Электропривод с комбинированным управлением частотой вращения Советский патент 1986 года по МПК H02P7/42 

достижении двигателем необходимой скорости на выходе блока 11 появляется логической О, что приводит к формированию схемой 13 сигналов 1, О, О на соответствующих выходах. Коммутатор 12 переключаете ся, отключая от блока 4 сравнения и синхронизадаи задачик 9 управляющих напряжений низкой частоты и подключает к нему канал 5 регулирования

1223323

а1«тлитуды. При команде на торможение сигнал с задатчика 8 интенсивности формирует на, выходе блока 11 сигнал 1 независимо от скорости вращения двигателя. Это обеспечивает обратную связь и переход . схемы в режим работы регулирования частоты.При работе двигателя назад про- исходят аналогичные процессы. 1 ил.

Изобретение относится к злектро- технике, а точнее к области тиристор ных систем злектропривода, и может быть использовано для механизмов, где необходимо регулирование скорости в широком диапазоне.

Цель изобретения - расширение .диапазона регулирования частоты вра- 1цений двигателя в двигательном и тормозном режимах.и улучшение использования двигателя по мощности.

На чертеже представлена электрическая схема асинхронного злектропривода с комбинированным управлением частотой вращения.

Предлагаемый электропривод содержит асинхронный двигатель 1, подключенный к тиристорному преобразователю 2 частоты с непосредственной связью, многоканальную систему 3 импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, многоканальный блок 4 сравнения и синхронизации, каналы регулирования амплитуды 5 и частоты 6 выходного напряжения преобразователя 2, командоаппарат 7, задатчик 8 интенсивности разгона и торможения двигателя, задатчик 9 управляющих напряжений низкой частоты, датчик 10 скорости вращения двигателя 1, блок 11 выбора режимов работы, трехканальный коммутатор 12 сигналов управления, схему 13 блокировки каналов системы импульсно-фа- управления. Каждый канал сис- импульсно-фазового управления снабжен логическими элементами И 3.1-3.18, первые входы которых подключены к выходам соответствующих каналов много.канального блока 4 .срав: нения, а вторые входы первого 3.1, четвертого 3.4, восьмого 3.8 и один- надцатого 3.11 логических элементов И объединены и соединены с первым

выходом схемы 13 блокировки. Входы второго 3.2, пятого 3.5, седьмого 3.7 и десятого 3.10 логических эле- , ментов И объединены и соединены с вторым выходом схемы 13 блокировки.

Входы третьего 3.3, шестого 3.6, девятого 3.9, двенадцатого-3.12, тринадцатого 3.13, четырнадцатого 3.14, .шестнадцатого 3.16 и семнадцатого 3.17 логических элементов.И

объединены и соединены с третьим выходом схемы 13 блокировки. Выход командоаппарата 7 соединен с первым входом схемы 13 блокировки и входом задатчика 8 интенсивности, первый

выход которого соединен с вторым

входом блока М выбора режимов работы. Второй выход задатчика 8 интенсивности соединен с вторыми входами каналов регулирования частоты 6 и

амплитуды 5 выходного напряжения, первые входы которых объединены с первым входом блока 11 выбора режимов работы и соединены с выходом датчикам 10 скорости, выходы каналов

регулирования частоты 6 и амплитуды 5 выходного напряжения преобразователя соединены с вторым и третьим входами , задатчика управляющих напряжений низкой частоты, выходы которого соединены с первыми входами трех- канального коммутатора 12 сигналов ,управления, вторые входы которого объединены и соединены с выходом канала 5 регулирования амплитуды выходного напряжения. Управляющий вход коммутатора 12 объединен с. вторым

входом схемы 13 блокировки и соединен с выходом блока 11 выбора режимов работы. Выходы трехканального коммутатора 12 соединены с входами блоков А сравнения и синхронизации системы 3 импульсно-фазового управления.

Схема 13 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления состоит из двзпс логических элементов НЕ 14 и 15 и двух элементов И-НЕ 16 и 17. Вход лбгаческбро элемента НЕ 15 объединен с вт орьй эходом логического элемента И-НВ 16 и образует первый входной з.ажим блока 13, яход логического элемента НЕ 14 является вторым входом блока 13. Это же сигнал поступает на третий выход блока 13. Первые входы логических элементов PI- HE 16 и 17 объединены и соединены с выходом логического элемента НЕ, выход логического элемента НЕ 15 соединен с вторым входом логического элемента И-НЕ 17. Выход логического элемента И-НЕ 16 является первым выходом блока 13, а выход логического элемента И-НЕ 17 - вторым выходом этого блока.

Блок 11 выбора режимов работы состоит из компаратора 18 на операционном усилителе , логического элемента НЕ 19 и логического элемента И-НЕ 20. На один из входов компаратора подается напряжение от датчика скорости вращения двигателя 1. Вход логического элемента НЕ 19 соединен с выходом компаратора 21 блока 8. Выходы компаратора 18 и логического элемента НЕ 19 соединены, с входами логического элемента И-НЕ 20, а его выход является выходом блока 11..

Задатчик 8 интенсивности выполнен по общеизвестной структуре на компараторе 21 и интеграторе 22. Сигнал с выхода компаратора 21 является сигналом производной задания на частоту вращения двигателя и используется для управления блоком 11, определяющим режим работы электропривода.

Устройство работает-следующим образом.

При появлении сигнала с командо- аппарата 7 на разгон двигателя вперед, пока его скорость не достигла значения, при котором осуществляется переход преобразователя 2 в режим регулятора напряжения, компаратор 18 блока 11 находится в сое223323

4

Или

10

15

тоянии логического О, обеспечивая на выходе элемента 20 состояние логической 1. При этом на всех выходах блока 13 также состояние логической 1, что разрешает работу всех каналов многоканальной системы импульсно-фазового управления.

