Электропривод Советский патент 1984 года по МПК H02P5/34 

ды которого подключены соответственно к второму и первому коммутирующим входам блока коммутации, первый и второй коммутирующие выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам опорных сигналов формирователя сигнала частоты вращения , вход и выход коммутации которого подключены соответственно к третьим коммутирующим выходу и входу блока коммутации, первая группа фазных коммутируквдих входов которого подключена к фазным выходам блока выделения фазных ЭДС ротора, а первая группа фазных ком тируняцих выходов к дополнительным фазным входам формирователя гармоническхи функций,вторые фазные входы которого подключены к фазным выходам управляемого многофазного формирователя сигналов частоты статора, фазные входы которого подключены к второй группе фазных коммутирующих выходов блока коьадутации, вторая группа фазных коммутирующих входов которого подключена к фазным датчикам напряжения статора, четвертый коммутирующий выход блока коммутации подключен к управляющему входу управляемого многофазного формирователя сигналов частоты статора, а четвертый коммутирующий вход блока коммутации - к выходу блока деления, вход делимого которого подключен к выходу регулятора частоты вращения, вход делителя - к выходу регулятора реактивной мощности, фазные выходы формирователя гармонических функций подключены к дополнительным фазным входам формирователя сигнала частоты вращения.

2, Электропривод по п.1, отличающийся тем, что блок контакторов содержит два контактора, каждый из которых снабжен управляющими входами и замыкающей и размыкающей фазными группами контактов, управляющие входы указанных контакторов образуют первый и второй управляющие входы блока контакторов, в каждом контакторе разноименные контакты попарно объединены, причем точки соединения разноименных контактов второго контактора образуют соответствующие фазные выходы блока контакторов, а каждая точка соединения разноименных контактов первого контактора связана со свободным выводом соответствующего размыкающего контакта второго контактора, свободные выводы размыкающих контактов первого контактора образуют вторую группу фазных входов блока контаткоров, а свободные выводы замыкающих конта стов образуют первую группу фазных входов блока контакторов, свободный вывод замыкающего контакта .одной из фаз второго контактора соединен с одноименным фазным входом первой группы фазных

входов блока контакторов, а свободные .выводы замыкающих контактов двух других фаз второго контактора подключены к разноименным входам этой группы.

3.Электропривод по п.1, о т л и чающийся тем, что блок переключения режимов содержит два сумматора, два электронных реле, схему ИЛИ, инвертор, блок вьщержки времени и блок памяти с управляющим и информационным входами и выходом, подключенным к первым входам сумматоров, выходы которых подключены соответственно к входам первого и вторбго электронного реле, выходами соединенных входаг и схемы ИЛИ, выход которой подключен к входу инвертора и входу блока выдержки времени,выходом подключенного к управляющему входу блока

памяти, информационный вход которого образует управляющий вход блока переключения режимов, входы опорнык сигналов которого образуют вторые входы сумматоров, при этом выходы электронных реле образуют первые два выхода блока переключения режимов, выход схемы ИЛИ - третий, а выход инвертора четвертый его выходы.

4.Электропривод по п.1, отличающийся тем, что блок коммутации содержит четыре управляемых ключа и две группы фазных управляемых ключей, при этом управляющие электроды четырех управляемых ключей образуют соответственно четыре управляющих входа блока коммутации, один коммутируемый электрод каждого из этих ключей образует соответствующий коммутирующий вход блока коммутации, другой коммутируемый электрод кг1ждого из указанных ключей - соответствующий коммутирующий выход этого блока, управляющие электроды обеих групп фазных ключей объединены и подключены к третьему управляющему входу блока коммутации, а оди« из коммутируемых электродов каждого ключа первой группы фазных управляемых ключей образует соответственно один из входов первой группы фазных коммутирующих входов блока коммутации, другой коммутируемый электрод каждого из этих фазных управляемых ключей образует соответственно один из выходов этой группы, при этом коммутируемые электроды второй группы фазных управляемых ключей аналогично образуют вторую группу фазных коммутирующих входов и выходов.

5.Электропривод по п.1, отличаю щ и и с я тем, что формирователь гармонических функций содержит йоследовательно соединенные преобразователь координат с двумя группами фазных входов, образующих первый и

второй фазные входы формирователя гармонических функций, блок апериодических звеньев, снабженный дополнительными фазными входами, образующими дополнительные фазные входы формирователя гармонических функций, и блок нормирования, фазные выходы которого являются фазными выходами формирователя гармонических функций.

6. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что формирователь сигнала частоты вращения содержит последовательно соединенные формирователь сигнала относительной

частоты вращения с двумя группами фазных входов, образующих соответственно фазные и дополнительные фазные входы формирователя сигнала частоты вращения, апериодическое звено, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом коммутации формирователя сигнала частоты вращения, и сумматор с оснойным и двумя дополнительными входами и выходом, при этом дополнительные входы сумматора образуют первый и второй входы опорных сигналов, а его выход - выход формирователя сигнала частоты

вращения.

