Асинхронный вентильный каскад Советский патент 1988 года по МПК H02P7/80 H02P5/34 

(Л

с

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение энергетических показателен путем увеличения точности согласования характеристик каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинхронной частоте вращения. Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором. Подключение фаз обмотки ротора двигателя осуществляется с помощью контактов 15 сетевого контактора 13 через инвертор 5, дроссель 3 и неуправляемый вьшрямитель 2, Контакты 14 контактора 12 служат для замыкания обмотки ротора накоротко. Инвертор 5 управляется блоком 11 импульсн9,-фазового управления по сиг- налам датчика 7 частоты вращения,

4:; ГО

го

со ел со

поступаюищм через регулятор 9 частоты вращения, регулятор 10 тока на один 1из входов блока 11„ На второй вход регулятора 10 поступает сигнал с датчика 4 тока, а на третий вход - сиг- нал с датчика 6 тока через управляемый ключ 20. Между первым входом регулятора 10 и выходом регулятора 9 установлен управляемый ключ 19, между вторым его входом и выходом масш- iтабного усилителя .17 ключ 20. Управляя емый ключ 21 обеспечивает подключение второго входа блока 11 к источнику смещения. Управляющие входы указанных ключей соединены с выходом триггера 22. Управление катушкой контактора 12 осуществляется по цепи; датчик 6, масштабный усилитель 17, сумматор 27,. элемент И 23, триггер 28. Далее с выхода триггера 28 сигнал поступает на первый вход элемен1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах для регулирования частоты вращения в схеме асинхронно- вентильного каскада.

Цель изобретения - повьш1ение энергетических показателей путем увеличения .точности согласования характеристик каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинх- ройной частоте вращения.

На чертеже представлена блок-схем асинхронного вентильного каскада.

Асинхронный вентильный каскад содержит трехфазный асинхронньй двига- тель 1 с вьшрямителем 2 в цепи роторной обмотки, выход которого через сглаживающий дроссель 3 и датчик 4 выпрямленного тока ротора соединен с входом инвертора 5. В фазные обмотки ротора асинхронного двигателя включены датчики 6 тока, а на валу ротбра установлен датчик 7 частоты вращения. Каскад содержит блок 8 задания частоты вращения, выходом подключен- ный к первому входу регулятора 9 частоты вращения, второй вход которого соединен с выходом датчика 7 частоты вращения, регулятор 10 тока, первый

та 24, выход которого подключен к катушке контактора 13. Выход блока 8 задания частоты вращения соединен с вторым входом регулятора 9 и через нуль-орган 16, элемент НЕ 25 - с первым входом триггера 22. Вторые входы триггеров 28, 23 подключены к выходу элемента 26, первый вход которого связан с выходом элемента НЕ 27, а второй вход - с выходом нуль-органа 16о Вторые входы элементов И 23, 24 подключены к выходу элемента НЕ 25. С помощью контакторов 12, 13 и ключей 19, 20, 21 в устройстве обеспечивается переключение асинхронного двигателя с естественной характеристики каскада на естественную характеристику двигателя при минимально допустимом токе в звене постоянного тока, что снижает потери мощности. 1 ил.

вход которого подключен к выходу датчика 4, а выход к входу блока 11 им- пульсно-фазового управления, два контактора с катушками 12 и 13 реле и силовыми контактами 14 и 15 соответственно. Выход блока 8 задания частоты вращения подключен к входу нуль- органа 16. Выход датчиков 6 тока через масштабный усилитель 17 связан с первым входом сумматора 18с однопол я piibiM выходом, второй вход которого соединен с выходом датчика 4 выпрямленного тока ротора. Вьгход регулятора 9 частоты вращения через первый управляемьй ключ 19 связан с вторым входом регулятора 10 тока, третий вход которого через второй управляе- мый ключ 20 подключен к выходу масштабного усилителя 17. Третий управляемый ключ 21 подключает к источнику напряжения смещения второй вход блока 11 импульсно-фазового управления. Управляемые входы ключей 19-21 подключены к выходу второго RS-триг- гера 22, первый вход которого соединен с вторыми входами первого н вто рого логических элементов И 23 и 24 и выходом второго логического элемента НЕ 259 входом соединенного с вы :одом

нуль-органа 16 и вторым входом третьего логического элемента И 26. Первый вход логического элемента И 26 соединен с первым входом первого логического элемента И 23 и выходом первого логического элемента НЕ 27, входом подключенного к выходу сумматора 18. Выход третьего логическог элемента И 26 соединен с вторьп входом второго триггера 22 и с вторым входом.первого триггера 28, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента И 23, а выход с одним выводом катушки реле первого контактора 12 и с первым входом второго логического элемента И 24, выходом подключенного к одному вьшоду катушки реле второго контактора 13. Вторые выводы катушек контакторов 12 и 13 объединены.

Асинхронный вентильньш каскад работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал задания с блока 8 задания частоты вращения меньше задающего сигнала максимальной частоты вращения и регулируется (за счет чего регулируется частота вращения каскада). Работа системы регулирования частоты вращения осуществляется так, как работа всех систем подчиненного регулирования. Коэффициенты передачи датчиков 4 и 7 выбраны таким образом, что на под- . синхронной частоте вращения не выполняется условие.

3-/2

21р 1ин-0,

где

Р

ин

фазный ток ротора;

ток в звене постоянного тока.

инвертора.