Трехканальный коммутатор 12 подключает входы многоканального блока сравнения и синхронизации к выходам задатчика 9 управляющих напряжений. На его входы подаются сигналы задания на амплитуду и частоту выходного напряжения, вырабатываегше каналами регулирования амплитуды 5 и частоты 6 выходного напряжения. Под Воздействием этих сигналов блок 9 вьфабатывает три низкочастотных уп2Q равляю1цих сигнала с следованием фаз и с заданными частотой и Амплитудой. Блоки 5 и 6 вырабатывают; сигналы под воздействием сигнала задания, поступакицего от задатчика 8

25 интенсивности, и сигнала обратной связи, поступамдего от датчика 10 скорости вращения двигателя. Таким образом обеспечивается работа электропривода в режиме регулирования

, частоты подводимого к асинхронному двигателю напряжения.

При достижении двигателем скорости перехода в режим регулирования напряжения напряжение на входе компаратора 18 становится равным напряжению его уставки, и компаратор переключается в состояние логической 1. Поскольку компаратор 21 блока 8 при этом находится в состоянии логического О, то на выходе элемента 20 появляется сигнал логического О. При этом на первом , втором и третьем выходах блока 13-появляются логические сигналы 1, О, О соот етст- венно. При этом в работе остаются

каналы блока 3, коммутируемые элементами 3.1, 3.4, 3.8, 3.11, 3.15 и 3.18, и соответственно тиристоры 2.1, 2.4, 2.8, 2.11, 2.15 и 2.18. Таким образом регулируется схема симметричного регулятора напряжения с прямым порядком следования фаз.

Трехканальный коммутатор 12 под воздействием сигнала логического О с блока 11 переключается, отключая

55 от многоканального блока 4 сравнения и синхронизации выходы блока 9 и подключен к нему выход блока 5. Перестроенная таким образом структура i

35

40

50

системы управления обеспечивает работу в режиме регулятора напряжения.

При сигнале командоаппарата 7 на торможение компаратор 21 блока 8 за- датчика интенсивности переключается состояние логической 1, формируя на выходе блока 11 состояние логической 1 независимо от скорости вращения двигателя. Это обеспечивает об- ратную связь и перестройку структуры системы управления, в режим регулирования частоты.; При работе электропривода назад происходят аналогичные процессы. Блок 9 в режиме регулирования частот вырабатывает управлянщие напряжения обратной последовательности, а при переходе в режим регулятора напряжения на вькодах блока 13 появляются логические сигналы О, 1, О. При этом в работе остаются каналы .блока 3, коммути1)уемые элементами 3.2, 3.5, 3.7, З. Ю, 3.15 и 3.18, И соответственно формируется схема симметричного регулятора напряжения с обратным порядком следования фаз.

Таким образом, при сохранении количества элементарных вентилей силовой части схемы имеется возмож- ность расширения диапазона регулирования частот вращения асинхронного двигателя,вплоть до полного использования-двигателя по мощностии напряжению.

Формула изобретения

,-

Электропривод с комбинированным управлением частотой вращения, содержащий асинхронный двигатель, подключенный к тиристорному преобрап зователю частоты с непосредственной связью, многоканальную систему им- пульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, многоканальный блок сравнения и синхронизации, каналы регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя, командоаппарат, задатчик интенсивности разгона и торможения двигателя, эадатчик управляющих нап- ряжений низкой частоты, датчик скорости вращения двигателя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частота вращения двигателя в двига- тельном и тормозном режимах и улучшения использования двигателя по мощности, в него введены блок выбора

5 10

is 0 5

(J

5

5

5

режимов работы, трехканальный коммутатор сигналов управления, схема блокировки каналов системы импульс- но-фазового управления, а каждый канал системы импульСно-фазового управления снабжен элементом И,. первые входы которых подключены к выходам соответствукяцих каналов многоканального блока сравнения и синхронизации, а вторые входы элементов И первого, четвертого, восьмого и одиннадцатого каналов системы импульс- но-фаэового управления объединены и соединены с первьм выводом схемы блокировки, вторые входы элементов И второго, пятого, седьмого, десятого каналов объединены и соединены с .. вторым выходом схемы блокировки, вторые входы элементов И третьего, шестого, девятого, двена - цатого, тринадцатого, четьфнадцатого, шестнадцатого и семнадцатого каналов системы импульсно-фазового управления объединены и соединены с третьим выходом схемы блокировки, выход командоаппарата соединен с первыми входами задатчика управляклцих напряжений низкой частоты, с первым входом схемы блокировки и с входом задатчика интенсивности разгона и торможения двигателя, первый выход которого соединен с вторым входом блока выбора режимов работы, второй выход - с вторыми входами каналов регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя, первые входы которых объединены с первым входом блока выбора режимов работы и соединены с выходом датчика скорости вращения двигателя, выходы каналов регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя соединены с вторым и третьим входами задатчика управляющих напряжений низкой частоты, выходы которого соединены с первыми входами трехканального коммутатора, вторые входы которого объединены и соединены с выходом канала регулирования амплитуды выходного напряжения преобразователя, управляющий вход трехканального коммутатора объединен с вторым входом схемы блокировки и соединен с выходом блока выбора режимов работы, выходы трехканального коммутатора соединены с входами блоков сравнения и синхронизации системы импульсно-фазового управления.

Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования частоты вра- . щения двигателя в двигательном и тормозном режимах и улучшить использование двигателя по мощности. Это достигается тем, что при появлении с командоаппарата 7 сигнала на разгон двигателя вперед на выходе блока 11 выбора режимов работы формируется сигнал 1. При этсм на всех выходах схемы 13 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления также появляются логические 1, чт.о дает разрешение на работу электропривода в режиме регулирования частоты. По