Многодвигательный частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1990 года по МПК H02P7/74 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных многодвигательных электроприводах переменного тока со статическими преобразователями частоты, работающими в тяжелых условиях.

Целью изобретения является повышение перегрузочной способности.

На чертеже представлена схема многодвигательного частотно-регулируемого электропривода.

Многодвигательный частотно-регулируемый электропривод содержит группу асин- хронных двигателей 1.1, 1.2, 1.N, подключенных к преобразователю частоты, составленному из выпрямителя 2 с блоком 3 управления, фильтра 4 и инвертора 5, в котором выход выпрямителя 2 через фильтр 4, имеющий на выходе конденсатор 6, соединен с входом инвертора. Кроме того, параллельно конденсатору подключены первый управляемый ключ 7 и резистор 8. Выход инвертора 5 через датчики 9.1, 9.2 и 9.N тока подключен к статорным обмоткам асинхронных двигателей 1.1, 1.2, I.N. Устройство содержит также блок 10 управления инвертором, задатчик 11 интенсивности, датчик 12 напряжения вцепистаторных обмоток двигателей, блок 13 выделения модуля напряжений, блоки 14.1, 14.2, 14.N выделения модулей токов, блок 15 выделения наибольшего по модулю тока, блок 16 выделения сигнала, пропорционального модулю падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора двигателя, первый 17 и второй 18 элементы сравнения, регулятор 19 ЭДС, регулятор 20 тока, выход которого подключен к входу блока 3 управления выпрямителем. Вход регулятора 20 тока подключен к выходу второго элемента

18сравнения, один вход которого подключен к выходу регулятора 19 ЭДС, а другой - к выходу блока 15 выделения наибольшего по модулю тока. Вход регулятора

19ЭДС подключен к выходу первого элемента 17 сравнения, первый вход которого

подключен к выходу блока 13 выделения модуля напряжения двигателей, вход которого подключен к выходу датчика 12 напряжения двигателей. Второй вход первого элемента 17 сравнения подключен к выходу блока 16 выделения сигнала, пропорционального модулю падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора двигателя, вход которого подключен к выхо- 0 ду блока 15 выделени я наибольшего по модулю тока. Входы блока 15 выделения наибольшего помодулютока через блоки 14 выделения модуля тока подключены к выходам соответствующих датчиков 9.1-9.N то- 5 ка каждого двигателя 1.1-1.N. Далее устройство включает сумматор 21, управляемый усилитель 22, пороговый элемент 23, третий элемент 24 сравнения, источник 25 опорного сигнала, а задатчик 11 интенсив- 0 ности, снабженный дополнительным входом, подключенным к выходу блока 15 выделения наибольшего по модулю тока двигателя, к которому подключен один вход третьего элемента 24 сравнения, другой 5 вход которого подключен к выходу источника 25 опорного сигнала, выход третьего элемента 24 сравнения через пороговый элемент 23 и управляемый усилитель 22 подключен к одному входу сумматора 21, 0 другой вход которого подключен к выходу задатчика 11 интенсивности, выход сумматора 21 подключен к управляющему входу управляемого усилителя 22, к третьему входу первого элемента 17 сравнения и к входу 5 блока 10 управления инвертором. Устройство также содержит второй 26 управляемый ключ, регулятор 27 напряжения, широтно- импульсный модулятор 28 и диод 29, причем вход второго 26 управляемого ключа через 0 диод 29 соединен с выходом первого 17 элемента сравнения, его управляющий вход соединен с выходом порогового элемента 23, а выход присоединен к входу регулятора 27 напряжения, выход которого присоеди- 45 нен к входу широтно-импульсного модулятора 28. выход которого присоединен к

управляющему входу первого 6 управляемого ключа.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал управления Uy подается на вход задатчика 11 интенсивности, с выхода которого снимается сигнал задания с определенным темпом изменения напряжения. Сигнал задания через сумматор 21 подается на блок 10 управления и через элемент 17. сравнения - на вход регулятора 19 ЭДС, что однозначно определяет частоту поля статора и ЭДС двигателей 1.1-1.N.

