Электропривод переменного тока Советский патент 1989 года по МПК H02P7/42 H02H7/10 

Сл«

Изобретение относится к электро- технике, а именно к управлению и защите электроприводов переменного тока.

Цель изобретения - предотвращение выхода из строя транзисторов инвертора из-за перегрузки и предупреждения остановки двигателя из- за сверхтока.

На чертеже представлена блок-схема электропривода переменного тока с устройством защиты от сверхтоков.

Электропривод содержит асинхрон- jc ный двигатель I, соединенный с транзисторным инвертором 2 напряжения, цепь постоянного тока которого соединена с источником 3 постоянного тока. Выходы датчиков 4-6 тока в фа- JQ зах электрического двигателя-соединены с блоком 7 сравнения, второй вход которого соединен с первым блоком 8 задания тока, а выход блока 7 сравнения соединен с блоком 9 управ- 25 ления инвертором 2, вторые входы которого соединены с распределителем 10 импульсов. Блок 7 сравнения содержит три компаратора 11-13 и три согласующих усилителя 14-16. Блок 9 уп- п равления инвертором содержит генератор 17 импульсов, ячейки НЕ 18-20, ячейки ИЛИ 21-26, триггеры 27-32, первые ячейки И 33-38 и усилители 39-44, выходы которых соединены с блоками управления транзистора- ми инвертора 2. Входы компараторов 11-13 соединены с выходами согласующих усилителей 14-16, входы которых служат входами блока 7 сравнения, связанными с датчиками 4-6, а вторые входы первых трех компараторов 11 - 13, соединены с первым блоком 8 задания тока.

Первые входы ячеек ИЛИ 22, 24 и 26 соединены через ячейки НЕ 18-20, а входы ячеек ИЛИ 21,23 и 25 - непосредственно с вьпсодами распределителя 10 импульсов, а вторые входы - с гене- ратором 17 .импульсов. Выходы ячеек ИЛИ 21-26 соединены с первыми входами триггеров 27-32. Вторые входы первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого триггеров 27-32 соответственно соединены с выходами

45

50

55

первого и второго и третьего компараторов П-13. Выходы триггеров соединены с первыми входами шести первых ячеек И 33-38, вторые входы

0

c Q 5 п

5

0

5

которых соединены с выходами распределителя 1 О импульсов, а выходы ячеек И 33-38 связаны с входами усилителей 39-44 блока 9 управления инвертором.

Дополнительно в цепь питания инвертора 2 может быть введен датчик 45 тока, кроме того, использованы второй блок 46 задания тока, четвертый компаратор 47, схемы 48 переклю- , чени й и четвертый согласующий усилитель 49, а в блок управления инвертором введены шесть вторых ячеек И 50-55, при этом первый вход четвертого компаратора 47 соединен с датчиком 45 тока через четвертый согласующий усилитель 49, а второй вход соединен с вторым,блоком 46 задания тока, а выход через схему 48 переключения соединен с первыми входами вторых ячеек И 50-55, вторые входы которых соединены с выходами шести первых ячеек И 33-39, а выходы последних соединены с щестью усилителями 39-44 блока 9 управления инвертором. Электродвигатель 1 снабжен тахогенератором 56.

Электропривод работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы, поступают в блок 9 управления инвертором от соответствующих выходов фаз U, V, W распределителя 1 О импульсов.

Работа электропривода ограничена фазой и. Первый триггер 27 перебрасывается при переходе прямоугольного импульса для этой фазы в логический О с посылкой соответствующего сигнала через ячейку ИЛИ 21. Следовательно, выход триггера 27 переходит в логическую I с приложением сигнала высокого уровня к одной вводной клемме первой ячейки И 33, открывая ее. При реверсировании прямо.угольного импульса соот- ветствуюЩ ИЙ сигнал 1 проходит через открытую ячейку И 33 и при- кладьшается к усилителю 39, усиливающему сигнал и направляющему его.к-соответствующему силовому транзистору инвертора 2 для его выключения. При переходе прямоугольного импульса обратно к логическому О первая ячейка И 33 вырабатывает выходной сигнал логического О, вызьтающий отключение силового транзистора.

Схема, содержащая усилитель 40, имеет ячейку НЕ 18, включенную между входной стороной и линией фазы и, и поэтому вырабатьшает выходной сигнал с задержкой на 180° относительно выходного сигнала усилителя 39. Следовательно, когда один силовой транзистор включен, другой силовой транзистор выключен, и наоборот.

Описанная операция имеет место также в других фазах, когда повторяются циклы попеременного включения и выключения остальных силовых транзисторов. В результате переключения этих силовых транзисторов вырабатываются импульсы трехфазного напряжения для привода двигателя 1. При нормальной работе двигателя ток i, протекает, например, через линию фазы и .

При генерировании сверхтока в линии фазы и инвертора напряжения 2 на датчике (резисторе 4 тока) развивается значительное повьпиенное напряжение. Выходной сигнал компаратора 11 должен перейти в логическую 1 при превышении напряжением, значения заданного первым блоком в задания значения сверхтока. Сигнал 1 обеспечивает сброс триггера 27 и триггера 28 с результирующим отпиранием ячеек И 33 и 34 и одновременным вьключением транзисторов инвертора 2 и прерьшанием проходящего через эти транзисторы тока. Эта операция обеспечивает защиту транзисторов от сверхтоков с одновременным возвратом выходного сигнала компаратора II в логический О.

