Асинхронный вентильный каскад Советский патент 1988 года по МПК H02P7/74 

со

О5

ел

со

СО

со

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе грузоподъемных механизмов.

Цель изобретения - повьшение надежности работы путем исключения неконтролируемых бросков тока в момент перехода из двигательного режима в тормозной о

На фиг.1 представлена блок-схема асинхронного вентильного каскада; на фиг о 2 и 3 - векторные диаграммы токов асинхронного двигателя в режиме

10

входом регулятора 12 тока возбуждения, нелинейный блок 16 с параболической характеристикой, вход которого подключен к выходу регулятора 7 частоты вращения, а выход - к другому входу регулятора 12 тока возбуждения, последовательно включенные дат чик 17 напряжения и нелинейный элемент 18 с характеристикой типа люфт

причем вход датчика 17 напряжения подключен к выходу первого выпрямителя 3 в роторной цепи, а выход нелинейного блока 18 - к третьему входу динамического торможения соответствен-15 регулятора 12 тока возбуждения.

входом регулятора 12 тока возбуждения, нелинейный блок 16 с параболической характеристикой, вход которого подключен к выходу регулятора 7 частоты вращения, а выход - к другому входу регулятора 12 тока возбуждения, последовательно включенные дат чик 17 напряжения и нелинейный элемент 18 с характеристикой типа люфт

причем вход датчика 17 напряжения подключен к выходу первого выпрямителя 3 в роторной цепи, а выход нелинейного блока 18 - к третьему входу регулятора 12 тока возбуждения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах грузоподъемньЬс .механизмов, в частности в автоматизированных электроприводах шахтных подъемных установок Целью изобретения является повышение надежности за счет исключения неконтролируемых бросков тока. Указанная цедь достигается за счет введения последовательно соединенных датчика 17 напряжения и нелинейного элемента 18 с характеристикой типа люфт, выход которого подключен, к третьему входу регулятора 12 тока возбуждения, что позволяет решать задачу ограничения максимальной ЭДС. ротора в режиме динамического торможения при насыщении магнитной цепи асинхронного двигателя. Это повьшает надежность работы асинхронного вентильного каскада путем исключения неконтролируеьвлх бросков тока в момент перехода из двигательного режима в тормозной. с (Л

но при 1 1 и при I О J на фиг.4 - типовая характеристика холостого хода асинхронного двигателя в режиме динамического торможения Е J f (1 |i) при 1д О и п п„,

На фиг о 2 - 4 обозначено: I . и Ь ток ротора и приведенный ток ротора; i 2 н приведенный номинальный ток ротора; i экв эквивалентный ток динамического торможения; Ф - поток возбуждения; j. и намагни20

30

чивающий и номинальньш намагничивающий ток; п„ - номинальная частота вращения двигателя; Е ;; и .- ЭДС ротора и номинальная ЭДС ротора

Характеристика построена в относительных единицах

За единицу принят намагничивающий ток i , соответствующий по характеристике холостого хода номиналь- 35 ной ЭДС ротора о

Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный электродвигатель 1, статор которого через коммутатор

Устройство работает следующим образомо

Предположим, что статический мент (MC), который создает механ изменяется по линейному закону, функции пути от минус Mj, до +Mj,, Toe одну половину пути он являе тормозным, а другую - движущим. такому закону изменяется статиче 25 кий момент различных грузоподъем механизмов, например шахтных под ных установок при неуравновешенн системе подъема Предположим так что имеет место двигательный реж на максимальной скорости. После го, как статический момент изменя знак, подается команда на включе динамического торможения для ста зации заданной максимальной скор С помощью коммутатора 2 статор д теля отключается от питающей сет подключается к источнику постоян напряжения,

Вследствие того, что во время

2 подключен к источнику питания, пер- 40 реключения статический, момент (и

ток ротора) близок к нулю, магни цепь электродвигателя насыщается При этом ЭДС ротора стремится к чению

