Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P7/42 

I Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-регулируемым электроприводам, выполненным на основе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и пре образователя частоты с автономным инвертором тока, и может быть испол зовано в системах и механизмах, где требуется высокое качество переходных процессов при толчках нагрузочного .момента, например в электропри воде обдирочно-шлифовального станка зачистки сли.тков. Целью изобретения является повышение качества переходных процессов за счет увеличения быстродействия. , На чертеже представлена функциональная схема частотно-регулируемого электропривода. Частотно-регулируемый электропривод содержит асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходу автономного инвертора тока 2, соединенного входом через фильтр 3 с выходом управляемого выпрямителя 4. Частотно-регулируемый электропривод содержит, кроме того, последовательно соединенные регулятор частоты 5, определитель модуля 6 и регулятор тока 7, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя А, датчик тока 8, подключенный входом к выход управляемого выпрямителя 4, а выходом - к входу обратной связи регуля тора тока 7, управляемый переключатель 9 с двумя входами и одним выходом, интегратор 10 и сумматор 11. В. частотно-регулируемый электропривод введены датчик ЭДС 12, регулятор ЭДС 13, задатчик начальной частоты 14 и инвертирующий усилител 15, вход которого объединен с одним из входов управляемого переключателя 9 и подключен к выходу регулятора частоты 5. Выход инвертирующего усилителя 15 подключен к другому входу управляемого переключателя 9, выход которого соединен с входом ин тегратора 10, подключенного выходом к одному из входов сумматора 11. Другой вход сумматора 11 соединен с выходом задатчика начальной часто ты 14, выход сумматора 11 подключен к объединенным между собой управляю щему входу автономного инвертора .тока 2, входу регулятора ЭДС 13 и 9 входу обратной связи регулятора частоты 5. Выход автономного инвертора тока 2 подключен к входу датчика ЭДС 12, выход которого соединен с входом обратной связи регулятора, ЭДС 13, подключенного выходом к управляющему входу управляемого переключателя 9. Частотно-регулируемый электропривод работает следующим образом. На выходе управляемого переключателя 9 напряжение U определяется соотношением ,ьЛ . 1 где L,,-j - относительные длительности подключения к выходу управляемого переключателя 9 сигналов и J и соответственно. 1 . r,-7-,/t,-t /sign U,j , (2) где Ug - напряжение на выходе регулятора частоты 5; U,g -Ug - напряжение на выходе инвертирующего усилителя 15; и, - напряжение на выходе регулятора ЭДС 13. Из (1) и (2) следует U9 5/S- 2/sign и . (3) в момент пуска электропривода ток на выходе автономного инвертора тока 2 устанавливается на уровне токоограничения регулятора тока 7. Двигатель 1 не вращается, поэтому ЭДС (Е) близка к нулю. Под действием сигнала рассогласования Ц i О регулятора ЭДС 13 управляемый переключатель 9 подает на вход интегратора 10 согласно (3) напряжение ОПри этом интегратор 10 разряжается до нуля, а частота f на выходе автономного инвертора тока 2 определяется задатчиком начальной частоты 14. Если момент двигателя 1, развиваемый им при начальной частоте f, и токе -на уровне токоограничения, превьшает момент нагрузки, частота вращения начинает увеличиваться. По мере увеличения частоты вращения увеличивается ЭДС двигателя 1, а сигнал рассогласования U регулятора ЭДС 13 меняет свой знак и на вход интегратора 10 поступает сигнал и,и,. При этом на выходе интегратора и, следовательно, на упрЛляющем входе автономного инвертора тока 2 начинает нарастать напряжение и час тота автономного инвертора тока 2 увеличивается. Происходит разгЬн двигателя 1 до частоты, определяемо заданием регулятора частоты 5, В установившемся режиме среднее значение сигнала на выходе интегратора 10 не изменяется, т.е. среднее напряжение Ug на выходе управляемог переключателя 9 равно нулю. Из (2) и (3) следует, что при любом режиме работы двигателя 1 U 0, если U 0 т.е. K,f-K2E 0, где K,Kj - коэффициенты пропорциональности задающего ген ратора автономного инвертора тока 2 и датчика ЭДС 12 соответственн Из (6) следует, что 5 const. f К, Для асинхронного двигателя 1 соотношение (7) соответствует стабилизации потокосцепления независимо от режима работы. При переходе к рекуперативному торможению, например, снижением зад ния частоты напряжение Ug на выходе регулятора частоты 5 становится отрицательным и на вход интегратора 1 поступает сигнал согласно (5): ,,, О, т.е. на выходе инегратора довательно, на управляющем входе ав тономного инвертора тока 2 напряжение начинает уменьшаться, уменьшает ся и частота. Происходит торможение двигателя 1 до частоты, определяемо заданием регулятора частоты 5. Предлагаемый частотно-регулируемый электропривод обеспечивает рабо ту двигателя в двигательном и генераторном режимах, частотный пуск и рекуперативное торможение при поддержании режима работы двигателя с постоянством потокосцепления. При этом обеспечивается увеличение быстродействия, уменьшение величины перерегулирования выходного параметра и уменьшения динамических изменений скорости и времени переходных процессов при толчках нагрузочного моментаУменьшение длительности переходных процессов определяет увеличение в конечном счете производительности .механизма использувощего частотнорегулируемый электропривод. Таким образом, введение в частотно-регулируемый электропривод датчика ЭДС, регулятора ЭДС, задатчика начальной частоты и инвертирующего усилителя обеспечивает стабилизацию потокосцепления в асинхронном двигателе: независимо от режимов работы, благодаря чему увеличивается быстродействие и повьш1ается качество переходных процессов при изменениях нагрузочного момента в сравнении с известным решением. Формула изобретения Частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходу автономного инвертора тока, соединенного входом через фильтр с выходом управляющего выпрямителя, последовательно соединенные регулятор частоты, определитель модуля к регулятор тока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя, датчик тока, подключенньй входом к выходу управляемого выпрямителя, а выходом - к входу обратной связи регулятора тока, управляемый переключатель с двумя входами и одним выходом, интегратор и сумматор, отличающийся тем, что, с целью повышения качества переходных процессов за счет увеличения быстродействия, введены датчик ЭДС, регулятор ЭДС, задатчик начальной частоты и инвертирующийусилитель, вход которого объединен с одним из входов управляемого переключателя и подключен к выходу регуля- . тора частоты, выход инвертирующего усилителя подключен к другому входу

