Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P7/74 

{

ГО

го

со

ел

00

ионных короткозамкнутых двигателей 5. ок 6 задания частоты, задатчик 7 Интенсивности, первый блок суммирования 8, блок деления 9, регулятор 10 ЭДС, блок 11 суммирования, регулятор 13 тока и система 14 управления соединены между собой последовательно. Выход датчика 12 тока преобразователя подключен к второму вхо |ду блока 11 суммирования о Датчик 16 ЭДС входами подключен к датчикам 17 :тока и датчику 18 напряжения двигателя, а выходом - к второму входу блока 8 суммирования. В устройство введены блоки , 22 и 24 дифференцирования, функциональные преобразователи 21 и 28, блоки 20, 25 суммирования, блоки 26, 27 вьщеления модуля, блок 23 измерения фазового запаздывания инвертора и блок 29 определения знака частоты. В устройстве обеспечивается быстродействующее формирование сигналов задания тока и частоты, используемых для управления двигателями. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического управления частотно-регулируемыми электроприводами, требующим качественного регулирования в динамических режимах разгона и торможения привода с группой асинхронных короткозамкнутых двигателей. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия в режимах разгона и торможения. Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока содержит преобразователь 1 частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого вьшрямителя 2, дросселя 3 и автономного инвертора 4 тока. Выходы преобразователя 1 частоты предназначены для подключения к группе асинхй

1

Изобретение относится к электроехнике , в частности к системам автоатического управления частотно-регуируемыми электроприводами, вьтолнен- ными на основе группы асинхронньгх ко- роткозамкнутых двигателей и тиристор- ного преобразователя частоты с автономным инвертором тока, и может быть спользовано в механизмах, требующих качественного регулирования в динамических режимах разгона и торможения привода.

Цель изобретения - повьппение быстродействия в режимах разгона и торможения .

На чертеже представлена структурная блок-схема устройства для управления многрдвигательным электроприводом переменного тока.

Устройство содержит преобразова- тель 1 частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого вьтрямителя 2, дросселя 3 и автономного инвертора 4 тока, причем выходы преобразователя частоты предназначены для подключения к группе асинхронных короткозамкнутых двигателей 5, блок 6 задания частоты, подключенный к входу задатчика 7 интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого блока 8 суммирования, блок 9 деления, вход для делимого которого подсоединен к выходу первого блока 8 суммирования, регулятор 10 ЭДС, вход которого подсоединен к выходу блока 9 делений, а выход - к первому входу второго блока 11 суммирования, второй

вход которого соединен с вь1кодом датчика 12 тока преобразователя, а вы- ход - с входом регулятора 13 тока. Выход последнего подключен к входу.

5 первой системы 14 управления, выходы которой соединены с управляющими входами выпрямителя 2. Вторая система 15 управления выходом соединена с управляющими входами автономного ин10 вертора 4 тока, устройство содержит также датчик 16 ЭДС, входы которого соединены с выходами датчиков 17 тока и 18 напряжения двигателя, а выход - с вторым входом первого

15 блока 8 суммирования. В устройст- - во введены первый блок 19 дифференцирования, вход которого соединен с выходом задатчика 7 интенсивности, третий блок 20 суммирования,

20 первый вход которого соединен с выходом задатчика 7 интенсивности, а . второй - с выходом первого блока 19 дифференцирования, последовательно соединенные первый функциональный

25 преобразователь 21 и второй блок 22 дифференцировавши, причем вход первого функционального преобразователя 21 соединен с выходом первого блока 19 дифференцирования, а выход второго

30 блока 22 дифференцирования - с треть входом третьего блока 20 суммировани блок 23 измерения фазового запаздьта ния автономного инвертора тока,,, выхо которого подключен к входу третьего

35 блока 24 Дифференцирования, а выход последнего - к второму входу четвертого блока 25 суммирования, первый

блок 26 выделения модуля, вход которого соединен с выходом третьего блока 20 суммирования, выход соединен с первым входом четвертого блока 25 суммирования, а выход последнего - с первым входом системы 15 управления инвертором, с первым вхЪдом блока 23 измерения фазового запаздывания инвертора и с входом для делите- ля блока 9 деления, последовательно соединенные второй блок 27 выделения модуля и второй функциональный преобразователь 28, причем вход второго блока 27 выделения модуля соединен с выходом первого блока 19 дифференцирования, а выход второго функционального преобразователя 28 соединен с третьим входом второго блока 11 суммирования, блок 29 определения направления вращения, вход которого соединен с выходом третьего блока 20 суммирования, а выходы - с вторым входом системы 15 управления инвертором, при этом второй вход блока 23 измерения фазового запаздывания автономного инвертора тока соединен с выходами системы 15 управления инвертором, а третий вход -с выходом датчиков 17 тока двигателя.

