Устройство для управления электроприводом переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P7/42 

11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования трка асинхронного электродвигателя при питании его от тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью с раздельным управлением.

Цель изобретения - повышение точности регулирования тока путем компенсации нелинейности регулировочной характеристики преобразователя частоты.,

На фиг,1 представлена схема устройства для управления электроприводом переменного тока;-на фиг.2 - схема корректирующего звена с переключаемым коэффициентом передачи.

1 Устройство содержит тиристорньш

преобразователь 1 частоты, систему

2управления, регулятор 3 фазного тока, первый 4 и второй 5 сумматоры, корректирующее звено 6 с переключаемым коэффициентом передачи, цепь 7 заданного тока, цепь 8 обратной связи по току, цепь 9 компенсации ЭДС

и датчик 10 состояния тиристоров.

Выход регулятора 3 фазного тока подключен к первому входу второго сумматора 5, выход которого соединен с первым входом системы 2 зтфавления выход которой подключен к входу преобразователя 1 частоты. Вход регулятора 3 фазного тока подключен к выходу первого сумматора 4, первый вход которого соединен с цепью 7 заданного тока и первым входом корректирую- :.щего звена 6 с переключаемым коэффи- щи ентом пер едачи, второй вход кото- iporo подключен к выходу датчика состояния тиристоров, соединенного с управляю1дим входом системы управления, а вькод корректирующего звена 6 с переключаемым коэффи1щентом передачи соединен с третьим входом второго -сумматора 5, второй вход которого подключен к цепи 9 компенсации ЭДС, а второй вход первого сумматора 4 соединен с цепью обратной связи по току.

Корректирующее звено 6 содержит операционный усилитель 11, резисторы 12-16., конденсатор 17 и электронный аналоговый управляемый ключ 1S, при этом первьй вход операционного усилителя 11 соединен с одним выводом первого резистора 12, шунтированного конденсатором 17. Второй вьшод резистора 12 образует вход корректи

52

рующего звена. Второй вход операционного усилителя через второй резистор 16 подключен к входу управляемого ключа 18, выход которого через третий резистор 15 подключен к общей точке четвертого и пятого резисторов 13 и 14, соединенных последовательно; свободньй вывод четвертого резистора 13 подключен к первому входу операционного усилителя, а свободный вы- вод пятого резистора 14 подключен к выходу операционного усилителя и образует выход корректирующего звена; управляющий вход ключа 18 соединен с выходом датчика состояния тиристоров 10,

Устройство работает следующим образом.

Регулирование тока осуществляется по отклонению с помощью регулятора 3 фазного тока. Кроме того, в систему вводятся сигналы компенсации ошибки по управляющему воздействию с помощью корректирующего звена 6 с переключаемым коэффициентом передачи и по возмущающему воздействию ЭДС по цепи 9. Из теории автоматического регулирования известно, что передаточная -функция звена для компенсации ошибки

по управляющему воздействию должна быть обратной передаточной функцией объекта управления, т.е.

35

й:Ьт(1)

Для данной системы регулирования тока объектом управления служит преобразователь частоты и звено тока. При этом передаточная функция корректирующего звена имеет вид:

Vr

W (р) - ( 1), (2)

.nif

i

где

Т

U+1

0

Till

с

Ь Ч.

5

ПЧ пч

активное сопротивление токовой цепи;

постоянная времени токовой цепи; эквивалентные активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы электродвигателя;

активное сопротивление и индуктивность рассеяния внутренних цепей преобразователя частоты;

313

К - коэффициент передачи преобразователя частоты.

Известно, что тиристорный преобразователь, питающий обмотку электродвигателя, может рассматриваться как источник ЭДС с нелинейным внутренним активным сопротивлением. При этом дифференциальное активное сопротивление преобразователя частоты в зоне непрерывных токов неизменно, а в зоне прерывистых токов резко возрастает. Поэтому коэффициент передачи корректирующего звена для зоны непрерьш ных-токов и зоны прерывистых токов должен быть различным. Передаточная функция корректирующего звена при этом должна иметь вид:

W,,(p) K,(i)( 1), (3)

где K(i) - коэффициент передачи, изменяемый в зависимости от режима работы преобразователя частоты.

