Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1989 года по МПК H02P7/74 

1

Изобретение относится к злектро- Цхнике и может быть использовано для управления частотно-регулируемы- ии злектроприводами металлорежущих ;танков, выемочных машин, конвейер- ibix линий и т.д.

Цель изобретения - повышение перегрузочной способности злектропривода 1ри изменяющемся количестве работаю- |щих злектродвигателей. ; На чертеже представлена функцио- |нальная схема злектропривода.

Частотно-регулируемый злектропри- вод содержит последовательно соединенные между собой управляемый выпрямитель 1, фильтр 2, инвертор 3 напряжения, выход которого через коммутаторы 4, ,44...4,, подключен к п асинхронным электродвигателям 5f,5... ...5v,, блок 6 управления выпрямителем и блок 7 управления инвертором, выходом подключенные соответственно к выпрямителю 1 и инвертору 3 напряжения. Электропривод включает регулятор 8 тока, регулятор 9 ЭДС, задат- чик 10 интенсивности, вькод которого присоединен к блоку 7 управления инвертором, датчик 11 входной цепи, выпрямителя, блок 12 измерения внутренней ЭДС, первый 13 и второй 14 блоки

сравнения. Выход регулятора 8 тока присоединен к входу блока 6 управления, к входу регулятора 8 тока при- . соединен выход первого блока 13 сравнения, к первому входу которого при- соединен выход регулятора 9 ЭДС, а к второму - выход датчика 11 тока входной цепи уйравляющего выпрямителя. n Выход второго блока 14 сравнения присоединен к входу регулятора 9 ЭДС, первый его вход йрисоединен к выходу задатчика 10 интенсивности, а второй - к выходу блока 12 измерения 5 внутренней ЭДС электродвигателей.

Блок 12 измерения внутренней ЭДС in асинхронных двигателей включает три однофазных трансформатора 15,16, 17.тока, модели цепи фаз статорной 0 обмотки асинхронных двигателей 18, 19, 20, первьй 21 и второй 22 выпрямители, трехфазный трансформатор 23 и сумматор 24. Первичные обмотки трансформаторов 15, 16,17 тока вклю- 5 чены в цепи соответствующих фаз общей цепи питания п.асинхронных двигателей.

Кроме того, злектропривод содер- жит п датчиков 25,-25„ контроля рабо- 30 ты асинхронных злектродвигателей, п блоков управления ключами 26,,26 цепи исключаются соответствующие ветви с сопротивлениями z.

Таким образом, фазная модель 18, 19, 20 статорной цепи электродвигателей при изменяющемся количестве работающих электродвигателей автоматически изменяется и всегда соответствует параметрам фактической статорной цепи п работающих двигателей. Вследствие этого измеряемая внутренняя ЭДС двигателей всегда соответствует фактической ЭДС группы работающих электродвигателей. Сигнал, пропорциональный внутренней ЭДС, получается на выходе сз мматора 24, выполняющего операцию в соответствии с формулой (1).

Отношение внутренней ЭДС электродвигателей к основной частоте вращения поля статора у данного устройства автоматически поддерживается постоянным независимо от числа подключенных к инвертору 3 электродвигателей, и поэтому перегрузочная способность электропривода и его моментные характеристики выше, чем у прототипа что позволяет повысить производительность- электропривода.

Таким образом, введение датчиков контроля работы механизмов, управляемых ключей и блоков управления ключами, а также выпохшение фазной модели статорной цепи в виде параллельного соединения ветвей, содержащих последовательно соединенные резистор,катушка- индуктивности и управляемый от датчиков контроля работы электродвигателей ключ, позволили обеспечить более точное измерение внутренней ЭДС при изменении количества подключенных к инвертору напряжения электродвигателей и за счет этого по сравнению с базовым устройством повысить перегрузочную способность н производительность электропривода.

Формула изобретения

Частотно-регулируемый электропривод , содержащий п асинхронных двигателей, последовательно соединенные между собой управляемый вьшрямитель, фильтр и инвертор напряжения, выход которого через коммутаторы подключен к статорным обмоткам п асинхронных двигателей, блок управления вьшрями- телем, блок управления инвертором, входом подключенньй к выходу задатчика интенсивности, регулятор тока, выход которого соединен с входом блока управления выпрямителем, регулятор ЭДС, первый блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом регулятора ЭДС, а второй вход - с выходом датчика тока входной цепи управляемого выпрямителя, блок измерения

О внутренней ЭДС п асинхронных двигателей, который составлен из трех однофазных трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в цепь соответствующих фаз статорной

5 обмотки асинхронных двигателей, трех-, фазного трансформатора напряжения и моделей цепи фаз статорной обмотки асинхронных двигателей,-каждая из которых выполнена в виде цепочки по0 следовательно соединенных между собой резистора и катушки индуктивности, первые выводы указанных цепочек моделей ипервые вьшоды вторичных обмоток однофазных трансформаторов тока объе5 динены в общую точку, двух выпрямителей и сумматора, входы которого соединены с выходами указанных выпрямителей, а выход сумматора образует выход блока измерения внутренней ЭДС,

0 входы первого выпрямителя соединены с вторичной обмоткой трехфазного трансформатора напряжения, первичная обмотка которого подключена к выходу инвертора напряжения, первый вход

g второго выпрямителя соединен с одним из выводов цепи модели соответствующей фазы статорной обмотки асинхронного двигателя и одним из выводов вторичной обмотки однофазного тран0 сформатора тока этой же фазы, второй элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика интенсивности, а .второй вход - с выходом блока измерения внутренней ЭДС

g двигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности электропривода при изменяющемся количестве работающих асинхронных двигателей, введены