вый выпрямитель 3, сглаживающий дроссель 4, инвертор 5 в роторной цепи электродвигателя 1 последовательно включенные блок 6 задания режимов работы, регулятор 7 частоты вращенияj регулятор 8 тока, блок 9 импульсно- фазового управления, выходом соединенный с инвертором 5, датчик 10 выпрямленного тока ротора, соединенный с другим входом регулятора 8 тока, датчик 11 частоты вращения электродвигателя, соединенный с другим входом регулятора 7 частоты вращения, последовательно соединенные регулятор 12 тока возбуждения, блок 13 импульсно-фазового управления, выходом соединенный со вторым выпрямителем 14 в цепи возбуждения, датчик 15 тока возбуждения, соединенный с

0

30

35

Устройство работает следующим образомо

Предположим, что статический момент (MC), который создает механизм, изменяется по линейному закону, в функции пути от минус Mj, до +Mj,, Toe одну половину пути он является тормозным, а другую - движущим. По такому закону изменяется статичес- 25 кий момент различных грузоподъемных механизмов, например шахтных подъемных установок при неуравновешенной системе подъема Предположим также, что имеет место двигательный режим на максимальной скорости. После того, как статический момент изменяет знак, подается команда на включение динамического торможения для стабилизации заданной максимальной скорости о С помощью коммутатора 2 статор двигателя отключается от питающей сети и подключается к источнику постоянного напряжения,

Вследствие того, что во время переключения статический, момент (и

ток ротора) близок к нулю, магнитная цепь электродвигателя насыщается При этом ЭДС ротора стремится к значению

45

Е, 1,5Е

IH

где Ej - номинальная ЭДС ротора

Как только на выходе датчика 17 напряжения появляется сигнал, соответствующий номинальной ЭДС ротора, вступает в работу нелинейный блок - 18, выходной сигнал которого поступает на вход регулятора 12 тока возбуждения, С помощью обратной связи ток возбуждения поддерживается таким, чтобы ЭДС ротора не превышала своего номинального значения При значениях ЭДС ротора, не превьштающих величины Е, например при торможении в конце пути, когда .статический момент близок к номинальному, ток возбуждения формируется без учас тия обратной связи по напряжению. Зона нечувствительности нелинейного блока 18 с характеристикой типа люфт устанавливается равной сигналу, поступакяцему с датчика 17 напря- жёния при заторможенном роторе в двигательном режиме. Требуемое быстродействие обратной связи подбирается с помощью изменения коэффициента передачи нелинейного блока 18 на пк-

нейном участке характеристики,

1

Таким образом, введение датчика напряжения и нелинейного преобразователя в асинхронном вентильном кас- каде позволяет ограничивать ЭДС ротора на уровне номинального значения при переключениях в режим динамического торможения на подсинхронной скорости. При наличии указанных эле- ментов повьшается надежность работы электропривода, так как устраняются неконтролируемые броски тока.

Формула изобретения

Асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный электродвигатель, статорЪая обмотка которого через коммутатор предназначена для подключения к источнику питания, последовательно соединенные между собой первый выпрямитель, сглаживающий дроссель, инвертор и датчик выпрямленного тока ротора, включенные в роторную цепь электродвигателя, последовательно соединенные между собой блок задания режимов работы, регулятор частоты вращения, регулятор тока, блок импульсно-фазового управления, выходом соединенный с инвертором, выход датчика выпрямленного тока ротора соединен с вторым входом регулятора тока, выход датчика частоты вращения электродвигателя соединен с вторым входом регулятора частоты вращения, последовательно соединенные между собой регулятор тока возбуждения, блок импульсно-фазового управления, выход которого соеди- нен с вторым выпрямителем в цепи возбуждения, датчик тока возбуждения соединен с первым входом регулятора тока возбуждения, к второму входу которого подключен выход нелинейного элемента с параболической характеристикой, вход которого соединен с выходом регулятора частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности за счет исключения неконтролируемых бросков тока, в него введены датчик напряжения и нелинейный элемент с характеристикой типа люфт, регулятор тока возбуждения снабжен третьим входом, вход датчика напряжения подключен к выходу первого вьшрямителя, выход датчика напряжения соединен с входом нелинейного элемента с характеристикой типа люфт, выход которого соединен с третьим входом регулятора тока возбуждения

eifff

Ф

Фиг.2