В элементе 17 сравнения формируется сигнал, пропорциональный модулю внутренней ЭДС наиболее загруженного двигателя. На выходе элемента 18 сравнения формируется сигнал разности выходного напряжения регулятора 19 ЭДС и сигнала, пропорционального модулю тока наиболее загруженного двигателя. Полученный сигнал через регулятор 20 тока поступает на вход блока 3 управления выпрямителем и определяет выходное напряжение выпрямителя 2. При этом обеспечивается постоянство отношения ЭДС двигателя к частоте поля статора для наиболее загруженного электродвигателя.

При увеличении нагрузки электропривода увеличивается сигнал с блока 15 выделения наибольшего из модулей токов двигателей 1.1-1.N. При достижении сигналом с блока 15 напряжения источника 25 опорного сигнала сигнал на выходе третьего элемента 24 сравнения становится отри- цательным, срабатывает пороговый элемент 23, на выходе которого формируется сигнал,равный разности сигналов, посту- пающих с блока 15 и источника 25. Полученный сигнал поступает через усилитель 22 на второй вход сумматора 21. уменьшая величину задающего сигнала, а следовательно, и частоту вращения двигателей 1.1-1.N, С этого момента электропривод переходит на стопорную часть механической характеристики, которая формируется по току наиболее загруженного электродвигателя. Таким образом, исключается возможность перегрузки и опрокидывания любого из дв-игателей 1.1-1.N привода при превышении моментом сопротивления критического момента двигателя и исключается перегрузка преобразователя частоты электропривода.

С уменьшением сигнала задания на частоту уменьшается сигнал на управляющем входе усилителя 22, коэффициент передачи которого также уменьшается. В результате этого величина стопорного момента с уменьшением частоты выходного напряжения преобразователя увеличивается, тем самым увеличивается перегрузочная способность электропривода на низких частотах и достигается лучшее согласование электропривода с нагрузкой при перегрузках. Изменением напряжения источника 25 опорного сигнала можно изменять величину максимального момента, при котором наступает отсечка.

В устройстве предусмотрено автоматическое изменение темпа частотного пуска в зависимости от величины тока наиболее загруженного электродвигателя. При этом сигнал с выхода блока 15 выделения наибольшего из модулей токов двигателей подается на дополнительный вход задатчика 11 интенсивности, уменьшая интенсивность нарастания напряжения на его выходе. Благодаря подключению выхода блока

15 к дополнительному входу задатчика 11 интенсивности обеспечивается работа устройства без срывов частотного пуска и оп- рокидывания электродвигателей при резком изменении управляющего сигнала Uy.

При стопорении одного из электродвигателей 1 сигнал с порогового элемента 23 поступает на управляющий вход ключа 26 и тот открывается, пропуская отрицательный

сигнал рассогласования на вход регулятора 27 напряжения, который, воздействуя через широтно-импульсный регулятор 28 на управляемый ключ 7, обеспечивает на емкости

6 фильтра 4 напряжение, которое определяется заданием на входе регулятора 19 ЭДС. Быстрое снижение напряжения на емкости фильтра 4 определяется постоянной разряда, которая определяется произведением величины емкости 6 и сопротивления резисторов 8, и регулированием скважности включения ключа 7 с помощью широтно-им- пульсного модулятора 28.

Известно применение для торможения электропривода заключения параллельно емкости ветви с последовательным соединением управляемого ключа и резистора. Однако в данном случае управление ключом 7 осуществляется только при стопорении исполнительного органа и при этом, благодаря вновь введенным блокам 26-29 и их связям, обеспечивается поддержание на- пряженмя на фильтре 4 заданному на входе регулятора 19 ЭДС в переходных процессах стопорения. Путем выбора соответствующего сопротивления резистора 8 и скваж ности включения ключа 7 можно добиться высокого быстродействия электропривода при стопорении. Включение диода 29 обеспечивает подачу сигнала рассогласования с элемента

17, когда напряжение на зажимах двигателя больше заданной ЭДС, что возможно при перегрузке одного из электродвигателей.

Этим самым в переходном процессе стопорения поддерживается постоянное соотношение ЭДС стопорящего электродвигателя 1 к частоте на выходе инвертора 5, а значит и максимальное значение момента электродвигателя и максимальная перегрузочная способность электродвигателя.

Так как в данном устройстве электропривод при стопорении имеет повышенную, перегрузочную способность, то при работе ликвидируются потери времени, обусловленные устранением режима стопорения электропривода иными средствами, вследствие невозможности преодоления препятствия на исполнительном органе из-за низкой перегрузочной способности электропривода с известной системой-управления. За счет этого повышается производительность электропривода.