В-результате на выходе сумматора 18 получается сигнал, равньй логической 1, которая инвертируется первым элементом НЕ 27 и удерживает триггер 28 в исходном состоянии, катушки реле контакторов 12 и 13 обесточены.

Если каскад переводится на естественную характеристику, то напряжение с выхода блока 8 задания частоты вращения становится равным напряжению уставки нуль-органа 16. В результате на его выходе формируется логический О, который через элемент НЕ 25 переводит триггер 22 в возбужденное состояние, что приводит к размыканию кпюча 19 и замыканию ключей 20 и 21. Кроме того на второй вход элемента И

поступает логическая 1, подготавливая срабатывание триггера 28. Сигнал, пропорциональный току ротора, с датчика 7 тока через масштабный усилитель 17 и управляемьй ключ 20 подается на третий вход регулятора 10 тока. Согласно законам подчиненного регулирования регулирование то-, ка в звене постоянного тока осуществляется до тех пор, пока не выполнится условие

5

0

5

0

5

0

5

0

3V2 , 2 Р

-ЦН

- При этом на выходе сумматора 18 с однополярным выходом появляется сигнал нулевого уровня, который инвертируется элементом НЕ 27 в логическую 1 и включает триггер 28. Триггер 28 включает катушку реле первого контактора 12, который своими замыкающими силовыми контактами 14 закорачивает ротор асинхронного двигателя и через элемент И 24 и катушку реле второго контактора 13 размыкает силовые контакты 15, отключая инвертор от сети. Каскад работает на естественной характеристике асинхронного двигателя. Ток в звене постоянного тока равен нулю, так как инвертор отключен. На выходе сумматора 18 положительный потенциал, ко- торьш инвертируется элементом НЕ 27. В результате на первый вход элемента И 26 поступает логический О,

При переходе с естественной характеристики двигателя на характеристику каскада снижается уровень сигнала на выходе блока 8 задания частоты вращения, нуль-орган 16 формирует на выходе логическую 1, которая поступает на второй вход элемента И 26 и через элементы НЕ 25 и И 24 обесточивает контактора 13, кот торая своими размыкаюищми контактами 15 подключает инвертор 5 к сети. Да- лее система регулирования тока осуществляет регулирование тока инвертора до вьшолнения условия

3 т - т 2 Р мн

при вьшолнении которого на выходе сумматора 18 появляется нуль, а на выходе элемента НЕ 27 логическая 1. На двух входах элемента И 26 присутствуют две логические 1. С выхода элемента И 26 логическая 1 поступает на вторые входы Сброс триггеров 22 п 28. В результате обесточивается катушка контактора 12 и размы- каМтся контакты 14, размыкаются ключи 20 и 21, Замыкается ключ 19. Схема работает в режиме каскада с подчиненным регулированием тока и частоты вращения.

Изобретение позволяет переходить с ;арактеристики каскада на естест- веь:ную характеристику двигателя при минимально допустимом токе в звене постоянного тока, что снижает потери мо1 ности, увеличивает срок службы оборудования и точно согласовывает характеристики каскада с характеристиками двигателя.

Формула изобретения

Асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, в цепь ротора кото- poij o включен вьтрямитель, выходом поДключеиньш через дроссель и датчик выпрямленного тока ротора к входу инвертора, датчик частоты вращения, yctaнoвлeнньй на валу ротора асинх- роиного двигателя, датчики тока, включенные в фазные обмотки ротора асинхронного двигателя, блок импульс- но-фазового управления инвертором, вход которого соединен с выходом ре- гуЯятора тока, одним входом подключенного к выходу датчика выпрямленного тока ротора, другой вход регулятора тока связан с выходом регулятора частоты вращения, первым входом подключенного к выходу блока задания частоты вращения, а вторым входом - к выходу датчика частоты вращения, два контактора, каждый из которых снабжен -катушкбй реле и силовыми контактами, силовые контакты одного контактора включены в фазные обмотки ротора, а силовые контакты другого контактора предназначены для подключения выхода инвертора к сети, масштабный усилитель, вход которого соединен с выходами датчиков токов фаз- ныix обмоток ротора, а выход - с пер

5

0

5

вым входом сумматора с однополярным выходом, подключенным к входу .элемента НЕ, второй вход указанного сумматора, соединен с первым входом регулятора тока, два двухвходовых эле- . мента И, RS-триггер, последовательно соединенные второй элемент НЕ и нуль- орган, вход которого подключен к выходу блока задания частоты вращения, первый вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, а-выход RS-триггера подключен к одному вьгоо- ду катушки реле первого контактора, другой вьшод которой объединен с вторым выводом катушки реле второго контактора, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей путем увеличения точности согласования характеристики каскада с естественной характеристикой двигателя на подсинхрон- ной частоте вращения, введены третий двухвходовьш элемент И, второй RS- триггер, три управляемых ключа, а блок импульсно-фазового управления и регулятор/: тока снабжены соответственно вторым и третьим входами, причем указанная связь второго входа регулятора тока с выходом регулятора частоты вращения организована посредством первого управляемого ключа, третий.вход регулятора тока через второй управляемый ключ связан с выходом масштабного усилителя, а тре- тий управляемый ключ установлен на втором входе блока импульсно-фазового управления, управляемые входы указанных ключей соединены с выходом второго RS-триггера, первый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с выходом второго элемента НЕ, вторые входы указанных RS-триггеров подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, а второй вход - с выходом нуль-органа, первый вход второго элемента И подключен к вьпсоду первого RS-триггера, а выход- к первому выводу катушки реле второго контактора.

0

0

5

0