Частотно-регулируемый реверсивный электропривод Советский патент 1985 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости асинхронных электроприводов с частотным управлением, используемых в химической, горной, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повьпиение помехоустойчивости и надежности работы электропривода при наличии одиночных и многократных помех в цепях частотного датчика скорости.

На фиг. 1 показана функциональная схема частотно-регулируемого реверсивного электропривода; на фиг.2 принцип работы блока блокировки знака скорости.

Электропривод содержит асинхронный двигатель 1, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, состоящему из автономного инвертора 2 тока и управляемого выпрямителя 3, к управляющему входу которого подключен выход регулятора 4 тока. Первый вход регулятора тока соединен с датчиком 5 тока, второй вход - с выходом блока 6 преобразователя частоты скольжения в задание тока, вход которого, а также вход генератора 7 частоты скольжения подключены к регулятору 8 скорости. Первый и второй выходы генератора частоты скольжения соединены соответственно с первым и вторым входами системы 9 управления инвертором. Первый вход регулятора 8 скорости подключен к задатчику скорости, а второй вход соединен с выходом частотно-аналогового преобразователя

10и инверсными входами компараторов

11и 12 блока 13,блокировки знака скорости. Выход компаратора 11 через первый логический элемент И-НЕ 14 соединен с первым входом второго логического элемента И-НЕ 15, второй вход которого соединен с первым выходом частотного датчика 16 скорости, выход логического элемента И-НЕ 15 подключен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ 17, второй вход которого соединен с выходом компаратора 12, а выход элемента И-НЕ 17 подключен к первому входу частотно-аналогового преобразователя 10 и третьему входу системы 9 управления инвертором, четвертый вход которой вместе с вторым входом частотно-аналогового преобразователя соединены с вторым выходом частотного датчика 16 скорости.

Электропривод работает следующим образом.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя измеряется частотным датчиком 16 скорости, на выходе которого формируется последовательность ипмульсов, частота которых пропорциональна частоте вращения ротора zfo), а также логический сигнал знака скорости sign fcJ, который подается на вход блока блокировки знака скорости. .

Частотный сигнал обратной связи поСкорости zfuJ поступает на второй вход частотно-аналогового преобразователя 10, выходное напряжение ког торого и о) пропорционально частоте входного сигнала, а его полярность определяется логическим сигналом знака скорости sign f-, поступающим на первый вход преобразователя с блока 13 блокировки. В данном случае частотно-аналоговый преобразователь 10 выполнен таким образом, что при направлении вращения двигателя вперед sign fcj равно 1 и выходное напряжение и больше нуля, а при напралении вращения назад sign fco равно О и напряжение Uoo имеет отрицательное значение.

Полученное напряжение поступае на регулятор 8 скорости, где сравнивается с напряжением задания скорости, поступающим с задатчика скорости Регулятор скорости формирует напряжение и пропорциональное скольжению ротора которое по одному каналу через генератор 7 частоты скольжения преобразуется в частоту скольжения ротора zfyi/P, где Р - число пар полюсов двигателя, с выделением знака sign fjj напряжения Ц

Оба сигнала подаются на систему 9 управления инвертором, где в дискретной форме происходит сложение частот zf /Р иzfЫ с учетом их знаков и таким образом, формируется частота тока статора двигателя. По другому каналу через блок 6 преобразования частоты скольжения, в задание тока напряжение подается в качестве сигнала задания тока статора на регулятор 4 тока, где сравнивается с сигналом обратной связи по току, поступающему с датчика 5 IjOKa. Регулятор тока вырабатывает -управляющий сигнал на управляемый выпрямитель 3. Блокировка логического сигнала знака скорости sign fco , поступающего с частотного датчика скорости, осуществляется с некоторого малого значения напряжения U, определяемого опорными напряжениями на прямых входах компараторов 11 и 12. На начальном участке разгона привода в лю бом направлении соблюдается неравенство -Uon и 01 оп « ° компаратора 12 и логического элемент 14 формируются логические 1 (фиг. 2). В этом случае логический сигнал знака скорости sign fu .пост пающий на вход блока блокировки, проходит через последовательно соед ненные логические элементы 15 и 1/ на выход без изменений. По мере увеличения скорости при направлении вращения вперед напряжение Uu увеличивается в положитель ном направлении и при достижении равенства с опорным напряжением и, +Uon происходит переключение и) . .tujTrr к компаратора 12 из плюса в минус, ко торый является сигналом логического О для логических элементов 14 и 15 Частотно-аналоговьй преобразователь содержит сглаживающий фильт Поэтому импульсы помехи, поступающие на второй вход преобразователя вместе с полезным сигналом zfw , н вносят значительных искажений вели чины выходного напряжения и мно кратных переключений компаратора, следовательно, перемены знака скорости не происходит.