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, статорные обмотки которого снабжены фазными вь1водами для подключения к -сети, а роторные обмотки через преобразователь тока и блок прямого преобразования координат подключены к; выходам регуляторов частоты вращения и реактивной мощности, электрон-ный датчик углового положения, входами подключенный к фазным датчикам ; тока и напряжения статора и ротора, а выходами - к первым фазным входам формирователя гармонических функций, вторые фазные входы которого предназначены для подключения к сети, а фазные выходы подключены к фазным входам блока прямого преобразования координат, формирователь сигнала частоты вращения с фазными входами и выходом, подключенным к входу регулятора частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, он снабжен блоком контакторов с двумя управлякяцими входами, двумя группами фазных входов и фазными выходами, блоком переключения режимов с управляющим входом, двумя входами опорных сигналов и четырьмя вьЛходаМи, блоком коммутации с двумя группами фазных коммутирующих входов и выходов, четырьмя коммутирующими входами, четырьмя коммутирующими выходами и четырьмя управляющими входами, блоком опорных напряжений с четырьмя выходами, блоком выделения фазных ЭДС ротора с фазными входами тока и напряжения и фазными выходами, блоком деления, управляемым многофазным формирователем сигналов частоты статора с фазными входами и выходами и управляющим входом, а формирователь гармонических функций снабжен дополнительными фазными входами , формирователь сигнала частоты вращения снабжен дополнительными фазными входами, двумя входами опорных сигналов и входом и выходом коммутации, при этом выходы фазных датчиков тока и напряжения ротора подключены (/) соответственно к фазным входам тока и напряжения блока вьщеления фазных ЭДС ротора, фазные выходы которого подключены к фазным входам формирр вателя сигнала час±оты вращения, выход которого подключен к управляющему входу блока переключения режимов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и СХ) второму управляющим входам блока кон такторов, первая группа фазных вхооо дов которого предназначена для под- 00 ключения к соответствующим фазам сети, вторая группа фазных входов объединена в общую точку, а фазные со выходы подключены к соответствующим фазным выводам статорных обмоток, причем первый и второй выходы, блока. Переключения режимов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока коммутации, третий и четвертый управляющие входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходам , блока переключения режимов, первый и второй входы опорных сигналов которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока опорных напряжений, третий и четвертый выхо

I

Изобретение относится к электроте снике, в частности к электроприводам переменного тока, и может быть использовано для создания электроприводов с асинхронными двигателями с 5 с фазным ротором.

Известен электропривод, содержащий асинхронную машину с фазным ротором, контактор для подключения фазных обмоток статора к промышленной сети, 4п второй контактор для, соединения фазйых обмоток статора и ротора между собой и преобразователь тока, подклаченный к фазным обмоткам ротора tljНедостаток электропривода - ограниченный диапазон регулирования, обусловленный тем, что в немне обеспечивается реверс магнитного поля асинхронной машины с фазным ротором при подключении статорных обмоток к промЕлиленной сети.20

Известен -также электропривЬд, содержащий асинхронную машину с фазным ротором, контактор с фазными замыкающими и размыкающими контактами для подключения обмоток статора к про- 25 мышленной сети и обмоткам ротора, преобраэователь тока, подключенный к Обмоткс1м ротора, и схему управлё- . ВИЯ t2.

Недостатком такого электрюпривода JQ также является ограниченный диапазон. регулирования скорости, обусловленный отсутствием реверса магнитного поля асинхронной машины с фазным ротором при подключении статорных обмоток к промышленной сети.;

Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, статор- ные обмотки которого снабжены фазны-40 ми выводами для подключения к сети, а роторные обмотки через преобразователь тока и блок прямого преобразов

НИН координат подключены к выходам регуляторов частоты вращения и реактивной мощности, электронный датчик углового -положения, входами подключенный к фазным датчикам тока и напряжения статора и ротора, а выходами - к первым фазным входам формирователя Гармонических функций,вторые фазные входы которого предназанчены для подключения к сети, а фазные выходы подключены к фазным входам блока прямого преобразования координат, формирователь сигнала частоты вращения .с фазными входами и выходом, подключенным к входу регулятора частоты вращения СЗ.

Недостатком известного электропривода является узкий диапазон регулирования скорости, так как в нем реализован только режим двойного питания асинхронного двигателя с фазным ротором, что предполагает ограниченный диапазон регулирования скорости около синхронной.

Цель изобретения - расширение диапазоне регулирования.