Q п датчиков контроля работы асинхронных двигателей, Зп управляемых клнэ- чей и п блоков управления введенных ключей, вход каждого из которых соединен с выходом одного из п упомянуg тых датчиков контроля, а модель соответствующей фазы статорной обмотки одного из двигателей снабжена п-1 цепочками, выполненными аналогично основной цепочки этой модели, каждый

26„. Мендель цепи фазы статорной обмотки каждого электродвигателя выполнена в виде цепочки последовательно соединенных управляемого ключа

e- - - nct резистора ... (фаза А), . .. . .. 28 „ь(фаза В), 28 ... 28 „ (Фаза С) ; катушки индуктивности ..,29, 29,6...29,6, 29,е ...29

лд

Трехфазный трансформатор 23 входом подключен к выходу инвертора 3, а выходом через вьшрямитель 21 - к первому входу сумматора 24, Первые вьшоды соответствующих цепочек 28, 29, 27 объединены с первыми выводами однофазных трансформаторов 15, 16, 17 в общую точку, а вторые выводы цепочек 28, 29, 27 и вторичной обмотки соответствующего этой модели трансформатора тока 15,16,17 объединены и присое- дирены к соответствующим входам второго выпрямителя 22, выход которого присоединен к второму входу сумматора 24. Выход сумматора 24 образует выход блока 12 измерения внутренней ЭДС п асинхронных электродвигателей и присоединен к входу второго блока 14 сравнения. Управляемые входы управ

ляемых ключей 27 ., , 27,g . . . ...27пв, ...27пс через блоки 26,, 26. ..26 упраь1ения ключами присоединены к выходам датчиков 25, 25j...25n режима работы п асинхронных двигателей 5, 52,..5п.

Устройство работает след ющим образом.

На вход задатчика 10 интенсивности поступает сигнал управления Uu, ко30

z,R,+jwL,; z,,j+jaLi;

.

где R,,Rj... L, ,L,j...Ln - актив- 2g Hoe сопротивление резистора 28 и индуктивность катушки 29 фазы асинхронных электродвигателей; Q - круговая частота основной гармоники напряжения инвертора 3.

торый через блок 7 управления инвертором 40 Если определяет частоту поля статора асинхронных ; двигателей 5,, 5... 5,и является заданием ЭДС электродвигателей на первом входе второго блока 14 сравнения. На другой вход блока 14 сравнения поступает сигнал с выхода блока 12 измерения ЭДС асинхронных двигателей. При этом сигнал с выхода второго блока 14 сравнения с помощью

регулятора 9 ЭДС и регулятора 8 тока, gQ торной цепи электродвигателя включает воздействуя на управляемый выпрями- параллельно соединенные ветви, с оот- тель 1 через блок 6 управления выпря- ветствующие только тем электродвигап-й двигатель 5 подключен с помощью соответствующего коммутатора 4f, к выходу инвертора 3 напряжения и работает, то на выходе соот ветствующего датчика 25 контроля 45 работы двигателя появляется сигнал, который через соответствующий блок 26 управления открьгоает соответствующие управляемые ключи 27, 27„д, 27pf и фазная модель 18, 19, 20 ста

455381.

Блок }2 измерения внутренней ЭЦС двигателей определяет величину внутренней ЭДС электродвигателей по урав нению

0

5

0

. ,-1,- г,,, (1) где и - напряжение на выходе тора 3 напряжения, измеряется трансфо рматором 23 и пропорционально сигналу .на выходе первого вьшрямителя 21; I, - ток электродвигателей, изме- ряетс,я трансформаторами тока 15,16,17;

падение напряжения на сопро- пшлении статорной цепи, снимается с выхода второго выпрямителя 22; эквивалентное сопротивление цепей статора, подключенный электродвигателей, определяемое по формуле

1,эке,5эьб

20

25

30

1 +1, 1 .., i , экб 2i 5 2 и

Сопротивления z, ,2,. . .2 цепи

статора п асинхронных двигателей

равны

z,R,+jwL,; z,,j+jaLi;

.

где R,,Rj... L, ,L,j...Ln - актив- 2g Hoe сопротивление резистора 28 и индуктивность катушки 29 фазы асинхроных электродвигателей; Q - круговая частота основной гармоники напряжения инвертора 3.

40 Если

gQ торной цепи электродвигателя включает параллельно соединенные ветви, с оот- ветствующие только тем электродвигап-й двигатель 5 подключен с помощью соответствующего коммутатора 4f, к выходу инвертора 3 напряжения и работает, то на выходе соот ветствующего датчика 25 контроля 45 работы двигателя появляется сигнал, который через соответствующий блок 26 управления открьгоает соответствующие управляемые ключи 27, 27„д, 27pf и фазная модель 18, 19, 20 ста

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках и конвейерных линиях. Целью изобретения является повышение перегрузочной способности электропривода при изменяющемся количестве работающих электродвигателей. Частотно-регулируемый электропривод содержит п асинхронных двигателей 5,...5„, статорные обмотки которых через инвертор 3 напряжения, фильтр 2 и выпрямитель 1 подключены

мителем, устанавливает напряжение на выходе инвертора 3 напряжения и величину внутренней ЭДС асинхронных двигателей. Электропривод работает с поддержанием отношения внутренней ЭДС к частоте поля статора постоянным.

телям, которые находятся в работе. Если п-й электродвигатель отключен, 55 то сигнал на выходе соответствующего датчика 25„ контроля работы отсутствует и соответствующие управляемые ключи 27пд , 27„0 , 27ис закрыты, из фазной модели 18, 19, 20 статорной

. 14553818,

из 3n управляемых ключей включенветствующего этой модели однофазного

последовательно в одну из цепочектрансформатора объединены и соединесоответствующей модели, вторые выво-ны с соответствующим входом второго

ды цепочек и вторичной обмотки соот-выпрямителя.

h