Вентильный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P6/06 

тока и система импульсно-фазового управления (СИФУ) 8 выпрямителем 2.К первому входу Р 13 подключен датчик 11, на второй входР 13 подается сигнал задания частоты вращения.Т|эетий входР 13 соединен с одним управляющим входом замыкающего ключа 18 и с вторым входом датчика 10, первьй вход которого подключен к входу СИФУ 9. Второй вход СИФУ 9 соединен с фазными выводами статорной обмотки СД 1. СИФУ 9 подключен к управляющему входу И 5. В электропривод введены сумматор С 15, интегратор (ИН) 16, блок 17 нелинейности с зоной нечувствительности и ограничением, вход которого подключен к выходу ИН 16. ИН 16 шунтирован замыкающим ключом 18, первый управляющий вход которого соединен с выходом блока 17. Вход ИН 16 соединен с выходом С 15. Первьш вход С 15

соединен с выходом Р 13, второй вход С 15 подключен к ДТ 14. Второй вход iP 12 соединен с входом блока 17, а третий вход Р 12 - с ДТ 3. На первый и на второй С 15 поступают сигналы соответственно с ДС 14 и выхода Р 13. Если результирующий сигнал не равен О, то с выхода С 15 поступает сигнал на вход ИН 16. С выхода ИН 16 поступает сигнал на вход Р 12 и суммируется с задающим сигналом. Таким обра,зом, напряжение на выходе вьтрямителя, определяющее ток СД 1, имеет пос тоянную составляющую и переменную, благодаря чему достигается поддержание на почти неизменном уровне вто-. ричного тока трансформатора. При этом iстабилизируется момент СД 1, приобретая форму, характерную для режима больших частот питания. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в . различных производственных механизмах, например в турбокомпрессорах и подъемных установках. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования в области низких частот. Вентильный электропривод содержит синхронный двигатель (СД) 1, который через датчик тока (ДТ) 14 и повышающий трансформатор -7 подключен к инвертору (и) 5 тока, И 5 через реакторы 6 соединен с выпрямителем (В) 2, подключенным со стороны переменного тока через ДТ 3 и понижакщий трансформатор 4 к сети. (Л На валу СД 1 установлены датчик 10 положения ротора и датчик 11 частоты вращения. В электропривод входят последовательно соединенные между собой регулятор () 13 скорости,Р 12

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, разнообразных производственных механизмов, например, таких, как турбокомпрессоры, подъемные установки с вентильным двигателем,имекхцим звено постоянного тока.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования в области низких частот.

На фиг. 1 представлена блок-схема вентильного электропривода;на фиг. 2i10 линейные диаграммы токов, напряжений и момента (на фиг. 2, 5 и 6 - линейные диаграммы токов; на фиг. 3, 4,7,8 и 9 - линейные диаграммы напряжений; на фиг. 10 - диаграмма момента) .

Вентильный электропривод содержит синхронный двигатель 1, выпрямитель 2, со стороны переменного тока подключенный через датчик тока 3 к понижакхцему трансформатору 4. Понижающий трансфо)матор 4 предназначен для подключения к фазам сети. В электропривод входит инвертор тока 5, подключенный через реакторы 6 к выпрямителю 2, а через повышающий трансформатор 7 - к фазам синхронного электродвигателя.

Выпрямитель 2 и инвертор тока 5 управляются системами импульсно-фазового управления 8 и 9 соответственно. На валу ротора синхронного электродвигателя установлены датчик положения 10 ротора и датчик частоты вращения 11 ротора. Датчик положения первым вькодом подключен к первому входу системы импульсно-фазового управления инвертором тока 5, второй вход которой связан с фазными выводами синхронного электродвигателя.

Электродвигатель содержит регулятор тока 12 и регулятор скорости 13. Первый вход регулятора скорости 13 соединен с выходом датчика частоты вращения 11, второй вход регулятора

скорости подключен к блоку задания частоты вращения, а выход регулятора скорости соединен с первым входом регулятора тока 12. Второй вход регулятора тока 12 соединен с датчиком тока 3, а выход регулятора тока подключен к входу системы импульснофазового управления 8 выпрямителем.