Указанная цель достигается тем, что электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, статорные обмотки которого снабжены фазными выводами для подключения к , се.ти, а роторные обмотки через преобразователь тока и блок ПР51МОГО преобразования координат подключены к выходам регуляторов частоты вращения и реактивной мощности, электронный датчик углового положения, входами подключенный к .фазным датчикам тока и напряжения статора и ротора, а выходами - к первым фазным входам формирователя гармонических функций, вторые фазные входы которого предназначены для подключения к сети, а фазные выходы подключены кфазным входдм блока прямого преобразования координат формирователь сигнала частоты вращения с фазными входами и выходом/подключенным к входу регулятора частоты вращения, снабжен блоком контакторов с двумя управляющими входами, двумя группами фазных входов и фазными выходами, блоком переключения режимов управляющим входом,двумя входами опорных сигналов и четырьмя выходами блоком коммутации с двумя группами фазных коммутируквдих входов и выходов, четырьмя коммутирующими выходам и четырьмя управляющими входами, бло ком опорных напряжений с четырьмя вы ходами, блоком выделения фазных ЭДС ротора с фазными входами тока и напряжения и фазными выходами, блоком дел-ения, управляемым многофазным фор мирователем сигналов частоты статора с фазными входами и вьаходами и управ ляющигу входом, а формирователь гармонических, функций снабжен дополнитлеьными фазными входами, формирователь сигнала частоты вращения снабжен дополнительными фазными вход ми, двумя входами опорных сигналов и входом и выходом коммутации, при это выходы фазных датчиков тока и напряж ния ротора подключены соответственно к фазным входам тока и напряжения бл ка выделения фазных ЭДС ротора, фазные .выходы которого подключены к фаз ним входам формирователя сигнала час тоты вращения, выход которого подклю чен к управляющему входу блока переключения режимов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока контакторов, пер вая группа фазных входов которого предназначена для подключения к соот ветствующим фазам сети, вторая групп фазных входов объединена в общую точку, а фазные выходы подключены к соответствующим, фазным выводам статорных обмоток, причем первый и второй выходы блока переключения режимов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока коммутации,третий и четвертый управляющие входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока переключения режимов, первый и второй входы опорных сигналов которого подключены соответственно к первому и второму вылодам блока опорных напряжений, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к второму и первому коммутирукхцим входам блока коммутации, первый и второй коммутирующие выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам опорных сигналов формирователя сигнала частоты вращения, вход и выход коммутации-которого подключены соответственно к.третьим коммутирующим выходу и входу блока коммутации, дерзая группа фазных коммутирующих входов которого подключена к выходам блока вьщеления. фазных ЭДС ротора, а первая .группа фазных коммутирующих выходов - к дополнительным фазным входам формирователя гармонических функций, вторые фазные .входы которого подключены к фазным быходам управляемого многофазного формирователя сигналов частоты статора, фазные входы которого подключены к второй группе фазных коммутирующих выходов блока коммутации, вторая фазная группа коммутирующих входов которого подключена к фазным датчикам напряжения статора, четвертый коммутирующий выход блока коммутации подключен к управляющему входу управляемого многофазного формирователя сигналов частоты статора, а четвертый коммутирующий вход блока коммутации - к выходу блока деления, вход делимого которого подключен к выходу регулятора частоты вращения,вход делителя - к выходу регулятора реактивной мощности, фазные выходы формирователя гармонических функций под1 лючены к дополнительным фазным входам формирователя сигнала частотывраицения. Кроме того, блок контакторов содержит два контактора,каждый из которых снабжен управляющими входами и замыкающей и размыкающей фазными группами контактов, управляющие входы указанных контакторов образуют первый и второй управляющие входы блока контакторов, в каждом контакторе разноименные контакты попарно объединены, причем точки соединения разноименных контактов второго контактора образуют соответствующие фазные выходы контакторов, а каждая точка соединения разноименных контактов первого контактора связана со свободным выводом соответствующего размыкающего контакта второго контактора, свободные выводы размыкакадих контактов первого контактора образуют вторую группу фазных входов блока контакторой, а свободные выводы замыкающих контактов образуют первую группу фазных входов блока контакторов, свободный вывод замыкающего контакта одной из фаз второго контактора соединен с одноименным фазным входом первой группы фазных входов блока контакторов, а свободные выводы замыкающих контактов двух других фаз второго контактора подключены к разноименным входам этой группы. При. этом блок переключения режимов содержит два сумматора, два электронных реле, схему ИЛИ, инвертор, блок выдержки времени и блок памяти с управляющим-и информационным вхоами и выходом, подключенным к первым входам сумматоров, выходы ко тоых подключены соответственно к вхоам первого и второго электронного еле, выходами соединенных с входами , схемы ИЛИ I выход которой подключен к входу инвертора и входу блока выдержки времени, выходом подключенйого к управляющему входу блока памяти, информационный вход которого образует управляющий вход блока переключения режимов, входаа опорных сигналов которого образуют вторые входы сумматоров, при этом выходы электронных реле образуют первые два выхода блока переключения режимов, выходы схемы ИЛИ-- третий, а выход инвертора - четвертый его выходы. Причем блок коммутации содержит четыре управляемых ключа и две группы фазных управляеких ключей, при этом управляющие электроды четырех управляемых ключей образуют соответственно четыре управляющих входа бло ка коммутации, один коммутируемый электрод каждого из этих ключей обра зует соответствующий коммутирующий вход блока, ко Имутации, а другой коммутируемый электрод - соответствующий коммутирующий выход этого блока, упра вляющие электроды обеих групп фазных ключей объединены и подключены к тре тьему управляющему входу блока комму тации, а один, из коммутируемых элек- тродов каждого ключа первой группы фазных управляемых ключей образует соответсвенно один из входов первой группы фазных коммутирующих входов блока коммутации, другой коммутируемый электрод каждого из этих фазных управляеьвах ключей образует соответственно один из выходов этой группы, при этом коммутируемые электроды вто рой группы фазных управляемых ключей аналвгично образуют вторую группу фазных коммутирующих входов и выходо Кроме того, формирователь гармонических функций содержит последовательно соединенные преобразователь координат с двумя группами фазных вх дов , образующих первый и второй фазные входы формирователя гармонически функций, блок апериодических звеньев снабженный дополнительными фазными входами, образующими дополнительные фазные входы формирователя гармонических функций, и блок нормирования, фазные выходы которого являются фазными выходами формирователя гармонических функций. При этом формирователь сигнала ча стоты вращения содержит последовательно соединенные между собой формиро ватель сигнала относительной частота вращения с двумя группами фазных.