Устройство для управления частотно-регулируемым многодвигательным электроприводом Советский патент 1983 года по МПК H02P7/74 

Изобретение относитя к электротех нике, и может найти применение для управления частотно-регулируемым многодвигательным электроприводом с асинхронними коротко-замкнутыми и/или синхроннБП/ И реактивными двигателями, ритаемыми от статических преобразователей частоты. Известно устройство для управления многодвигатчльным частотно-регулируемым асинхронным электроприводом содержащее последввательно соединенные управляемый вьтрямитель , звено постоянного тока с фильтром и инвертор, к выходу которого подключены п асинхронньк короткозамкнутых двигателей, блоки управлениявыпрямителем и инвертор, подключенные соответственно к выпрямителю и инвертору, блок управления выходной частотой и напряжением инвертора l. Регулирование частоты вращения двигателей достигается изменением частоты напряжения статора. При этом напряжение изменяется пропорционально изменению частоты. Таким образом, данное устройство осуществляет частотное управление приводом по пропорциональному закону, заключающемуся в поддержании постоянным отношения напряжения статора к частоте поля статора, во всех режимах работы асинхронных двигателей . Недостатком данного устройства является то, что для маломощных двигателей при частоте питания f О , 3: а для мощных при f,- 0,lf , уменьшаJ5 пОМ ется величина критического электромагнитного момента, возрастает величина критического абсолютного скольжения из-за влиян я напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, приводяицего к уменьшению отношения внутренней ЭДС, к частоте поля статора, и, следовательно к уменьшению основного потока двигателя. Это приводит к уменьшению пере грузочной способности двигателя и невозможности его пуска при номиналь ном моменте нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому являетется устройство, для управле ния частотно-регулируемым многодви-гательным электроприводом содержащее последовательно-- соединенные управляемый выпрямитель, звено постоянного тока с фильтром и инвертор, к выходу которого подключены п двигателвй переменного тока, управления выпрямителем и инвертором, подключе ные соответственно к выпрямителю и инвертору, датчики напряжения и тока двигателей, блоки вьщеления модулей напряжения и-тока двигателей, подключенные соответственно к датчикам напряжения и тока, регулятор ЭДС, .подключенный к первому углу сравнения,один из входов которого подключен к задатчику управляющего сигнала, другой - к выходу блока-, вьщеле- ВИЯ модуля напряжения двигателей, регулятор тока,один из входов которого подключен к выходу регулятора ЭДС через второй узел сравнения и выход - к входу блока управления вы,прямителем Г2. В указанном устройстве введено смещение на постоянную величину задания напряжения двигателя таким образом, что при номинальной нугрузке (номинальном токе статора) обеспечивается компенсация падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, и тем самым-постоянство потока двигателя на всех частотах роля статора (постоянное.отношение внутренней ЭДС к частоте поля статора) . В результате в области низких частот обеспечивается такая же перегрузочная способность, как и при номинальной частоте. Недостатком указанного устройства является то, что величина смещения задания напряжения не учитывает вели: чины нагрузки, которой определяется ток- статора двигателя, в связи с чём при холостом ходе и нагрузке ниже номинальной в области низких частот нарушается соответствие между внутренней ЭДС и частотой поля статора двигателей таким образом, что приводит к насыщению магнитной системы, повышению тока намагничивания и тока статора. Это в свою очередь приводит к повышению потерь в меди и стали-статора и нагреву двигателей, Указанный недостаток особенно проявляется в электроприводах с повторио-кратковременным режимом. ° работы. Таким электроприводом является, например, многоднииатёльный высокооборотный электропривод главного движения станка для сверления и фрезерования печатных плат. Так сверление производится на высоких частотах вращения, где величина смещения задания напряжения двигателей фактически не влияет на соответствие между внутренней ЭДС и частотой поля статора, а фрезерование производится на частотах ниже 0,,гяе величина смещения задания напряжения существенно влияет на указанное соответствие. Поэтому, если при фрезеровании нагрузка будет ниже номинальной, то из-за пёрекомпенсации падения напряжения на активном сопротивлении обмотки соответствие между внутренней ЭДС двигателя и частотой поля стЬтора нарушается таким образом, что приведет к увеличению тока намагничивания, тока статора и потерь в меди и стали статора. Это приведет также к непро-изводительнойповышенной токовой загрузке элементов устройства управления многодвигательным электроприводом, к увеличению потерь на нагрев умень шению КПД,

Итак./, величина смещения задания напряжения двигателей, определяквдая уровень компенсации падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, должна определяться величиной тока статора, которая пропорциональна величине нагрузки. В этом случае отношение внутррнней ЭДС к частоте поля статора двигателя, его

.основной поток и ток намагничивания будулг практически постоянными, нег зависимо от нагрузки, а.потери в двнга{геле для .любого режима по нагрузке и частоте вращения минимально

ВОЗМОЖНЫГ4И.