Блок 6 задания частоты может быть выполнен, например, в виде потенциометра, подключенного к источнику постоянного напряжения. Задатчик 7 интенсивности представляет собой интегратор, охваченный отрицательной обратной связью, выполненный на операционном усилителе.

Регулятор 10 ЭДС и регулятор 13 тока представляют собой пропорционально-интегральные регуляторы, выполненные на операционных усилителях. Датчик 12 тока преобразователя представляет собой шунт постоянного тока. Датчики 17 тока и 18 напряжени двигателя представляют собой соответственно трансформаторы тока и трехфазный трансформатор напряжения. Датчик 16 ЭДС содержит три фазных суммирующих усилителя, выходы которых подключены к блоку выпрямления, вЫ ход которого является выходом датчика ЭДС. При этом на вход каждого фазного суммирующего усилителя поступаю сигналы фазного напряжения с датчика напряжения двигателя, фазного тока с . с датчика тока двигателя и про- изводной фазного тока, а на выходе усилителя формируется сигнал фазной ЭДС. Первый функциональный преобразо

ю1520 25 зо

тB.if

35

40

45

50

ватель 21 реализует функцию F arctg(Fg,0, которая аппроксимируется отрезками прямых. Второй функциональный преобразователь 28 реализует зависимость тока статора I, от скольжения PJ при постоянстве потокосцепле- ния ротора ц const, которая аппроксимируется отрезками прямых, смешенными вверх по оси ординат. Блоки 19, 22 и 24 дифференцироваьшя представ- . ляют собой цепочки. Блоки 26 и 27 выделения модуля выполнены на операционных усилителях и диодах.

Блок 23 измерения фазового запаздывания инвертора содержит интегрирующий усилитель, зашунтнрованньпЧ первым ключевым элементом, на вход которого подается сигнал частоты, а выход через второй ключевой элемент соединен с входом блока запоминания на операционном усилителе, выход которого является выходом блока 23. При этом на управляющий вход первого ключевого элемента поступают импульсы с выхода первого устройства дифференцирования, вход которого соединен с выходом системы управления инвертором, а на управляющих вход второго ключевого элемента поступают импульсы с выхода второго устройства дифференцирования, вход которого соединен с нуль-индикатором, на вход которого подаются сигналы с датчиков фазных токов двигателя.

Блок 29 определения направления вращения представляет собой нуль-индикатор, выполненный на операционном усилителе, на вьсходе которого последовательно включены два логических элемента НЕ. С выхода одного иэ них снимается логический сигнал В (Вперед) , с выхода другого - Н (Назад) .

Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока работает следующим образом.

На выходе задатчика 7 интенсивности получают сигнал задания частоты вращения двигателя V (индекс О здесь и далее обозначает синхронньиЧ масштаб времени). На выходе первого блока 19 дифферен1Д1рования получаем dv).

производную ---- at

характеризующую

55

момент двигателя (скольжение j).

На выходе первого функционального преобразователя 21 выделяется сигнал arctg р(фазовый угол положения вектора тока статора I относительно

5 14223586

потокосцепления ротора (/,) , который дания тока и частоты, позволяет повысить производительность механизмов с высокодинамичными приводами за счет

Д1| фферен1щруется во втором блоке 22 Д1||фференциравания. В блоке 20 происходит суммирование сигналов

dG

)g И СИГ- качественного регулирования в пусконала --- с выхода блока 22. Резуль- dt

тирующий сигнал с выхода блока 20 после выпрямления в блоке 26 поступает на первый вход четвертого-блока Q 2 суммирования, на второй вход кото- поступает после дифференцирования в блоке 24 сигнал фазового запазтормозных режимах.

Формула изобретения

Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока, содержащее преобразователь частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока, причем выходы преобразователя частоты предназначены для подключения к группе асинхронных ко- роткозамкнутьк двигателей, блок задания частоты, выходом подключенньй к входу задатчика интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом датчика ЭДС, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения двигателя, а выход nepsorci блока суммирования подключен к входу для делимого блока деления, выход которого подключен к входу регулятора ЭДС, выходом подключенного к первому входу второго блока суммирования, второй вход которого соединен с датчиком тока преобразователя час- 35 тоты, а выход - с входом регулятора тока, при этом выход последнего подключен к входу первой системы управдавания инвертора (jf , физическая

з«п

сущность и принцип измерения которого описаны. Результирующий сигнал с выхода четвертого блока 25 суммирования в качестве сигнала задания частоты инвертора поступает на вход системы 15 управления инвертором.