вхо дов, Образующих соответственно фаз ные и дополнительные фазные входы формирователя сигнала частоты вршцения, апериодическое звено, вход и v выход которого соединены соответстве,нно с выходом и входом коммутации формирователя сигнала частоты вращения, и сумматбр с основным и двумя д полнительными входами и выходом, пр этом дополнительные входы сумматора образуют первый и второй входы опорных сигналов, а его выход - выход формирователя сигнала частоты вращения.. На фиг.1 представлена схема электропривода с асинхронной машиной с фазным ротором; на фиг.2 - схема блока контакторов; на фиг.З - схема блока переключения режимов; на фиг.4 - схема блока коммутации; на фиг.5 - схема формирователя гармонических функций; на фиг.б - схема сигнала частоты вращения; на фиг.7 диаграмма режимов работы электропривода с асинхронной машиной с фазным ротором. Электропривод (фиг.1) содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, статорные обмотки которого снабжены фазными выводами для подключения к сети 2, а роторные обмотки через преобразователь 3 тока и блок 4 прямого преобразования координат подключены к выходам регуляторов частоты вращения 5 и реактивной мощности.6. Электронный датчик 7 углового положения входами подключен к фазным датчикам 8 и 9 тока и фазным датчикам 10.и 11 напряжения статора и ротора, а выходами -.к первым фазньом входам 12 формирователя 13 гармонических функций. Вторые фазнце входы 14 формирователя 13 .гармонических функций предназначены для подключения к сети, а его фазные выходы 15 подключены к фазным входам блока 4 прямого преобразования координат. Формирователь 16 сигнала частоты вращения с ф.азными входами 17 своим выходом 18 подключен к входу регулятора 5 частоты вращения. Кроме того, электропривод снабжен блоком 19 контакторов с двумя управляющими входами 20 и 21, двумя группами фазных входов 22 и 23 и фазными выходами 24, блок,ом 25 переключения режимов с управлякицим входом 26,, двумя входами 27 и 28 опорных сигналов и четырьмя выходами 2932. . . Кроме того, электропривод снабжен блоком 33 коммутации с двумя группами фазных коммутирующих входов 34 и 35 и вцходов 36 и 37, черырьмя коммутирующими входами 38-41, четырьмя коммутирующими выходами 42-45 и четырьмя управляющими входами 46-49, 50 опорных напряжений с четырьмя выходами 51-54, блоком 55 выделения фазных ЭДС ротора .с фазными входами тока и напряжения и фазными выходами, блоком 54 деления, управляемым многофазным формирователем 57 сигнсшов частоты статора с фазными входами 58 и выходами 59 и управляющим входом 60. Формирователь 13 гармонических функций снабжен дополнительными фазными входами 61. Формирователь 16 сигнала частоты вращения снабжен дополнительными фазными входами 62j двумя входами 63 и 6-4 опорных сигналов и входом и выходом 65 и 66 коммутации. Выходы датчиков тока 9 и напряжения 11 ротора подключены соот ветственно к фазным входам тока и на пряжения блока 55 выделения фазных ЭДС ротора, фазные выходы которого подключены к фазным входам 17 формирователя 16 сигнала частоты враще ния. Выход 18 формирователя 16 частоты вращения подключен к управляюще му входу 26 блока 25 переключения р жимов, первый и второй выходы 29 и 30 которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам 20 и 21 блока 19 контакторов. Первая группа фазных входов 22 блока 19 контакторов предназначена для под ключения к соответствующим фазам сет 2, вторая группа фазных входов 23 объединена в общую точку, а фазные выходы 24 подключены к соответствующим фазным выводам статорньдх обмоток асинхронного двигателя 1. Первый и второй выходы 29 и 30 блока 25 переключения режимов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам 46 и 47 блока 33 коммута ции , третий и четвертый управляющие входы 48 и 49 которого подключены со ответственно к третьему и четвертому выходам 31 и 32 блока 25 переключения режимов. Первый и второй входы 27 и 28 опорных сигналов блока 25 переключения режимов подключены соот ветственно к первому и второму выходам 51 и 52 блока 50 опорных напряжений , Третий и четвертый выходы 53 и 54 блока опорных напряжений под ключены соответственно к второму и первому коммутирующим входам 39 и 38 блока 33 коммутации, первый и второй коммутирующий выходы 42 и 43 которого .подключены соответственно к первому и второму входам 63 и 64 опорных.сигналов формирователя 16 сигналов частоты вращения. Вход и выход 65 и 66 коммутации формирователя 16 сигналов частоты вращения подключены соответственно к третьим коммутирующим выходу 44 и входу 40 блока 33 коммутации, первая группа фазных ком мутирующих входов 34 которого подклю чена к фазным выходам блока выделения фазных ЭДСротора, а первая груп па фазных коммутирующих выходов 36 к дополнительным фазным входам 61 формирователя 13 гармонических функций. Вторые фазные входы 14 формирова теля 13 гармонических функций подключены к фазным выходам 59 управляемого многофазного формирователя57 сигналов частоты статора, фазные входы 58 которого подключены к второй группе фазных коммутирующих выходов 37 блока 33 коммутации.;Вторая груп.па фазных коммутирующих входов 35 блока 33 коммутации подключена к фазным датчикам 10 напряжения статора, четвертый коммутирующий выход 45 подключён к управляющему входу 60 управляемого многофазного формирователя 57 частоты статора, а четвертый коммутирующий вход 41 - к выходу блока 56 деления. Вход делимого блока 56 деления подключен к выходу регулятора 5 частоты вращения, вход делителя - к выходу регулятора 6 реактивной мощности. Фазные выходы 15 формирователя 13 гармонических функций подключены к дополнительным фазным входам 62 формирователя 16 сигнала частоты вращения. Блок 19 контакторов (фиг.2) содержит два контактора, каждый из которых снабжен управляющими входами 65 и 66 и замыкающей и размыкающей фазными группами контактов 67-72 и 73-78. Управляющие входы 65 и 66 указанных контакторов образуют первый и второй управляющие входы 20 и ,21 блока 19 контакторов. В каждом контакторе разноименные контакты объединены (67 и 73, 68 и 74, 69 и 75, 70 и 76, 71 и 77, 72 и 78 ) . .Точки соединения разноименных контактов второго контактора образуют соответствующие фазные выходы 24 блока 19 контакторов. Каждая точка соединения разноименных контактов первого контактора связана со свободным выводом соответствующего размыкающего контакта второго контактора . Свободные выводы размыкающих контактов .73-75 первого контактора образуют вторую группу фазных входов 23 блока 19 контакторов, а его свободные выводы замыкающих контактов 67-69 - первую группу фазных входов 22 блока 19 контакторов. Свободный вывод замыкающего контакта 75 второго контактора соединен с одноименным фазным входом первой группы фазных входов 22 блока 19 контакторов, а свободные выводы замыкающих контактов 70 и 72 двух других фаз второго контактора подключены к разноименным входам этой группы. Блок 25 переключения режимов (фиг.З) содержит два суг алагора 79 и 80, два электронных реле 81 и 82, схему ИЛИ 83, инвертор 84, блок 85 выдержки времени и блок 86 памяти с управляющим и информационными входами 87 и 88. Выход блока 86 памяти подключен к первым входам 89 и 90.суматоров 79 и 80, выходы которых подлючены соответственно к входам перого и второго электронного реле 81 82. Выходу последних соединены с ходами схемы ИЛИ 83, выход которой одключен к входу инвертора 84 и ходу блока 85 выдержки времени. Выод блока 85 выдержки времени подлючен к управляющему входу 87 блоа 86 памяти, информационный вход 88 оторого образует управляющий вход 26