В электропривод введены второй датчик тока 14, сумматор 15, интегратор 16, блок нелинейности 17 с зоной нечувствительности и ограничением и замыканщий ключ 18 с двумя управляющими входами. Регуляторы тока и скорости снабжены третьими входайи а датчик положения ротора - вторым выходом. Второй датчик тока 14 подключен в, цепь статора синхронного электро двигателя 1. Первый вход сумматора 15 соединен с выходом регулятора скорости 13. Второй вход сумматора 15соединен с вторым датчиком тока 14, а выход сумматора - с входом йнтегратора 16, шунтированного замыкающим ключом 18. Выход интегратора 16связан с третьим входом регулятора тока 12 и с входом блока нелинейности 17. Выход последнего подклю чен к-первому управляющему входу замыкающего ключа 16,второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом датчика положения 10 ротора и третьим входом регулятора скорости 13. Вентильный электропривод работает следующим. При работе электродвигателя в области больших частот трансформаторы 4 и 7 обеспечивают нормальную эле тромагнитную связь, в результате чего между сигналами датчика тока 3 и датчика тока 14 статора имеется отличие, заключающееся в том,что они включены в цепи с различными напряженилми:ТЗ б - сигнал от датчика тока; к - коэффициент трансформации трансформатора. При этом 2 1 - „ . /Т и. т Выбором коэффициентов усиления датчиков можно добиться, что в этом случае результирующий сигнал на входе сумматора 15 будет равен нулю. На фиг. 2 представлена линейная диаграмма первичного тока трансформа тора 7 I , вторичный ток I повторяет его. На фиг. 3 представлена линейная диаграмма напряжения датчика тока 14 статора Ц , которое практически постоянно. На фиг. 4 изображена линейная диаграмма сигнала на выходе сумматора 15, который равен О, так как сигнал датчика тока 14 статора поступает со знаком минус, а с выхода регулятора скорости 13 сигнал поступает со знаком плюс. На низких частотах при постоянном выпрямленном токе ток первичной обмотки трансформатора 7 1 , представленный на фиг. 5, имеет форму прямоугольника. Вторичный ток трансформатора 7 I,jq, представленный на фиг. 6, снижается со временем. В результате на выходе датчика тока 14 получается кривая и , изображенная на фиг. 7. На выходе сумматора 15 появляется напряжение, изменяющееся по закону, описываемому кривой тока 15 б - и Линейная диаграмма напряжения и представлена на фиг. 8. Вследствие значительной инерционности вращающихся частей системы электропривода за период между двумя коммутационными процессами сигнал с выхода регулятора скорости 13 практически не изменяется. Напряжение на выходе интегратора 16 формируется следующим образом. Напряжение U поступает на вход интегратора 16 и на его выходе изменяется в соответствии с кривой напряжения U, , линейная диаграмма которого представлена на фиг. 9. При равенстве U U (где и, - напряжение зоны нечувствительности блока 17) на первый управлятщА вход замыкающего ключа 18 поступает сигнал, с помощью которого замыкающий ключ 18 обнуляет интегратор 16. Далее процесс повторяется-. Частота следования сигналов обнуления тем выше, чем вьше значение напряжения . Обнуление интегратора 16 также осущест,вляется от сигнала датчика положения 10 ротора. Сигнал с выхода интегратора 16 оступает на вход регулятора тока 12 и суммируется с задающим сигналом. аким образом, напряжение на выходе ьшрямитаяя, определяющее ток двигаеля, имеет постоянную составляющую переменную, определяемую зависиостью и, , благодаря чему достигатся поддержание на почти неизменном р.овне тока I между двумя смежными оммутациями. Момент двигателя на астотах от О - 5 Гц стабилизируется. приобретая форму, характерную для (М,У. режима больших частот питания изображенную на фиг. 10. Как следует из приведенной работы электропривода, обеспечивается снижение пульсаций кривой электромагнит ного момента и пульсаций скорости вращения, что и вызьшает увеличение диапазона регулирования. При этом диапазон регулирований в соответствии с расчетами оказывается.равным соответствующему значению для вентильных двигателей, вьшолненных по бестрансформаторной схеме (диапазон регулирования повышается от 18 20 до 30 - 35). Формула изобретени Вентильный электропривод, содержа щий синхронный электродвигатель, вып рямитель, соединенный со стороны переменного тока через датчик тока с понижающим трансформато ромгпредназна ченным для подключения к фазам сети, инвертор тока подключенный через crna живающие реакторы к выпрямителю, а через повьппаюпщй трансформатор - к фазным ВЕЛводам синхронногр электродвигателя, системы импульсно-фазового управления выпрямителем и инвертором соответственно, датчик положения ротора синхронного электродвигателя, выходом подключенный к первому входу систеьЕл импульсно-фазового управления инвертором .тока, второй вход которой связан с фазными выводами синхронного электродвигателя, датчик частоты вращения ротора синхронного 1 05 регулятор скоросэлектродвигателя, ти, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения ротора, второй вход - с выходом блока задания частоты вращения ротора, а выход регулятора скорости подключен к первому входу регулятора тока, второй вход которого соединен с датчиком тока, а выход регулятора тока связан с входом системы импульсно-фазового управления выпрямителем, отличающийся тем, что, с цепью расширения диапазона регулирования в области низких частот вращения,в него введены сумматор, интегратор, нелинейный блок с зонЬй нечувствительности и ограничения, второй датчик тока, включенный в цепь статора синхронного электродвигателя, и замыкающий ключ с двумя управлякяцими входами, регуляторы скорости и тока снабжены третьими входами, а датчик положения ротора вторым выходом, причем первый вход сумматора соединен с выходом регулятора скорости, второй вход - с вторым датчиком тбка, а выход сумматора - с входом интегратора, шунтированного замыкакнцим ключом, выход интегратора связан с третьим входой регулятора тока и с входом указанного блока нелинейности, выход которого подключен к первому управляющему входу замыкающего ключа, второй управлякнций вход которого соединен с вторым выходом датчика положения ротора и третьим входом регулятора скорости.

г

Ш

т т т I 1 I

фие.З

est

Ujff

/

u)t

и

фиг,7

Фиг,9 lUj7

(pus.JO

wt