Асинхронно-вентильный каскад Советский патент 1991 года по МПК H02P7/632 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах на базе асинхронного двигателя с фазным ротором.

Цель изобретения -улучшение эксплуатационных показателей электропривода путем снижения реактивной составляющей тока ротора.

На фиг.1 - блок-схема асинхронно-вентильного каскада; на фиг.2 и 3 - выходные диаграммы работы блоков формирования последовательностей опорных импульсов Лч - Ле и импульсов вращения Pi - PZ соответственно: на фиг.4 - диаграммы работы блока определения частоты скольжения и блока формирования разрешающих импульсов.

Асинхронно-вентильный каскад содержит трехфазный асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, токовый непосредственный преобразователь частоты 2 для подключения фазных выводов обмотки ротора асинхронного двигателя к сети, импульсный датчик 3 положения ротора, установленный на валу двигателя 1, преобразователь 4 последовательности импульсов вращения, входом подключенный к выходу датчика 3 положения ротора,.а выходом - к первому входу блока 5 определения частоты скольжения, второй вход которого соединен с выходом формирователя 6 последовательности опорных импульсов, асинхронный вентильный каскад содержит также распределитель 7 импульсов с двумя входами, один из которых соединен с выходом сетевого фазосмещающего блока 8, а выход - с управляющим входом непосредственного преобразователя частоты 2,

В асинхронно-вентильный каскад введены датчик 9 частоты вращения ротора, установленный на валу двигателя 1, датчик 10 тока, включенный во входную цепь пресо

с

Os

N ю

ON 00

образователя частоты 2, блок 11 определения угла запаса с двумя входами, опорный фазосмещающий блок 12 и блок 13 формирования разрешающих импульсов, входом соединенный с выходом блока 5 определе- ния частоты скольжения, а выходом - со вторым входом распределителя 7 импульсов,

Один вход блока 11 определения угла запаса подключен к выходу датчика Э часто- ты вращения, другой вход - к выходу датчика 10 тока, а выход - к входу опорного фазосмещающего блока 12, выходом соединенного с входом формирователя 6 последовательности опорных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Блоки 6 и А формирования последовательностей опорных импульсов и импульсов вращения вырабатывают шестиханальные последовательности импульсоа, частоты которых пропорциональны соответственно частоте вращения поля статора (f 1 - частота питающей сети) и частоте вращения ротора двигателя.

Диаграммы последовательностей показаны на фиг.2 и 3.

Блок 5 определения частоты скольжения вырабатывает импульсные сигналы, частота следования которых пропорциональна разностной частоте входных после- довательсностей, т.е. частоте скольжения fa fi -S, где S - скольжение),

Данный блок аппаратно реализует еле- дующую формулу пересчета входных сигналов Bi - 85:

Bl + Л2Р2 +ЛзРз +Л4Р4 +

+ Л5Рб + ЛбРв:

В2 Л1Рб +Л2Р,1+ЛзР2 +Л4РЗ +

+ ЛзР4 + ЛбРз;

Бз + ЛаРб + ЛзР1 + Л4Р2 +

+ ЛаРз +

В4 Л1Р4 + Л2Р5 + ЛзРб + +

+ЛвР2 + ЛбРз;

Вб Л1Рз + Л2Р4 + ЛзР5 + Л4Рб t

-UlsPi + ЛеРг;

Вб Л1Р2 + ЛзРз + ЛзР4 + Л4Р5 +

+ Л5Ре +ЛеР1;

где Л1 - Ле выходные сигналы блока 6 формирования последовательности опорных импульсов; PI+ Рб выходные сигналы блока 4 формирования последовательности импульсов вращения, Bi + Be - выходные сигналы блока 5 определения частоты скольжения.

Полученные сигналы поступают на вход блока 6 формирования разрешающих им- пульсоз, назначение которого - получение иегферыаного импульса длительностью

120 зл.град, по отношению к ЭДС ротора (см. фиг.4).