блока 25 переключения режимов. Входы опорных сигналов 27 и 28 блока 25 переключения режимов образуют вторые входы 91 и 92 сумматоров 79 и 80. Выходы электронных реле 81 и 82 образуют первые два выхода 29 и 30 блока 25 переключения режимов, выход схемы ИЛИ 83 трети{4, а выход инвертора 84 - четвертый его выходы 31 и 32.

Блок 33 коммутации (фиг.4) содержит четыре управляемых ключа 9396 и две группы фазных управляемых ключей 97 и 98. Управляемые электроды указанных ключей образуют соответственно четыре управляющих входа 4649 блока 33 коммутации. Один коммутируемый выход кажд: ого из этих ключей образует соответствующий коммутирующий вход 38-41, блока 33 коммутации,, а другой кONiMyтируемый электрод соответствующий коммутирующий выход 42-45 этого блрка. Управляющие электроды обеих групп фазных ключей 97 и 98 объединены и подключены к третьему управляющему входу 48 блока 33 коммутации, один из коммутируемых , электродов каждого ключа первой группы фазных управляемых ключей 97 образует соответственно один из входов первой группы фазных коммутирующих .входов 34 блока 33 коммутации, а дру. гой коммутируемый электрод каждого из фазных управляемых ключей образует соответственно один из выходов Зб этой группы. Коммутируемые электррды второй группы фазных управляемых ключей 98 аналогично образуют вторую группу фазных коммутирующих входов 35 и выходов 37. .

