Многодвигательный электропривод Советский патент 1987 года по МПК H02P7/42 

j13

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления тяговыми электродвигателями подвижного состава.

Целью Изобретения является повышение КПД электродвигателя за счет уменьшения неравномерности периодов напряжения питания.

На чертеже приведена функциональная схема многодвигательного электропривода.

Электропривод содержит N асинхронных тяговых электродвигателей I с N датчиками 2 частоты вращения на валах, преобразователь 3 частоты с блоком 4 управления, сумматор 5 с N+1 суммирующим входом, вычитающим входом и выходами положительной и отрицательной разности, генератор 6 абсолютного скольжения, первый и второй реверсивные счетчики 7,8 с К-разрядным выходом каждый, первый, второй и третий преобразователи 9, 10 и 11 код --частоты с К-разрядным и тактовым входом каждый, цифровой сумматор 12 с первым и вторым К-раз- рядными входами, знаковым входом и К-разрядным выходом, первьй, второй и третий делители 13,14 и 15 частоты RS-триггер 16, ллогический элемент ИЛИ 17 и генератор 18 тактовых импульсов. Обмотки электродвигателей 1 пофазно объединены и подключены к выходу преобразователя 3 частоты, соединенного входом с блоком 4 управления. Выходы N датчиков 2 частоты вращения подключены к N сзгммирующим входам сумматора 5, к (N+l)-My суммирующему входу которого подключен генератор 6 абсотяотного скольжения, а к вычитающему входу - выход первого делителя 13 частоты. Выход положительной разности сумматора 5 соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика 7, S-входом RS-триггера 16 и первым входом логического элемента ИЛИ 17, ВЫход которого соединен с -сзтф ирующим входом второго реверсивного счетчика 8, К- разрядньй выход которого поразрядно - соединен с вторым К-разрядным входом цифрового сумматора 12 и К-разрядным входом второго преобразователя 10 код - частота, выход которого через второй делитель 14 частоты подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика 8, Выход отрицательной

О

9882

разности сумматора 5 соединен с вычи- таюш1им входом первого реверсивного счетчика 7, вторым входом логического элемента ИЛИ 17 и с R-входом RS- 5 триггера 16, выход которого соединен со знаковым входом цифрового сумматора 12, К-разрядный выход которого поразрядно соединен с К-разрядным входом третьего преобразователя 11 код - частота, выход которого через третий делитель 15 частоты соединен с входом блока 4 управления. К-разрядный выход первого реверсивного счетчика 7 поразрядно соединен с пер- выи К-разрядным входом цифрового сумматора 12 и с К-разрядным входом первого преобразователя 9 код - частота, выход которого соединен с входом первого делителя 13 частоты. Выход генератора 18 тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего преобразователей 9,10 и II код - частота.

В устройстве неравномерность периодов напряжения питания уменьшена за счет высокого коэффициента деления третьего делителя 15 частоты, а в результате сложения или вычитания в кодах в цифровом с-умматоре 12 (в зависимости от знака разности на выходах сумматора 5, интеграла разности, находящегося в первом реверсивном счетчике 7 и модуля величины разности, находящейся во втором реверсив- 5 ном счетчике 8) на его выходах получается код частоты, обеспечивающий точность регулирования частоты в переходных режимах.

Устройство работает следующим образом.

При пуске подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями, что соответствует переходному режиму работы, частота с выходов атчиков 2 частоты вращения, пропорциональная частоте вращения роторов асинхронных тяговых двигателей I, поступает на соответствзтощие входы сумматора 5, где они суммируются между собой и с сигналом от генератора 6 абсолютного скольжения, частота которого имеет по отношению к абсолютной частоте скольжения коэффициент пропорциональности, равный коэффициенту датчиков 2 частоты вращения, умноженного на число двигателей I, подключенных к преобразовательной установке. На вычитающий вход сумматора 5 посту0

5

0

0

5

0

5

31

пает частота через первый делитель 13 частоты от первого преобразователя 9 код - частота, преобразующего тактовую частоту в частоту, пропорциональную коду, находящемуся в первом реверсивном счетчике 7. На выходе положительной разности, а в случае замедления с выхода отрицательной разности появляется сигнал, равный разности суммарной частоты датчиков 2 частоты вращения и генератора 6 абсолютного скольжения с частотой на выходе первого делителя 13 частоты. Сигнал положительной разности поступает на суммирующий вход +1 первого реверсивного счетчика 7, а при отрицательной разности - соответственно на вычитающий вход -1, Поскольку первый реверсивный счетчик 7 подсчитьшает (интегрирует) импульсы разностной частоты, которая обусловлена отставанием частоты, поступающей на вычитающий вход сумматора 5 частоты из-за постоянной времени цифрового интегратора, то в первом реверсивном счетчике 7 находится интеграл разности, который в статическом режиме, т.е. если не разгон и не замедление, равен входной суммарной частоте, а в динамическом режиме отличается на величину динамической ошибки, равной разности на выходе сумматора 5.

