второй дополнительный переключатель полчрР ности соединен входом с выходом регулятора ток а,выходом - с управляющим S5 входом тиристорного преобразователя u по частоте питающей сети, а управляюиим входом - с выходом порогового узла и входом узла временной задержки.