Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1988 года по МПК H02P3/22 

ОД

00

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является уменьшение времени торможения. С этой целью в частотно-регулируемый электропривод введены регулятор 10 тока торможения, узел 13 сравнения, двухвходовьй логический элемент И-НЕ 4, последовательно соединенные датчик 15 тока, одновйбратор 16 и преобразователь 17 частота-напряжение. Датчик 15 установлен в цепи постоян- .ного тока преобразователя t частоты 1Z

асинхронного двигателя 2, подключенного к системе 3 управления. Вход задания частоты системы 3 управления подключен к выходу логического элемента И-НЕ 4, один вход которого соединен с выходом задающего -генератора 14, а другой - через замыкающий контакт 8.3 реле контроля напряжения с общей точкой системы 3 управления. задания напряжения системы 3 упг ргвления через размыкающий контакт 8.1 и замыкающий контакт 8.2 упомянуТС1ГО реле подключен к выходам блока

9Iзадания напряжения и регулятора

10тока торможения. Вход регулятора 10 соединен с выходом узла 13 срав- . Выход задатчика 11 интенсив- соединен с входами задающего генератора 14, блока 9 и узла 13

Изобретение относится к электро- т4хнике, в частности к частотно-ре- гдглируемым, электроприводам с асин- )онными электродвигателями, и может бфть использовано для торможения электродвигателей, питающихся от преобразователей частоты с широтно-им- : пульсным регулированием выходного напряжения, не имеющих устройств для рекуперации энергии в сеть.

: Цель изобретения - уменьшение вре мЬни торможения.

На чертеже изображена функциональная схема частотно-регулируемого электропривода.

Частотно-регулируемый электропривод содержит преобразователь 1 часто ты с широтно-импульсным регулирова- нием напряжения, подсоединенный выходом к асинхронному двигателю 2, а управляющим входом - к выходу системы 3 управления, вход задания частоты которой подключен к выходу логи- элемента И-НЕ 4.

Преобразователь .1 частоты составлен из последовательно соединенных между собой выпрямителя 5, фильтра 6 и инвертора 7,. выход которого образу е;т выход преобразователя 1 частоты, а его управляющие входы - управляю- входы преобразователя 1 частоты. Параллельно фильтру 6, выполненному на конденсаторе, включена катушка

сравнения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 17. Вход задатчика 11 подключен к выходу задатчика 12 частоты вращения. Датчик 15 в режиме динамического торможения выделяет переменную составляющую с частотой, пропорциональной, частоте вращения ротора асинхронного ; двигателя 2, которая в одновибраторе 16 преобразуется в серию импульсов одинаковой длительности, частота которых зависит от частоты вращения. Далее импульсы преобразуются в аналоговый сигнал и сравниваются с заданным значением. Т.о. организована замкнутая система регулирования тока в режиме динамического торможения, обеспечивающая регулирование интенсивности динамического торможения. 1 ил.

5

0

5

0

реле 8 контроля напряжения. Размыкающий контакт 8.1 этого реле установлен между вторым входом системы 3 управления и выходом блока 9 задания напряжения, замыкающий контакт 8.2 реле контроля напряжения - между вторым входом системы управления и выходом регулятора 10 тока торможения, а замыкающш контакт 8.3 упомянутого реле - между вторым входом логического элемента И-НЕ и общей точкой системы 3 управления. Вход задатчика 11 интенсивности подключен к выходу задатчика 12 частоты вращения, а выход - к входу блока 9 задания напряжения, первому входу узла 13 сравнения и входу задающего генератора 14, выход которого подключен к первому входу логического элемента И-НЕ 4. На выходе выпрямителя установлен датчик 15 тока, выход которого через одновибратор 16 подключен к входу преобразователя 17 частота - напряжение, выход которого соединен со вто-, рым входом узла 13 сравнения. Выход логического элемента И-НЕ 4 соединен со входом задания частоты системы 3 управления.

сг

Система 3 управления содержит двоичный счетчик 18, вход которого образует вход задания частоты системы управления, а выход соединен с входами постоянно запоминаю1цих устройств

- 1434530

У) 19-21, выходы которых присоедиы к цифровым входам цифроаналого- перемножителей (ЦАП) 22-24, анаовые входы которых объединены и с азуют вход задания напряжения сисы 3 управления.

Частотно-регулируемый энергопри- работает следующим образов.

В исходном состоянии при устано- д шемся режиме работы частота вра- ия электродвигателя задается велиой сигнала с задатчика 12 частовращения, поступающего через за- чик 11 интенсивности на вход бло9 задания напряжения, реализующетребуемый закон частотного управ15

до то ра

за ме ра на пр фо со то ро то чт пр ни ро за вы ча вр по Вы ви фо те но ля на в ет то вх на с но зо св на кн ре об си со за ни вы и от ин сч ще же нап рех к д

ления (например, j const), и на .