Формирователь 13 гармонических функций (фиг.5) содержит последовательно соединенные между собой преобразователь 99 координат с двумя группами фазных входов 100 и 101, образующих первый и второй фазные входы 12 и 14 формирователя 13 гармонических функций, блок 102 апериодических звеньев, снабженный дополнительными фазными входами ДОЗ, образующими дополнительные фазные входы 61 формирователя 13 гармонических функций, и блок 104 нормирования. Фазные выходы блока нормирования являются фазными выходами 15 формирователя 13 гармонических функций.

Формирователь 16 сигнала частоты вращения (фиг.6) содержит последовательно соединенные меЯсду собой формирователь 105 сигнала относительной частоты вращения с двумя группами фазных входов 106 и 107, образукнцих соответственно фазные и дополнитёльные фазные входы 17 и 62 формирова- теля 16 сигнала частоты вращения, апериодическое звено 108, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом 66 и 65 коммутации

формирователя 16 сигнала частоты вращения, и сумматор 109 с основным 110 и двумя дополнительными входами 111 и 112 и выходом. Дополнительные входы 111 и 112 сумматора 109 образуют первый и второй входы бЗ и 64 опорных сигналов формирователя 16 частоты вращения, а выход сумматора 109 - выход 18 формирователя 16 сигнала частоты вращения.

Электропривод работает следующим образом.

В устройстве реализован AiacTOTHoтоковый способ управления машинами переменного тока, т.е. способ, при котором по сигналам задания UQ и и осуществляют управление моментом двигателя и потребляемой им реактивной мощностью,. Для этого у асинхронного двигателя 1 с фазным ротором осуществляют регулирование -активной и реактивной составляющих роторного тока с помощью преобразователя 3тока.

Сигналами задания для преобразо-вателя 3 тока служат сигналы блока 4 прямого преобразования координат. На управляющие входы этого блока подают сигналы и и Ujj, фopмиpye tыe в регуляторах 5 и 6 частоты вращения и реактивной мощности.- На фазные входы блока 4 прямого преобразования координат подаются опорные сигналы, формируемые в формирователе 13 гармонических функций. Выходные сигналы этого формирователя пропорциональны фазным потокосцеплениям ротора. Они формируются путем координатного преобразования сигналов двух частот: частоты вращения ротора и частоты статора, вырабатываемых электронным датчиком 7 углового положения, управляемым многофазным формирователем 57 сигналов частоты статора. Датчик 7 представляет собой электронный датчик углового положения ротора, в котором для определения углового положения используются сигналы датчиков тока и напряжения статора и ротора двигателя 1 . .Формирователь 57 представляет собой электронный генератор переменной частоты, состоящий из зам,кнутых в кольцо фазных интеграторов. Выходы фазных интеграторов являются фазными выходами 59 формирователя 57 Частота формирователя 57 регулируетс сигналом на его управляющем входе 60 Фазные интеграторы имеют вхоДы, являющиеся фазными входами 58 Формирователя 57. При равенстве нулю сигнала, на управляющем входе 60 фазные интеграторы просто интегрируют сигналы фазных входов 58. Координатное преобразование сигналов.формирователя 57 электронного датчика 7 происходит в координатном преобразователе 99 (фиг.5).. Выходные сигналы координатного преобразователя пропус;каются

через блок 102 апериодических звеньев, где они сглаживаются и поступают в блок 104 нормирования, в которо нормируются, т.е. превращаются в сигналы стандартной амплитуды.

Для получения сигнала, пропорционального частоте вращения вала двигателя, используемого в качестве сигнала обратной связи в регуляторе 85 частоты вращения, служит формирователь 16 частоты вращения. В формиров теле 105 относительной частоты вращения (фиг.6) производится фазированное выпрямление фазных ЭДС ротора, формируемых методом IZ-компенсации в блоке 55 выделения фазных ЭДС ротора В качестве опорных для формирователя 105 используются выходные сигналы формирователя 13. Величина фазных ЭДС ротора пропорциональна частоте вращения обмоток ротора относительно, магнитного потока двигателя, Магнитный поток двигателя в свою очередь вра щается относительно неподвижного статора. Поэтому для получения сигнала частоты вращения ротора относительно статора требуется к сигналу формирователя 105 суммировать сигнал пропорциональный частоте вращения мамагнитного потока относительно статора. Эта операция производится в сумматоре 109.