Цель изобретения - увеличение КПД путем суммарных потерь на нагрев

Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления часр-отно-регулируемым многодвигательным электроприводом, содержащим последовательно соединенные управляемый выпрямитель, звено постоянного тока с фильтром и инвертор, к в аходу которого подключены п двигателей переменного тока, блок управления выпрямителем, подключенный к выпрямителю, блок управления инвертором, выходом подключенный к инвертору, а входом к задатчику управляющего сигнала, датчики напряжения и токов двигателей, блоки вьщеления модулей напряжения и токов двигателей, подключенные соответственно к датчикам напряжения и токов, регулятор ЭДС, подключенный к первому узлу сравнения, один из входов которого подключен к задатчику управляющего сигнала, другой - к блоку вьделения модуля напряжения двигателей, регулятор тока, вход которого подключен к выходу регулятора ЭДС через второй узел сравнения, а - к входу блока управления выпрямителем, введены блок вьщеления наибольшего из модулей токов двигателей и блок вьделения сигнала, пропорционального модулю пгщения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, при этом выход последнего подключен к дополнительному входу nepBofo узла сравнения, а вход - к выходу блока вьщеления наибольшего из модулей токов двигателей, входы которого подключены к выходам блоков вьвделения модулей токов двигателей, а дополнительно соединен с входом второго узла сравнения.

На чертеже приведен пример выполнения предлагаемогв устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные управляемый выпрямитель 1, звено постоянного тока с

фильтром 2, инвертор 3. Блоки 4 и 5 управления выпрямителем и инвертором подключены к выпрямителю 14 инветору 3 соответственно. Кроме того,устройство содержит регулятор 6 ЭДС, 5 регулятор 7 тока, датчик 8 напряжения двигателей, блок 9 вьщеления модуля напряжения двигателей, датчики 10j,...10j, токов двигателей по числу дв игателей, блок и 11:,... 11 „

0 вьделения модулей токов двигателей по числу двигателей, блок 12 вьщеления наибольшего из модулей токов двигателей, группу асинхронных короткозамкнутых и/или синхронных реак5 тивных двигателей 13. . .13, блок 14 выделения сигнала, пропорционального модуля падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора.первый и второй узлы 15 и 16

Q сравнения.

Регулятор 6 ЭДС подключен к первому узлу 15 сравнения, один из входов которого подключен к задачику управлянлдего сигнала, другой -

5 к выходу блока 9 выделения модуля напряжения двигателей, а дополнительный - к блоку вьделения сигнала, пропорционального модулю падения напряжения на активном сопротивлении об- , .(МОТКИ статора 14. Вход последнего

0 соединен с выводом блока вьщеления наибольшего из модулей токов двигателей i2, входы которого подключены к выходам блоков 11 вьщеления мсдулей токов двигателей, а выход допел5 нительно соединен с вторым входом второго узла 16 сравнения. Регулятор 7 тока входом подключен к выходу регулятора 6 ЭДС через второй узел 16 сравнения, а выходом - к

0 входу блока управления выпрямителем.

Устройство работает следующим образом.

На блок 5 управления инвертором и регулятор б ЭДС поступает зг1даю-

5 щий сигнал/и /, который однозначно определяет частоту Поля статора и ЭДС двигателей 13.

В узле 15 сравнения из выходных сигналов блоков 12 и 14 формируется

- сигнал, пропорциональный модулю

внутренней ЭДС наиболее нагруженного двигателя. Выходной сигнал регулятора ЭДС 6 является заданием тока статора наиболее нагруженного двигателя.

5 в узле 16 сравнения этот сигнал сравнивается с сигнале ix пропорциональным модулю тока наиболее нагруженного двигателя, и их разницгц. поступает на регулятор тока 7,

0 выходной управляквдий сигнал которого поступает на блок 4 управления выпрямителем.

Таким образом, для наиболее нагруженного двигателя во всех режимг1Х

5 обеспечивается постоянство отношения 5- 106 внутренней ЭДС к частоте поля стато ра и, следовательно, постоянство потокосцепления взаимоиндукции, а при- одинаковой и любой нагрузке и для всех двигателей. Поэтому потери мощности, которые идут на нагрев элементов устройства для управления. многодвйгательным эле ктроприводрм и двигателей, будут сведены к мйнимуму, поскольку будут определяться 156 только током нагрузки; Вследствие этого для рассматриваемого режима работы предлагаемого устройства и двигателей КПД будет максимальным. Предлагаемое устройство по сра.внению с базовым объектом позволяет увеличить частоту вращения электродвигателей и повысить произворительность станка.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАС TO ТН О-РЕГУЛИ РУЕМЫМ МНОГОДВ ИГА ТЕЛ НЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее последовательно соедйненные управля емый выпрямитель, звено постоянного тока с фильтром и инвертором, к выходу которого подключеныпдвигателей переменного тока, блок управления выпрямителем, подключенный к вы прямителю, блок управления инвертором, выходом подключенный к инверто ру, а входом - к задатчику управляю щего сигнала, датчики напряжения и токов двигателей, блоки вьщеления модулей напряжения и токов двигателей, подключенные соответственно к датчикам напряжения и токов, регулятор ЭДС, подключенный к первому узлу сравнения, один из входов которого подключен к задатчику управляющего сигнала, другой - к выходу блока выделения модуля напряжения двигателей, регулятор тока, вход которого подключен к выходу регулятора ЭДС через второй узел сравнения, а выход - к входу блока управления выпрямителем, отлич--ающеес я тем, что, с целью увеличения КПД путем уменьшения суммарных потерь , введены блок вьщеления наибольшего из модулёй токов двигателей и блок вьщеления сигнала, пропорционального модулю падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, при этом ныход последнего подключен к дополнительному входу первого узла сравнения, а вход - к выходу блока вьделения наибольшего из модулей токов двигателей, входы которого подключены к выходам блоков выделения модулей токов двигателей, а выход дополнительно соединен с вто рым входом второго узла сравнения.