Сформированные сигналы служат разрешающей зоной для прохождения управляющих импульсов, вырабатываемых сетевым фазосмещающим блоком 8, на соответствующие группы тиристоров. Данная операция осуществляется блоком 7 распределения управляющих импульсов и описывается следующим выражением:

Ti HiC4; T ПбС4; Ti3 PeCi;

Т2 ГНСе; Та risCe; Ти РбСз;

Т3 RiC2; Тэ П5С2; Tis РбС5;

Т4 ПзС4; Тю Tie П2Ск

Ts ПзСе; Ти Ti П2Сз;

Те П3С2; Ti2 Tie П2С5,

где Fli + Пб- выходные сигналы блока 13 формирования разрешающих импульсов Ci + Сб - выходные сигналы сетевого фазосмещающего блока 8, Ti - Tie - выходные сигналы блока 7 распределения импульсов, подаваемые на соответствующие тиристоры.

Описанный алгоритм управления токовым непосредственным преобразователем частоты 2 обеспечивает работу электропривода с прямоугольной формой тока ротора при расширенном диапазоне регулирования частоты вращения. Устойчивость работы привода на синхронной и околосинхронной скоростях достигается косвенным определением частоты ЭДС ротора. При частотах вращения ниже синхронной устанавливается нулевой угол управления тиристорными группами по отношению к ЭДС ротора. На сверхсинхронных частотах вращения угол управления тиристорными группами корректируется с учетом величины угла коммутации тока ротора.

Известно, что длительность коммутационных процессов в роторе двигателя, содержащей непосредственный преобразователь частоты во вторичной цепи, изменяется в зависимости от выходной частоты преобразователя, определяемой частотой вращения вала, и величины тока ротора.

Требуемый закон управления преобразователем частоты реализуется с помощью блока 11 определения угла запаса, выходной сигнал которого, воздействуя на вход опорного фазосмещающего блока 12, изменяет начальный фазовый угол последовательности опорных импульсов, что приводит к соответствующему изменению угла управления тиристорными группами по отношению к ЭДС ротора.

Формула изобретения Асинхронно-вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным

ротором, непосредственный преобразователь частоты для подключения фазных выводов обмотки ротора асинхронного двигателя к сети, импульсный датчик положения ротора, установленный на валу асин- хронного двигателя, формироват-ель импульсов, входом подключенный к выходу датчика положения ротора, а выходом - к первому входу блока определения частоты скольжения, второй вход которого соединен с выходом формирователя последовательности опорных импульсов, распределитель импульсов с двумя входами, один из которых соединен с выходом фазосмещающего блока, а выход - с управляющим входом непосредственного преобразователя частоты, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных показателей

путем снижения реактивной составляющей тока ротора, введены датчик частоты вращения, установленный на валу асинхронного двигателя, датчик тока, включенный в выходную цепь непосредственного преобразователя частоты, блок определения угла запаса с двумя входами, опорный фазосме- щающий блок и блок формирования разрешающих импульсов, входом соединенный с

выходом блока определения частоты скольжения, а выходом - со вторым входом распределителя импульсов, один вход блока определения угла запаса подключен к выходу датчика частоты вращения, другой вход к выходу датчика тока, а выход - к входу опорного фазосмещающего блока, выходом соединенного с входом формирователя последовательности опорных импульсов.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение эксплуатационных показателей путем уменьшения реактивной составляющей тока ротора. С этой целью в асинхронно-вентильный каскад введены датчик 9 частоты вращения ротора асинхронного двигателя 1 с фазным ротором, датчик тока 10 во входной цепи непосредственного преобразователя частоты 2, блок 11 определения угла запаса, опорный фазосмещающий блок 12 и блок 13 формирования разрешающих импульсов. Это позволило обеспечить работу асинхронно-вентильного каскада с прямоугольной формой тока при расширенном диапазоне регулирования частоты вращения. 4 ил.

Фиг.1

A

//;

±1

py ll

П

щ

Г

rn

n.

/°5

n

Й/г.2

Л

Й.

П

iht

П

П

П П

П

П

. У

Пi-i

Фиг. 3

fr I Ъ I I

t

л

П

П