Способ управления электроприводом Советский патент 1984 года по МПК H02P3/22 

CD

at)

Ц:;:

NU

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащим преобразователь частоты, на выходные зажимы которого подключен двигатель переменного тока и через импульсный регулятор торможения - тормозной резистор, при котором синхронизируют работу преобразователя частоты с импульсным регулятором торможения и регулируют время подключения тормозного резистора к зажимам двигателя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени торможения двигателя, осуществляют широтно-импульсное регулирование напряжением преобразователя частоты, при этом период щиротно-импульсного регулирования делят на два интервала, в течение первого из которых задают постоянный угол проводимости, а в течение второго - постоянное время проводимости ключей преобразователя частоты и включают ключи импульсного регулятора торможения на интервале, S соответствующем постоянной времени (Л проводимости ключей преобразователя частоты.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-регулируемому электроприводу с асинхронными короткозамкнутыми двиг-ателями и преобразователями частоты, применяемому, в частности, на контактном и автономном электрическом подвижном составе. Известен способ торможения асинхронного электродвигателя, получающего пчтание от контактной сети через инвертор напряжения путем подключения тормозного .резистора к звену постоянного тока через регулятор с последую1ией коммутацией с постоянной частотой и изменяемой скважностью 13. Недостаток такого способа состоит в том, что требуемый для его реализации регулятор содержит громоздкий узел искусственной коммутации . Наиболее близким техническим решением является способ управления электроприводом, содержавшим преобразователь частоты, на выходные зажимы которого подключен двигатель переменного тока и через импульсный регулятор торможения - тормозной резистор, при котором синхронизируют работу преобразователя частоты с импульсным регулятором торможения и регулируют время подключения тормозного резистора к зажимам двигател Кроме того, регулируют напряжение в звене постоянного тока инвертора преобразователя частоты. Этот спосо регулирования позволяет поддерживать заданный уставкой постоянный тормоз ной момент асинхроного электродвигателя в диапазоне скоростей, ограни.ченном снизу величиной подключенного тормозного резистора .Это ограничение возникает из-за того, что при умень шении скорости величина эквивалентного тормозного резистора должна также уменьшаться, что достигается увеличением длительности проводимос группы управляемых вентилей. При этом тормозной резистор выбирается таким, что минимальной скорости, пр которой поддерживается максимальный тормозный момент, соответствует пол ностью открытое состояние группы управляемых вентилей. При таком выб тормозного резистора в зоне больших скоростей его подключение к асинхро ной машине проводится с большой скважностью, т.е. большую,часть пер ода регулирования тормэной резистор отключен от источника энергии - аси хронного электродвигателя, а при его подключении большое напряжение прикладывается к тормозному резистору с малым сопротивлением, что сущест венно увеличивает предкоммутационны токи через инвертор 2 . Недостатками известного способа являются ограничение диапазона подД(.жл11ия пс.тоянств.а млксимальногст тормозног-о момента, низкая ус;тоПчивость ч-чектрО1,ривода, большая установленная MOIJlHOCTb KOMMi-ТИруЮЩОГО оборудол 1 1ня, что в итоге увеличивает время чормсзжения двигателя. Цель и;)обретения - уменьшение времени торможения электродвиг-атсля путем поддержания постоянства максимального Тормозного момента в широком диапазоне и; менения скорости. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления электроприводом, содержащим преобразователь частоты, на выходные зажими которого подключен двигатель переменного тока и через импульсный регулятор торможения - тормозной резистор, при котором синхронизируют работу преобразователя частоты с импульсным регулятором торможения и регулируют время подключения тормозного резистора к зажимам двигателя, осуществляют широтно-импульсное регулирование напряжением преобразователя частоты, при. этом период широтно-импульсногО pei-улирования делят на два интервала, ч течение первого из которых задают постоянный угол проводимости, а в течение второго - постоянное время проводимости ключей преобразователя частоты и включают ключи импульсного регулятора торможения на интервале, соответствующем постоянной времени проводимости ключей преобразователя частоты. На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ управления электроприводом; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие реализацию способа управления электроприводом. Устройство, реализующее способ управления электроприводом, содержит асинхронный электродвигатель 1, источник 2 напряжения с конденсатором 3 на входе преобразователь частоты на базе автономного инвертора напряжения, состоящий из тиристоров 4-9, управляющие цепи которых соединены со схемой 10 управления, обратные диоды 11 - 16 и узел 17 искусственной коммутации. Тормозной резистор 18 подключен между отрицательным выходом источника 2 напряжения и катодами управляемых вентилей 19 - 21, которые образуют импульсный регулятор торможения. Аноды этих вентилей подключены к фазам асинхронного электродвигателя 1. Управляющие цепи вентилей 19 - 21 соединены со схемой 22 управления,- вход которой соединен со схемой 10 управления. Способ управления электроприводом осуществляется следующим образом. На главные тиристоры 4-9 инвертора подают управлякицие импульсы Тд - Тд (фиг. 2) , состоящие, например, для тиристора 4 из участков 20/- 40, - 80, 100 - 120, 140 - 160 (неэаштрихованные участки на фиг. 2) , где угол проводимости не регулируется, и участков О - 20°, 40° - 60 во - ЮО, 120 - 140°, 160 - 180 (заштрихованные участки на фиг. 21, на которых угол проводимости регулируется пропорционально частоте путем поддержания постоянства времени проводимости на этих интервалах. При этом для управления тиристорами 19 - 21 импульсного регулятора торможения подают на них регулируемые части импульсов тиристоров 4,6 и 8 в соответствии с диаграммами (фиг. 2 ). На интервале О - 20° вкл чены тиристоры 4,7,8 и 19,21. Тогда через цепочки тиристоров 4,19 и 8,21 тормозной резистор 18 подключается к источнику 2 напряжения на время, соответствующее углу проводи мости главных тиристоров 4 и 8 на этом интервале. После выключения последних в работу вступят обратные диоды 12 и 16, что создает на .анода тиристоров 19 и 21 отрицательный потенциал по отношению к их катодам и эти тиристоры закроются, отключи тормозной резистор 18 от исгточника 2 напряжения. Из диаграммы {фиг.21 видно, что тормозной резистор 18 подключается двумя или одним из тиристоров 19 21 к источнику 2 напряжения. Напряжение на тормозном резисторе 18 при предлагаемом способе регулирования представляет собой последовательность импульсов с амплитудой, равной напряжению источника 2 напряжения, с частотой, кратной частоте вращения ротора асинхронного двигателя 1, и дпигельностью, равной управляемой части углов проводимости тиристоров 4,6 и 8, как это изображено на диаграмме и (фиг. 2) . За счет регулирования осуществляется широтно-импульсное регулирование напряжения преобразователя частоты, синхронизируется режим работы ключей преобразователя частоты и регулятора торможения, при этом время проводимости ключей регулятора торможения определяется интервалом, соответствующим постоянной времени преобразователя частоты. Выполнение этого условия обеспечивает пропорциональное изменение тормозной мощности, рассеиваемой резистором, и частоты вращения электродвигателя, что сохраняет неизменным тормозной момент электродвигателя. -В результате снижается время торможения электродвигателя. Дополнительным преимуществом способа является повышение устойчивости электропривода, так как рассеиваемая в резисторе мощность отслеживает отклонение от заданного угла открытия тиристоров инвертора.

E

fl

§

S

IS

§

S

я- 4s t Js

к с к к к

г

г

г

г

«sj

(V

41

г

г

rl

§