Электропривод имеет два вида режимов; асинхронный короткозамкнутый и двойного питания. Структура привода при работе в короткозамкнутом режиме несколько отличается от структуры в режиме двойного питания. Для трансформации структуры из одной в другую служат блок 19 контакторов, блок 25 переключения режимов и блок 33 коглмутации. Переключение режимов из одного в другой осуществляется по сигналу частоты вращения, поступающему на вход 26 блока 25. Всего в .приводе, в зависимости от частоты вращения вала двигателя, организуется три режима. Один асинхронный короткозамкнутый и два режима двойного питания. В соответствии с этим весь скоростной диапазон от до разбит на три зоны: I, IJ и w . Зона 1 (фиг.7) - зона асинхронного короткрзамкнутого режима, зоны И иЩ зоны первого и второго режимов двой,ного питания. Сигнал, пропорциональный частоте S вращения вала , с управляющего входа 26 (фиг.З) через блок 86 памяти поступает на первые входы 89 и 90 сумматоров. На вторые входы 91 и 92 этих сумматоров с выходов 51 и 52 блока 50 опорных напряжений поступают опорные сигналы, пропорцион ал ьные.частотам вращения пере Д лючениТя и--0.п(Фиг-.7). Выходные сигналы суммаTopdfe 79 и 80 поступают на входы электронных реле 81 и-82. .Электронные реле включаются или выключаются в том случае, если сигналы на их входах превышают величину их гистерезиса, пропорционального дЯ (фиг.7). При включении реле 81 или 82 появляются управляющие сигналы на первом или втором и третьем выходах (29 или 30 и 31) блока 25, трансформрующие структуру ппивода для работы соответственно в первом или втором режимах двойного питания. При выклюном состоянии обоих реле поя1влявтся управляющий сигнал на выходе инвертора 84 и на четвертом выходе 32 блока 25, трансформирующий структуру привода для работы в асинхронном короткозамкнутом режиме. В моменты переключения режимов происходит коммутация фазных цепей статора. Поэтому информация о частоте вращения вала двигателя искажается, что может привести к паразитным срабатываниям реле 81 и 82. Для исключения этого выходные сигналы реле 81 и 82 через схему ИЛИ 83 поступают на вход блока

85вьщержки времени, в котором формируется выдержка времени в моменты включения и выключения каждого реле, т.е. в моменты любого переключения режимов. На время вьщержки в блоке

86памяти сохраняется значение сигнала частоты вращения, предшествующе переключению. Величина выдержки времени соответствует времени переходного процесса в электроприводе. После окончания выдержки времени бло 86 памяти без искажения пропускает сигнал частоты.вращения на входы 89

и 90 сумматоров 79 и 80.