Генератор 17 импульсов постоянно подает. импульсы к ячейкам ИЛИ 21- 26. Поэтому немедленно после сброса триггеров 27 и 28 они принимают . эти импульсы через ячейки ИЛИ 21 и 22 и мгновенно ими перебрасываются. После этого включаются силовые Транзисторы инвертора 2, аналогично описанному, т.е. начинают проводить ток для пропитки двигателя 1. Однао если протекающий через датчик 4 тока (резистор) ток i, сохраняет пб- ышенное значение, повторяется опеация защиты транзисторов, чтоб ы новь отключить силовые транзисто ы для их защиты. После сброса тригеров 27 и 28 они немедленно пере- расьшаются импульсами, поступающи4507654

ми от генератора 17 импульсов. Эта операция происходит непрерывно до тех пор, пока на электрический дви- g гатель 1 не прекратится действие . сверхтока с уменьшением тока, проходящего через датчик 4 тока до приемлемого малого значения, В этом случае силовые транзисторы инвер- 10 тора 2 могут продолжать нормальные циклы переключения с выработкой : желаемых прямоугольных импульсов.

Использование в блоке 7 сравнения компараторов позволяет обнаруживать 15 сверхток, независимо от направления, проходящего через датчик 4 тока.

Формула изобретения

I. Электропривод переменного то- 20 ка, содержащий асинхронньй двигатель, соединенный с инвертором-на- пряжения на полностью управляемых ключах, цепь питания которого соединена с источником постоянного то- 25 ка, датчики тока в фазах электродвигателя, выходы которых связаны с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с. первым блоком задания тока, а вы- 30 ходы - с первым входом блока управления инвертором, второй вход которого соединен с распределителем им- пульсов, а выход - с управляющими вко- ,дами ключей инвертора,-отличающийся тем, что, с целью предотвращения выхода из строя транзисторов инвертора из-за сверхтока и предупреждения остановки двигателя из-за сверхтока, блок сравнения 40 снабжен тремя компараторами и тремя согласующими усилит ел ям и, блок управ - ления инвертором составлен из генератора импульсов, трех ячеек НЕ, шести ячеек ИЛИ, шести триггеров, 45 шести ячеек И и шести усилителей, выходы которых соединены с управляющими входами полностью управляемых ключей инвертора, при этом входы компараторов соединены с вы- 50 ходом согласующих усилителей, входы которых образуют входы блока .сравнения, вторые входы трех компараторов соединены с блоком задания тока, первые, входы второй, четвер- 55 той и шестой ячеек ИЛИ соединены

через ячейки НЕ, а первые входы пер-. вой, третьей и пятой ячеек ИЛИ - непосредственно с выходами распредетг лителя импульсов, а вторые входы

35

5

указанных ячеек - с генератором им- пульсов, выходы ячеек ИЛИ соединены с первыми входами триггеров, вторые входы первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого триггеров соответственно соединены с выходами первого, второго и третьего компараторов, выходы триггеров соединены с первыми входами шести ячеек И, вторые входы которых соединены с выходами распределителя импульсов, а выходы этих ячеек связаны с входами указанных шести усилителей блока управления инвертором.

2. Электропривод по п. 1, о т - лич ающийся тем, что введен дополнительный датчик тока, включен

ньй

в цепь питания инвертора, второй блок задания тока, четвертый компаратор, схема переключения и четвертый согласующий усилитель, а в блок управления инвертором введены шесть вторых ячеек И, при этом первый вход четвертого компаратора соединен с дополнительным датчиком тока через четвертый согласующий усилитель, второй вход -соединен с вторым блоком задания тока, а выход через схему переключения соединен с первьми входами вторьк ячеек И, вторые входы которых соединены С выходами шести первых ячеек И, а выходы этих ячеек соединены с шестью усилителями блока управления инвертором.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является предотвращение выхода из строя транзисторов инвертора и предупреждение остановки двигателя из-за сверхтока. Электропривод содержит асинхронньй двигатель, транзисторный инвертор напряжения, цепь постоянного токи которого подключена к источнику постоянного тока. Фазные выводы асинхронного двигателя через три датчика тока соединены с инвертором. Выходы датчиков соединены с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с блоком задания тока. Выход блока сравнения соединен с одними входами блока управления инвертором. Другие входы блока управления инвертором подключены к распределителю импульсов. В изобретении использована вентильная схема на входной стороне схемы питания инвертора. При возникновении сверхтока вентильная схема закрывается. При подаче импульсов от генератора импульсов с частотой, превышающей частоту на входе инвертора, вентильные схемы открываются. При протекании сверхтока в инвертор он подавляется. Наличие вентильной схемы на входной стороне инвертора позволяет уменьшить мощность элементов схемы защиты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. § (У) 4;:. ел о 05 C3t