Таким образом, вновь введенные блоки позволяют повысить перегрузочную способность электропривода при стопорении, исполнительного органа и за счет этого его производительность.

Формула изобретения

Многодвигательный частотно-регулируемый электропривод, содержащий группу асинхронных двигателей, подключенных к преобразователю частоты, составленному из выпрямителя напряжения сети с блоком управления, фильтра и инвертора, в котором выход выпрямителя через фильтр, снаб- женный на выходе конденсатором, подключен к входу инвертора, выход.которого через датчики тока подключен к статор- ным обмоткам асинхронных двигателей, блок управления инвертором, датчик напряжения в цепи статорных обмоток асинхронных двигателей, блок выделения модуля напряжения, блоки выделения модулей токов, блок выделения наибольшего по моду- лю тока, блок выделения сигнала, пропорционального модулю падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора двигателя, первый и второй элементы сравнения, регулятор ЭДС, регулятор тока, выход которого подключен к входу блока управления выпрямителем, вход регулятора тока подключен к выходу второго элемента сравнения, один вход которого

подключен к выходу регулятора ЭДС, а другой - к выходу блока выделения наибольшего по модулю тока, вход регулятора ЭДС подключен к выходу первого элемента сравнения, первый вход которого подключен к выходу блока выделения модуля напряжения, вход которого подключен к выходу датчика напряжения, второй вход первого элемента сравнения подключен к выходу

блока выделения сигнала, пропорционального модулю падения напряжения на активном сопротивлении обмоток статора асинхронных двигателей, вход которого подключен к выходу блока выделения наибольшего по модулю тока, входы которого подключены к выходам блоков выделения по модулю тока, входами соединенных с выходами соответствующих датчиков тока, сумматор, управляемый усилитель, пороговый элемент, третий элемент сравнения, ис- точник опорного сигнала, задатчик интенсивности, снабженный дополнительным входом, подключенным к выходу блока выделения наибольшего по модулю тока, к

которому подключен один вхОд третьего элемента сравнения, другой вход которого подключен к выходу источника опорного сигнала, выход третьего элемента сравнения через пороговый элемент и управляемый усилитель подключен к одному входу сумматора, другой вход которого подключен к выходу задатчика интенсивности, выход сумматора подключен к управляющему входу управляемого усилителя, к третьему входу первого элемента сравнения и к входу блока управления инвертором, отличающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности,в него введена цепь из последовательно соединенных резистора и первого управляемого ключа, второй управляемый ключ, регулятор напряжения, широтно-импульсный модулятор и диод, причем последовательно соединенные резистор и первый управляемый

ключ включены параллельно конденсатору фильтра, вход второго управляемого ключа через диод соединен с выходом первого элемента сравнения, управляющий вход второго управляемого ключа соединен с

выходом порогового элемента, а выход подключен к входу регулятора напряжения, выход которого через широтно-импульсный модулятор связан с управляющим входом первого управляемого ключа.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение перегрузочной способности. Многодвигательный частотно-регулируемый электропривод содержит асинхронные двигатели 1, подключенные к преобразователю, составленному из выпрямителя 2 с блоком 3 управления, фильтра 4, включающего параллельно соединенные конденсатор 6 и ветвь с последовательно соединенными резистором 8 и ключом 7, инвертора 5 с блоком 10 управления. При стопорении одного из асинхронных двигателей 1 сигнал с выхода блока 15 выделения наибольшего модуля тока достигает напряжения источника 25 опорного сигнала и сигнал на выходе элемента 24 сравнения становится отрицательным. Полученный сигнал поступает через пороговый элемент 23 и усилитель 22 на вход сумматора 21, уменьшая величину задающего сигнала, а следовательно, и частоту вращения электродвигателей. Одновременно отрицательный сигнал с выхода элемента 17 сравнения через диод 29, ключ 26 и регулятор 27 напряжения поступает на вход широтно-импульсного модулятора 28, воздействующего на управляемый ключ 7 таким образом, что происходит интенсивный разряд конденсатора 6 через резистор 8 и поддерживается заданный закон частотного управления при стопорении одного из двигателей 9. 1 ил.