При значениях частоты вращения вала двигателя Я. , находящихся в зоне I (фиг.7) скоростного диапазона, реле 81 и 82 выключены. Сигналы на их выходах отсутствуют, т.е. отсутствуют сигналы на управляющих входах 65 и 66 первого и второго контакторов блок 19 контакторов (фиг.2). фазы статора двигателя через размыкающие контакты 73-75 и 76-78 закорочены накоротко. Двигатель работает в асин-. хронном короткозамкнутом режиме. При этом на выходе инвертора 84 имеется управляющий сигнал, поступающий на управляющий вход 49 управляемого ключа 96 (фиг.4), который при этом находится в замкнутом состоянии. Остальные управляемые ключи 93-95 и обе группы фазных управляемых ключей 97-98, входящие в блок 33 коммутации находятся в разомкнутом состоянии.На управляющий вход 60 управляемого NMOгофазного фррмирователя 57 через управляемый ключ 96 поступает выходной сигнал блока 56 деления. При этом формирователь 57 вырабатывает сигналы, круговая частота Л. которых; является частотой скольжения, которая в соответствии с частотно-токовым способом управления асинхронной короткозамкнутой машиной формируется по формуле о - к a с- где К - коэффициент пропорциональности. Выходной сигна... формирователя 105 в таком режиме пропорционален алгебраической сумме частоты вращения вала двигателя и частоты скольжения и С( Я. - .«с Известно, что при частотно-токовом управлении асинхронным короткозамкнутым двигателем его момент пропорционален частоте скольжения. Если нагрузка двигателя чисто инерционная, то ускорение вала пропорционально моменту. В таком случае частота скольжения пропорциональна ускорению двигателя й а арЯ, где а - коэффициент пропорциональности. Тогда выражение (2) можно записать в виде (), (4) где р - оператор дифференцирования. Если сигнал И пропустить .через апериодическое звено 108, то еговы ходной сигнал идзбудет иметь вид II с( fl + apS ) cv АЗ - 1 + т.р где Т - постоянная времени аперио-г дичеекого звена 108. Если выбрать постоянную времени Т равную коэффициенту а, т.е. Т а, сигнал будет с Я(1+ ар) АЪ- 1 т.е. выходной сигнал апериодичесйого звена в этом случае строго пропорционален частоте вращения вала двигате ля. Это обстоятельство используется в формирователе 16 для того, чтобы получить сигнал/ пропорциональный частоте вращения SI вала в асинхронном режиме. Сигнал Цф формирователя 105 пропускается через апериодичес Кое звено 108, который проходит чере сумматор 109 на выход 18 формирователя 16 без изменений, так к Ксигнал на его входах 63 и 64 в асинхронном коррткозамкнутом режиме равны, нулю,, Если нагрузка не чисто инерционнай, выходной сигнал формирователя 16 си гнала частоты вращения будет иметь ошибку, зависящую от статического момента на валу. При достижении частоты вращения вала двигателя величиныЙ75 п4лЯ(фиг. 19 срабатывает первое реле 79. Это приводит к появлению управляющих сигналов на втором 30 и третьем 31 вь-ходах блока 25. Сигнал второго выхода 30 поступает на управляющи вхол 65 первого контактора иуправляющий вход 47 второго управляемого ключа 94. Сигнал третьего выхода 31 поступает на управляющие входы ключа 95 и обеих групп фазных управляемых ключей 97 и 98. Это приводит к следующим переключениям в электроприводе. Включается первый контактор блока 19 контакторов. При этом фазы статора двигателя через размыкающие контакты 76 - 78 и замыкающие контакты 67-69 подключаются к фазам сети 2. Замыкаются ключи 94,95,97 и 98. Размыкается ключ 96. При этом выходные сигналы фазных датчиков 10 напряжения статора через ключи 98 поступают н.а фазные входы 58 формирователя 57, на управляющем входе 60 которого напряжение становится равным нулю. Выходные напряжения блока 55 через ключи 97 поступают на дополнительные фазные входы 61 блока 102 апериодических звеньев. Выходной сигнал формирователя 105 через ключ 104 поступает на основной вход .110 сумматора 109, минуя апериодическое; звено 108. На опорный вход 64 cyiyiMaTopa 109 через ключ 94 поступает опорное напряжение с выхода 53 блока 50. На выходах 59 формирователя 57 появляются сигналы частоты промышленной сети, пропорциональные фазным потокосдеплениям статора, полученные интегрированием сигналов фазных датчиков 10 напряжений статора. При координатном преобразовании этих сигналов с сигналами блока 7 в координатном преобразователе 99 на выходах последнего получаются Сигналы, пропорциональные фазным потокосцеплениям ротора. Далее эти сигналы поступают на фазные входы блока 102 апериодических звеньев, на дополнительные фазные входы 103 которого поступают сигналы фазных ЭДС ротора. Это позволяет профильтровать выходные сигналы координатного преобразователя 99 и при этом избежать фазного сдвига этих сигналов. Действительно, если выходные сигналы координатного преобразователя 99 пропорциональны фазным потокосцеплениям V , а фазные ЭДС пропорциональны производным фазным потокосцеплений - , то rix сумма, пропущенная через апериодическое зве но 102, т.е. выходной сигнал апериодического звена ulj будет иметь вид „ - к хчэ где К, и К2 - коэффициенты пропорциональности ; . р - оператор дифференцирования;Tj - постоянная времени ап риодического звена. При условии Y.- Т сигнал иД а проп условии ционален фазному потокосцеплвнию t Af В режиме двойного питания фазовы сдвиг выходных сигналов координатно го преобразователя 99 недопустим S отличие от асинхронного режима, где важна скорость изменения этих сигна лов, а не их фазовый сдвиг. Сигнал, поступакяций на вход 64 сумматора 109, пропорционален скоро сти магнитного поля двигателя относительно статора, определяемой частотой промышленной сети. Поэтому - --;::; .... ..jr на выходе 18 сумматора 109 будет си гнал, пропорциональный алгебраическ сумме частоты вращения магнитного п ля относительно статора и частоты вращения ротора относительно магнит ного поля, т.е. частоты вращения ро тора относительно статора. . При уменьшении частоты вращения Si двигателя до величины эле тронное реле 81 выключается, что приводит .к переключению структуры привода для работы в асинхронном короткозамкнутом режиме. При реверсе частоты вращения двигателя и увеличения ее до величины -лЯ(Фиг.7 срабатывает второе реле 82 и структура привода трансформируется для работы во .втором режиме двойного питамчя (фиг.7, зона ifl ). При этом снова замыкаются ключи 95,97 и 98 и размыкается ключ 96. Вместо ключа 94 замыкается ключ 93 и вместо первого контактора срабатывает второй контактор блока 19 контакторов.Причем изменяется чередование фаз статора, подключенных к сети через замыкающие контакты 70-72 и, следовательно, изменяется на противоположную скорость магнитного поЛя двигателя относительно статора. В соответствии с этим на вход 63 сумматора 109 поступает с выхода 54 блока 50 опорный сигнал противоположного знака по от ношению к сигналу выхода S3.В остальном второй режим двойного питания ничем не отличается от первого режима двойного питания. . Для обеспечения работы электропривода в указанных режимах мощность преобразователя тока должна равняться половине номинальной мошности двигателя. При этом скоростной диапазон в соответствии с фиг.7 будет равен ЗЯ, где ftg - так называемая синхронная частота вращения, т.е.. частота вращения магнитного поля, определяемая сетью. Таким образом, в предлагаемом электроприводе обеспеччибается работа асинхронной машины с фазным ротором с управляемым моментом не только в режиме двойного питания, но и в асинхронном короткозамкнутом режиме w. Обеспечивается также автоматической переключение с режима на режим, реверс частоты вращения и организован второй режим двойного питания. Все это позволяет использовать электропривод не только в тех случаях, когда требуется регулировать частоту вращения исполнительного механизма в небольших пределах около номинального значения, но и в случаях широкодиапазонного регулирования частоты вращения и ее реверса.

Фи.г.2

Фи&.З

Риг,6