Поскольку привод может быть реверсивным, необходимо не только выделение модуля сигнала частоты (блок 26), но и определение его знака. Определение знака производится в блоке 29, с выходов которого снимаются сиг- Налы В (Вперед) и Н (Назад), Представляющие собой логические сигналы О и 1, При направлении вращения Вперед , , при вращении Назад , , Эти логические сигналы поступают в систему 15 управления инвертором, где используются для .пересчетного кольца. , ,

Одновременно сигнал -- ( ft) с

Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока, содержащее преобразователь частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока, причем выходы преобразователя частоты предназначены для подключения к группе асинхронных ко- роткозамкнутьк двигателей, блок задания частоты, выходом подключенньй к входу задатчика интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом датчика ЭДС, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения двигателя, а выход nepsorci блока суммирования подключен к входу для делимого блока деления, выход которого подключен к входу регулятора ЭДС, выходом подключенного к первому входу второго блока суммирования, второй вход которого соединен с датчиком тока преобразователя час- 35 тоты, а выход - с входом регулятора тока, при этом выход последнего подключен к входу первой системы управвыхода первого блока 19 дифференцирования после вьшрямления в блоке 27 поступает на вход второго функционального преобразователя 28, реализую- управляющими входами выпрямителя, щего зависимость I,f(p)j)npH V2 -Gonst.40 вторую систему управления, выходы Сформированный на выходе функцирналь- которой соединены с управляющими вхо- ного преобразователя 28 сигнал задания тока Л1 поступает на третий вход второго блока 11 суммирования и отрабатывается замкнутой системой автоматического регулирования тока, т.е. в системе существует узел, обеспечивающий быстродействующее формирование управляющего сигнала тока из условия обеспечения требуемого момен-50 абсолютное сколь- та при Vt orist. При наличии такого жение асинхронного двигателя; IT устройства регулятор ЭДС в режимах разгона и торможения выполняет роль корректирующего устройства.

Таким образом, введение в устройс- 55 зового запаздывания инвертора, блок тво управления многодвигательным определения направления вращения,при электроприводом переменного тока уз- этом выход задатчика интенсивности лов, реализующих эффективное быстро- подключен к первому входу третьего действующее формиройание сигналов за- блока суммирования и к входу первого

ления, выходы которой соединены с

дами автономного инвертора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия в ди- 45 намических режимах разгона и торможения, введены три блока дифференцирования, первый и второй функциональные преобразователи, реализующие соответственно функции arctg р и

ток фазы двигателя, третий и четвертый блоки суммирования, два блока выделения модуля, блок измерения фа-тормозных режимах.

Формула изобретения

Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока, содержащее преобразователь частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока, причем выходы преобразователя частоты предназначены для подключения к группе асинхронных ко- роткозамкнутьк двигателей, блок задания частоты, выходом подключенньй к входу задатчика интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом датчика ЭДС, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения двигателя, а выход nepsorci блока суммирования подключен к входу для делимого блока деления, выход которого подключен к входу регулятора ЭДС, выходом подключенного к первому входу второго блока суммирования, второй вход которого соединен с датчиком тока преобразователя час- тоты, а выход - с входом регулятора тока, при этом выход последнего подключен к входу первой системы управ

управляющими входами выпрямителя, вторую систему управления, выходы которой соединены с управляющими вхо- абсолютное сколь- жение асинхронного двигателя; IT

управляющими входами выпрямителя, вторую систему управления, выходы которой соединены с управляющими в абсолютное скол жение асинхронного двигателя; IT

ления, выходы которой соединены с

управляющими входами выпрямителя, вторую систему управления, выходы которой соединены с управляющими вхо- абсолютное сколь- жение асинхронного двигателя; IT

дами автономного инвертора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия в ди- намических режимах разгона и торможения, введены три блока дифференцирования, первый и второй функциональные преобразователи, реализующие соответственно функции arctg р и

управляющими входами выпрямителя, вторую систему управления, выходы которой соединены с управляющими вхо- абсолютное сколь- жение асинхронного двигателя; IT

ток фазы двигателя, третий и четвертый блоки суммирования, два блока выделения модуля, блок измерения фа-блока дифференцирования, выход которого соединен с вторьм входом третьего блока суммирования, через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь и второй блок дифференцирования с третьим входом третьего блока суммирования и через последовательно соединенные второй блок выделения модуля и второй функциональный преобразователь с третьим входом второго блока суммирования, выход третьего блока суммирования подключен к входу блока определения направления вращения и к входу первого блока выделения модуля, выход которого соединен с первым входом

четвертого блока суммирования, второй вход которого через третий блок дифференцирования подключен к выходу блока измерения фазово.го запаздывания инвертора, а выход четвертого блока суммирования с первым входом системы управления инвертором, с входом для делителя блока деления и с первым входом блока измерения фазового запаздывания, второй вход которого соединен с выходами системы управления инвертором, а третий вход - с выходами датчиков тока двигателя, п)нчем выход блока определения .направления вращения соединен с вторым входом системы управления инвертором.