51274109 , 4

управляемого переключателя, выход тономного инвертора тока, входу регукрторого соединен с входом интегра- лятора ЭДС и входу обратной связи тора, подключенного выходом к одному регулятора частоты, выход автономноиз входов сумматора, при этом другой го инвертора тока подключен к входу

.вход сумматора соединен с выходомj датчика ЭДС, выход которого соединен эадатчика начальной частоты, выход с входом обратной связи регулятора сумматора подключен к объединенным ЭДС,подключенного выходом к управляюмеязду собой управляющему входу ав- щему входу управляемого переключателя ,

Изобретение относится к электротехнике., а именно к электропри, водам механизмов. Цель изобретения повышение качества переходных процессов за счет увеличения быстродействия. Устройство содержит асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором,автономный инвертор тока 2, фильтр 3, управляемый выпрямитель 4, регулятор частоты 5, определитель модуля 6, регулятор тока 7, датчик тока 8, управляемый переключатель 9, интегратор 10 и сумматор 11. Введение датчика ЭДС 12, регулятора ЭДС 13, задатчика начальной частоты 14 и инвертирующего усилителя 15 обеспечивает работу двигателя в двигательном и генераторном режимах, частотный пуск и рекуперативное торможение при поддержании режима работы двигателя с постоянством потоС $ косцепления. При этом обеспечивается (Л увеличение быстродействия, уменьшение величины перерегулирования выходного параметра и уменьшение динамических изменений скорости и времени переходных процессов при толчках нагрузочного момента. 1 ил. to 4::