Корректирующее звено 6 с переключаемым коэффициентом передачи имеет передаточную функцию (3). При этом изменение коэффициента передачи звена производится по сигналу датчика 10 состояния тиристоров, используемому для раздельного управления ти- ристорными мостами преобразователя частоты и имеющему информацию о наличии бестоковой паузы. При наличии бестоковой паузы датчик 10 состояния тиристоров имеет на выходе сигнал 1, а при наличии тока - сигнал О

При разомкнутом ключе 18 схема на операционном усилителе 11, резисторах 12, 13, 14 и 16и конденсаторе 17 представляет собой формирующее звено с коэффициентом передачи

К,

(4)

и постоянной времени

TK Г, С , .

(5)

При поступлении на вход управления сигнала 1 ключ 18 замыкается, и коэффициент передачи звена

K, -l(f.r,.r,)

(6)

при том же значении постоянной времени.

Таким образом, управляя ключом 18 от датчика 10 состояния тиристоров, получают различные коэффициенты пе54

редачи корректирующего звена 6 с переключаемым коэффициентом передачи в бестоковой паузе и при протекании тока в силовой цепи.

Установкой (или регулировкой) требуемой величины резисторов 12-15 и конденсатора 17 звено настраивается на параметры токовой цепи системы регулирования тока.

Преимуществами такой коррекции является то, что корректирующее звено 6 с управляемым коэффициентом передачи работает с сигналом, неимеющим пульсаций (как сигналы в прямой

цепи регулирования, а также то, что согласно теории автоматического управления, такая коррекция не влияет на устойчивость системы регулирования .

I

Предлагаемое устройство позволяет

повысить точность регулирования тока,

а следовательно, и улучшить качество

регулирования электропривода переменного тока на основе преобразователей частоты с непосредственной связью и раздельньм управлением тиристорными мостами. Уменьшается зона прерывистых токов. Улучшается качество регулирования в режимах, близких к холостому ходу. Появляется возможность повышения быстродействия электропривода, что в конкретных применениях может обеспечить повьш1ение производительности. Улучшаются энергетические показатели за счет более точного регулирования электромагнитного момента.

.

40

Формула изобретения

Устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее тиристорный преобразователь

частоты, предназначенный для подключения к электродвигателю, систему управления, соединенную с преобразо- вателем частоты, регулятор фазного тока, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первьй вход которого подключен к цепи задания тока, а выход регулятора фазного тока соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с

первым входом системы управления,

второй вход первого сумматора подключен к цепи обратной связи по току, а второй вход второго сумматора соединен с цепью компенсации ЭДС, кор51

реагирующее звено, входом подключенное к цепи задания тока, а выходом - к третьему входу второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирова кия тока путем компенсации нелинейности регулировочной характеристики преобразователя частоты, в него вве ден датчик состояния тиристоров пре образователя частоты, а корректирую щее звено вьшолнено с переключаёмьм коэффициентом передачи и составлено из операционного усилителя, пяти ре зисторов, конденсатора и управляемого ключа, при этом один вход опера ционного усилителя соединен с одним выводом первого резистора, шунтированного конденсатором, другой вывод

-

,-

-

176356

указанного резистора образует первый вход корректирующего звена, второй вход операционного усилителя .через второй резистор подключен к входу управляемого ключа, выход которого через третий резистор соединен с общей точкой четвертого и пятого резисторов, последовательно соединенных между собой, свободный вывод четвертого резистора подключен к первому входу операционного усилителя, а свободный вывод пятого резистора подключен к выходу операционного усилителя и образует выход корректирующего зве5

fO

t5

.на, управляющий вход ключа соединен с выходом датчика состояния тиристоров, подключенным к управляющему входу системы управления.

I ) Uynp

Составитель В.Тарасов Редактор Л.Пчолинская Техред Н.Ходанич Корректор А.Ильин

Заказ 2433/5АТираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

cfJuff.Z

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тока асинхронного Uyfjp ioc электродвигателя при питании его от преобразователя частбты. Целью изобретения является повышение точности регулирования тока путем компенсации нелинейности регулировочной характеристики преобразователя частоты. Устройство содержит тиристорный преобразователь 1, систему 2 управления, регулятор 3 фазного тока, сумматоры 4 и -5, корректирующее звено 6 с пе- реключаемым коэффициентом передачи, цепи заданного тока 7, обратной связи по току 8 и компенсации ЭДС 9 и датчик 10 состояния тиристоров. Под действием сигналов датчика 10 состояния тиристоров переключается коэффициент передачи корректирующего звена 6, что позволяет скомпенсировать нелинейность регулировочной характеристики тиристорного преобразователя в режиме прерывистых токов. 2 ил. (Л со 9) W Д у- (ffU9.1