Задание скорости. 1 6 В случае построения частотно-анаогового преобразователя по цифроому способу (частота код-напряжение), огда инерционность преобразователя практически равна нулю, необходимо на второй вход блока блокировки внести в качестве фильтра апериодическое звено первого порядка. Таким образом, при Uy +Uon логический О с выхода компаратора 12 подается на второй вход логического элемента И-НЕ 17,что обеспечивает формирование на его выходе, т.е. на выходе устройства блокировки, логического сигнала знака скорости sign fcJS равного Ч , даже при наличии во входном сигнале sign fco 1 одиночных и многократных помех. При работе электропривода в направ.лении назад напряжение U увеличивается в отрицательном направлении и при равенстве с опорным напряжением компаратора 11 -U, происходит переключение компаратора 11 из мину са Б плюс. На выходе логического элемента U появляется логический О, который подается на первый вход логического элемента 15. На его выходе устанавливается логическая 1 независимо от значения сигнала sign fco , что обеспечивает надежное формирование на выходе узла блокировки логического 0. Таким образом, предлагаемый электропривод обладает повышенной помехоустойчивостью и надежностью в работе при наличии помех в цепях частотного датчика скорости.

+ Uon

Вперед

.U)

Назад

-иon.

1. ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный электродвигатель, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, составленному из последовательно соединенных между собой управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока, подключенного к асинхронному электродвигателю, регулятор скорости, регулятор тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя, генератор частоты скольжения, первый вход регулятора тока соединен с датчиком тока, второй вход - с выходом блока преобразования частоты скольжения в задание тока, вход которого и вход генератора частоты скольжения подключены к выходу регулятора скорости,, систему управления инвертором, первый и второй входы которой подключены к выходу генератора частоты скольжения, первый вход регулятора скорости подключен к задатчику скорости, а второй вход - к выходу частотно-аналогового Преобразователя, первый вход частотно-аналогового преобразователя и третий вход системы управления инвертором связаны с первым выходом частотного датчика скорости, установленного на валу двигателя, второй вход частотно-аналогового преобразователя и четвертьй вход системы управления инвертором подключены к второму выходу частотного датчика скорости, отличающийся, тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы электропривода, дополнительно введен узел блокировки знака скорости с двумя входами, первьй из которых соединен с первым выходом частотного датчика скорости, второй вход - с выходом частотно- . аналогового преобразователя, а выход-с первымвходом частотно-аналогово(Л го преобразователя и третьим входом системы управления инвертором. 2. Электропривод по п.1, о т личающийся тем, что узел блокировки знака скорости содержит два компаратора, три логических элемента И-НЕ и источник опорного напряжения, причем инверсные входы компараторов соединены с вторым СП входом узла блокировки, прямые входы компараторов - с ист-очниками О5 опорного напряжения, выход первого компаратора через первый логический элемент И-НЕ соединён с перйым входом второго логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом узла блокировки, выход второго логического элемента И-НЕ подклю чен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, а выход третьего логического элемента И-НЕ подключен к выходу узла блокировки.

ВыхА2

Фиг.2