- вход задающего генератора 14. С выхода генератора 14 импульсы с частотой, пропорциональной требуемой частоте вращения двигателя, по.ступают через логический элемент И-НЕ 4 на счетный вход двоичного счетчика 18, На выходе счетчика 18 формируется раз вернутый двоичный код, который по cTyhaeT на входы ПЗУ 19-21, преобразующие его в цифровой код, соответствующий трехфазному синусоидальному напряжению. В цифроаналоговых перемножителях 22-24 происходит умножени цифрового кода на напряжение, поступающее с блока 9. Таким образом, на выходе ЦАП формируется система трехфазных синусоидальных напряжений необходимых для управления .инвертором с широтно-импульсным модулированием, которые поступают на модули- рующие входы инвертора 7. Напряжение в звене постоянного тока инвертора на фильтре 6 меньше уровня срабатывания реле 8.

Торможение осуществляется следующим образом.

Командой к началу торможения является уменьшение величины сигнала задания задатчика 12 частоты вращения. В зависимости от частоты вращения, уменьшения выходного сигнала задатчика 11 интенсивности и маховых масс привода изменяется величина скольжения двигателя 2 в генераторном режиме, при этом кинетическая энергия привода, частично рассеиваясь в элементах инвертора, запасается в емкости, фильтра 6, в результате чего напряжение на конденсаторе возрастает.

сд

15

20

25

30

35

40

45

Q

5

Когда напряжение на конденсаторе достигает порога срабатывания реле 8, то замыкаются контакты 8.2 и 8.3 и размыкается контакт 8.1. Контакт 8.3,

замыкая второй вход логического элемента И-НЕ 4 на общую точку схемы управления, прекращает подачу импульсов на вход счетчика 18, счет импульсов прекращается и на выходе ЦАП 22 - 24 формируется постоянное напряжение, соответствующее режиму динамического торможения двигателя, величина кото рого определяется на выходе регулятора 10 тока торможения. Известно, что в асинхронных электродвигателях при динамическом торможении размагничивающее Действие ротора (реакция ротора) оказывается особенно сильно, за счет чего в. токе торможения легко выделить переменную составляющую с частотой, пропорциональной частоте вращений ротора. Это достигается с помощью датчика 15 переменного тока. Выход датчика 15 тока связан с одно- вибратором 16, на выходе которого формируются импульсы одинаковой длительности с частотой, пропорциональной частоте вращения ротора двигателя 2; Преобразователь 17 частота - напряжение преобразует эти импульсы в аналоговый сигнал, который поступает на вход узла 13 сравнения регулятора 10 тока торможения. На второй вход узла 13 сравнения поступает сигнал заданной частоты вращения ротора с задатчика 11 интенсивности. Полярность напряжения на выходе преобразователя 17 такова, что обратная связь по частоте вращения отрицательна. Таким образом, организована замкнутая система регулирования тока в режиме динамического торможения, обеспечивающая регулирование интенсивности динамического торможения в соответствии с выходным иапряжением задатчика 11 интенсивности. Протекание постоянного тока через двигатель вызывает разряд емкости фильтра 6 и при достижении напряжением уровня отпадания реле 8 повторяется процесс инверторного торможения, так как на счетчик 18 подаются импульсы с задающего генератора 14, а уровень напряжения определяется блоком 9 задания напряжения. В дальнейшем процесс перехода от инверторного торможения к динамическому и обратно повторяется.

Таким образом, введение датчика переменного тока, одновибратора, прео(5разователя частота - напряжение, узла сравнения н регулятора тока торможения повышает качество регули- рфвания частоты в режиме торможения, и4;ключает горизонтальные ступеньки, за счет чего уменьшается общее время тфрможения.

Ф

ормула изобретения

Частотно-регулируемый электроп15и- , содержащий асинхронный двига- , широтно-импульсный преобразовате1ль частот, составленный из последовательно соединенных между собой В1|шрямителя, с зажимами для подключения к сети, фильтра и инвертора5 входи которого образуют модулированные :оды преобразователя частоты, а вы- |Д инвертора подключен к фазным выдам асинхронного двигателя, систе- . управления с входами задания часвз

Х(

вс м;

Т(

ты и амплитуды напряжения, выходы

которой соединены с модулирующими входами преобразователя частоты, за- датчик частоты вращения, выходом подсоединенньпЧ к входу задатчика ин- Т(нсивности, к выходу которого подключен вход блока задания напряжения и I вход задающего генератора, реле контроля напряжения с обмоткой, под

ключенной параллельно фильтру преобразователя частоть, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью уменьшения времени торможения, введены узел сравнения и регулятор тока торможения, двухвходовый .логический элемент И-НЕ, одновибратор, преобразователь частота - напряжение и датчик тока, включенный в цепь постоянного тока преобразователя частоты, выход датчика тока через одновибратор и преобразователь частота-напряжение подключен к первому входу узла сравнения, с вторым входом которого соединен выход задатчика интенсивности, а выход узла сравнения подключен к входу регулятора тока торможения, выход которого через первый замыкающий контакт реле контроля напряжения соединен с входом задания амплитуды напряжения системы управления, с которым через размыкак;щий-контакт реле соединен выход блока задания напряжения, выход задающего генератора соединен с первым входом-элемента И-НЕ, второй вход которого через второй замыкающий контакт подключен к общей точке cиcтe ai управления, а выход элемента И-НЕ соединен с входом задания частоты напряжения системы управления.