Частота, соответствующая разности частот с выходов сумматора 5, также поступает на входы элемента ИЛИ 17, с выхода которого поступает на суммирующий вход +1 второго реверсивного счетчика 8. На вычитающий вход -1 этого реверсивного счетчика 8 поступает частота с выхода второго делителя 14 частоты, вход которого соединен с выходом второго преобразователя 10 код - частота, входы которого поразрядно подключены к выходам второго реверсивного счетчика 8 и тактовый вход подключен к тактовому генератору 18, Разность второго реверсивного счетчика 8 принимается равной разрядности первого реверсивного счетчика 7, а коэффициент деления второго делителя 14 частоты равен коэффициенту деления первого делителя 13 частоты. Это нужно для того, чтобы веса кодов обоих реверсивных счетчиков были равны и их можно бьшо бы суммировать или вычи884

тать. Разностная частота, поступающая на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 8, увеличивает код, хранимый в нем, а частота, пропорциональная этому коду, поступая на его вычитающий вход, уменьшает его, т.е. во втором реверсивном счетчике 8 вычисляется интеграл, величина которого при постоянной частоте соответствующей разности сумматора 5 равна разности на выходе сумматора 5, а при изменении разности отличается о т нее на величину динамической ошибки, поскольку второй

реверсивный счетчик 8 является также цифровым интегратором.

Оба кода с реверсивных счетчиков 7 и 8 поступают на входы цифрового сумматора 12 в зависимости от состояния RS-триггера 16, определяемого знаком разности, цифровой сумматор 12 складывает код первого реверсивного счетчика 7 с вторым или вычитает из кода первого реверсивного счетчика 7 код второго реверсивнЬго счетчика 8, На выходах цифрового сумматора 12 получается код частоты с меньшей динамической ошибкой. Этот код поступает поразрядно на входы третьего

преобразователя 11 код - частота, а на тактовый его вход поступает тактовая частота с выхода генератора 18 тактовьпс импульсов, которая преобразуется в частоту, пропорциональ-

ную коду, и поступает с выхода третьего преобразователя 11 код - частота на вход третьего делителя 15 частоты. С выхода третьего делителя 15 частоты сигнал поступает на вход блока 4

управления преобразователем 3 частоты Выходная частота третьего преобразователя 1I код - частота может быть очень большой, что позволяет применить третий делитель 15 частоты с

большим коэффициентом деления и .уменьшить неравномерность следования управляющих импульсов преобразователя, питающего асинхронные тяговые двигатели, до любой необходимой ве личины.

Форм у л а изобретения

Многодвигательный электропривод, содержащий N асинхронных тяговых

электродвигателей, N датчиков частоты вращения, установленных на валах соответствующих электродвигателей и

51

подключенных к соответствующим N суммирующим входам сумматора, генератор абсолютного скольжения, выход которого подключен к (Ы+1)-му суммирующему входу сумматора, первый делитель частоты, преобразователь частоты с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД электродвигателя за счет уменьшения неравномерности . периодов напряжения питания, введены первый и второй реверсивные счетчи ки с К разрядным выходом каждый, первый, второй и третий преобразователи код - частота с К-разрядным и тактовым входами каждый, цифровой сумматор с первым и вторым К-разряд- ными входами, знаковым входом и К- разрядным выходом, второй и третий делители частоты, генератор тактовых импульсов, RS-триггер и логический элемент ИЛИ, сумматор вьтолнен с вычитающим входом и выходами положительной и отрицательной разности, обмотки N электродвигателей пофазно объединены и подключены к выходам преобразователя частоты, выход положительной разности сумматора соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, S-входом RS- триггера и первым входом логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу второго

Составитель С.Позднухов Редактор М.Келемеш Техред Л.Олейник. Корректор А.Тяско

1900/54

Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

886

реверсивного счетчика, выход отрицательной разности сумматора подключен к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, второму входу логического элемента ИЛИ и R-входу RS- триггера , выход которого соединен со знаковым входом цифрового сумматора, К-разрядный выход первого реверсивного счетчика соединен поразрядно с

первым К-разрядным входом цифрового сумматора и с К-разрядным входом первого преобразователя код - частота, выход которого через первый делитель частоты соединен с вычитающим входом

сумматора, К-разрядный выход второго реверсивного счетчика поразрядно соединен с вторым К-разрядным входом цифрового сумматора и с К-разрядным входом второго преобразователя код частота, выход которого через второй делитель частоты соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, К-раэрядный выход цифрового сумматора поразрядно соединен с К- разрядным входом третьего преобразователя код - частота, выход которого через третий делитель частоты соединен с входом блока управления преобразователем частоты, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего преобразователей код - частота.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для частотного управления тяговыми электродвигателями подвижного состава. Целью изобретения является повышение КПД электродвигателя за счет уменьшения неравномерности периодов напряжения питания. Указанная цель достигается за счет применения третьего делителя частоты 15 с высоким коэффициентом деления. Кроме того, введение цифрового сумматора 12, первого 7 и второго 8 реверсивных счетчиков и преобразователей 9,10 код - частота обеспечивает высокую точность регулирования частоты в переходных режимах. 1 ил. i (Л со CD оо оо