Устройство для торможения асинхронного двигателя Советский патент 1989 года по МПК H02P3/22 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления режимом рекуперативного торможения асинхронного двигателя (АД) при частотном регулировании скорости вращения .

Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения напряжения в звене постоянного тока пр образователя частоты в режиме рекуперации ,

На чертеже представлена структурная схема устройства для торможения асинхронного двигателя„

Устройство содержит выпрямитель 1 инвертор 2 рекуперации инвертор 3 напряжения в цепи питания асинхронного двигателя 4, датчик 5 тока, дроссель 6 и конденсатор 7 на входе инвертора 3 напряжения. Датчик 8 напряжения подключен входом к конденсатору 7, а выходом к RS-триггеру 9, выходы которого через узлы задержки 10 и 11, логические элементы НЕ 12 и 13 подключены к вторым входам лоци- ческих блоков И 1А и 15, первые входы которых соединены соответственно с выходами узлов 10 и 11 задержки, а выходы подключены через блоки 16 и 17 управления соответственно выпрямителем и инвертором к управляющим входам выпря№1теля и инвертора рекупрации.

Устройство дополнительно содержит блок принудительной коммутации, составленный из двух встречНо-параллель но включенных силовых тиристоров 18 и 19, первого и второго, параллельно

которым включена цепочка из коммути рутощего LC-контура, составленного из индуктивности 20 и конденсатора 21, и коммутирующего тиристора 22, а также ограничительный резистор 23, подключенный между общей точкой кон- денсатора 21, комьгутирующего тиристора 22 с цепью питания инвертора 3. Дроссель 6 затунтирован ограничительным вентилем 24 в направлении прони- калия тока в режиме потребления дни- гателем 4 мощности из сети.

Блок 25 стабилизации напряжения подключен входом к первому выходу RS-триггера 9, а выходом к управляющим электродам тиристоров 22 и 24. Управляющие электроды силовых тиристоров 18 и 19, проводящих соответственно ток потребления двигателем и ток рекуперации, соединены соответственно с выходами блоков 16 и 17 упраги сния выпрямителем и инверюром рекуперации,

Устройство работает следующим об 5атом.

При работе асинхронного двигателя 4 в двигательном режиме происходи потребление мощности из сети. При этом сигНг1-П с выхода датчика 5 тока поступает на вход RS-триггера 9, который через узлы 10 и 11 задержки, логические элементы НЕ 12 и 13 и И 14 и 15 подает сигналы на включение в работу блоков 16 и 17 управления. Работает выпрямительная группа вентилей 1, Угол управления вентилями вьтрямительной равен О (а(0) т.е. вентили работают в режиме диодов и коэффициент мощности на входе преобразователя близок к 1. При изменении режима работы асинхронного двигателя 4 изменяется направление потока мощности в звене постоянного тока, что приводит к дозаряду конденсаторов 7 фильтра. Это вызывает запирание вентилей выпрямительной группы 1 и прекращение потребления тока из сетИп Тогда сигнал, поступающий с датчика 5 тока, перебрасывает RS-триггер 9, которьй выключает блок 16 управления из работы, и чере узел 11 задержки, логические схемы НЕ 12 и 13 и И 14 и 15 включает в работу блок 17 управления. При этом ток рекуперации в зиене постоянного тока проходит через силовой вентиль 19, который включается одновременно с вентилями инверторной группы. Угол управления вентилями инверторной группы 2 равен оптимальному значению и определяется исходя из условш обеспечения максимального значения тормозного электромагнитного момента развиваемого двигателем и обеспечения Bb coKiix энергетических показателей на входе преобразователя частоты в режиме рекуперации энерт ии торможения в питающую сеть. ,

Если значение тормозного электромагнитного момента, развивае юго двигателем, не разно максимальному, то по мере рекуперации энергии в питающую сеть происходит сниже)1ие значени напряжения на конденсаторе фильтра. При достижении номинального значения которое контролируется датчиком 8 напряжения, последний выдает сигнал на вход R RS-триггера 9. RS-триггер

5

перебрасывается, и с одного его выхода поступает сигнал на запрет работы блока 17 управления, а с другого ььг- хода одновременно - сигнал на вклю- чение блока 16 управления и на вход блока 25 стабилизации ьгапряжения. При этом блок 25 подает импульсы на управляющие электроды тиристоров 24 и 22. Предварительно заряженный он- денсато р 21 по цепи + конденсатора 7 - ограничительный резистор 23 - конденсатор 21 - индуктивность 20 кокп тирующего контура - тиристор

19- - конденсатора 7 разряжается по цепи + конденсатора 21 - тиристор 22 - тиристор 18 - индуктивность

20- конденсатор 21 - и принудительно снижает значение тока рекуперации до нуля, ограничивая нижний предел колебания напряжений в звене постоянного тока. Для ограничения возникаюрдих при этом перенапряжений на дросселе 6 фштьтра служит ограничительный вентиль 24. Процесс комму- таили тока рекуперации происходит практически мгновенно. Через включенные вьшрямитгльной группы происходит до-эаряд конденсатора /,, и, ecjtH нялравлени. n jTOKa VIO HOCTH

в звене постояинот-о тока но изменилось, процесс рекуперации энергии j питающую сеть ьовторнется, Для предотвращения разряда конденсатора 7 по цени + конденсатора 7 - резистор 23 -- тиристор 22 - - конденсатора 7 значение сопротивления R резн тора 23 подбирается-достаточно большим, т,е таким, при котором ток разряда меньше значения тока удержания тиристора 22 в открытом состоянии, т.е. после окончания процесса ко м тации тока рекуперации вентиль- тиристор 22 самопроизвольно восста- навхп вает свои запирающие свойства.. Если происход1тт изменение режима работы асинхронного двигателя, то изменяется направление потока мопц1ости в звене постоянного тока и процесс рекуперац}ш энергии в питающую сеть не происходит, в работе остаются вентили выпрямительной группы. Коэффициент мощности на входе преобразователя частоты в режиме рекуперации близок к 1.

Предлагаемое устройство управления режимом рекуперативного торможения асинхронного двигателя при час

53096

тстном управ;. г.озволяет cyraec i- ренно повысить надежность работы автономного инвертора напряжения как основного узла преобразователя частоты, стабилизировав значение ния в звене постоянного тока; стабилизировать значение электромагнитного момента асинхронного двигателя;

0 повысить динамические свойства преобразователя частоты с широтно-импульс- ным регулированием путем уменьшения времени перевода его из одного режима работы в другой, определяемого

5 параметрами узлов задержки, которые, в свою очередь, определяются только временем восстановления запирающих свойств вентилей вьшрямительной и ин- верторной группы, обеспечить получе0 ние высоких энергетических показателей преобразователя частоты во всех режимах его работы. Предлагаемое устройство может быть использовано для тиристорного преобразователя частоты

5 с широтио-импульсным регулированием, где в качестве силовых вентилей применяются полууправляемые вентили (тиристоры), а не полностью управляемые 5 т.е. транзисторы.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для торможения асинхронного двигателя, содержащее выпря- 1-ттель и параллельно к HeNry подклю- ченньй по цепи переменного тока инвертор рекуперации, инвертор напряжения, соединенный с выводами выпрямителя через дроссель, конденсатор на входе инвертора напряже.ния, датчик тока в цепях питания инвертора рекуперации, датчик напряжения, подклю- ченньй входом к конденсатору, выходы указанных датчиков соединены соответственно с R- и S-входами RS-тригге- ра, первый выход которого через первые узел задержки, логический элемент НЕ подключен к второму входу второго логического блока И, второй выход RS-триггера через вторые узел задержки и логический элемент НЕ подключен к второму входу первого логического элемента И, первые входы логических элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго узлов задержки, а выходы подключены к входам блоков упрарленип выпрямителем и инвертором ре.купер; 1ии соответственно, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности путем ограничения снижения напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты в режиме рекуперации, введен блок принудительной коммутации, составленный из двух встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, параллельно кото- рым включена цепочка из коммутирующего LC-контура и коммутирующего тиристора, ограничительный резистор, ограничительный вентиль и блок стабилизации напряжения, при этом выход- ные выводы выпрямителя и инвертора рекуперации объед1Шены, силовые тиристоры включены последовательно в цепь питания инвертора напряжения между конденсатором на входе инвер- тора напряжения и общими выводами выпрямителя и инвертора рекуперации, ограничительньй резистор включен между общей точкой конденсатора LC-контура, коммутирующего тиристора с положительной шиной цепи питания инвертора напряжения, ограничительный вентиль включен параллельно дросселю в направлении протекания тока в двигательном режиме работы асинхронного двигателя, блок стабилизации напряжения входом подключен к первому выходу RS-триггера, а выходом - к управляющим электродам коммутирующего тиристора и ограничительного вентиля, управляющий электрод первого силового тиристора подключен к выходу блок управления инвертора рекуперации, а управляющий электрод второго силового тиристора - к выходу блока управления выпрямителем.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты в режиме рекуперации. Устройство для торможения асинхронного двигателя снабжено блоком принудительной коммутации, выполненным на тиристорах 18,19, включенным в цепь питания автономного инвертора 3 напряжения. Параллельно дросселью 6 включен ограничительный вентиль (тиристор) 24. Блок коммутации шунтирован LC-контуром (20,21), коммутирующим тиристором 22. Управляющие входы тиристоров 22,24 подключены к выходу блока 25 стабилизации напряжения, входом соединенного с выходом RS-триггера. Управляющие входы тиристоров 18,19 соединены с выходами блоков 16,17 управления выпрямителем и инвертора рекуперации соответственно. Между точкой соединения конденсатора LC-контура и коммутирующего тиристора 22 и точкой соединения дросселя 6 ограничительного вентиля 24 и зажима инвертора 3 включен ограничительный резистор 23. Вентили выпрямителя 1 работают с углом управления β = 0,а вентили инвертора 2 рекуперации-с постоянным оптимизированным углом управления β, при котором энергетические показатели устройства максимальны.

Редактор Л.Веселовская

Составитель В.Тарасов Техред А.Кравчук

Заказ 6290/53

Тираж 551

ВНИИПИ 1 осударствениого комитета по изобретениям и открытиям при I KflT СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-излатепьский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Г.п-арина,101

Корректор (1. Кравцова

Подписное