Устройство для управления группой непосредственных преобразователей частоты Советский патент 1992 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при частотном управлении электроприводами переменного тока.;:

Известны устройства для управления преобразователем частоты и числа фаз, содержащие трехфазн ый тирксторный мост, задающий генератор и формирователь тактов преобразования, соединенный с блоком регулирования напряжения и включающий распределитель импульсов, логический и усилительно-развязывающий узлы.

Недостатком известных устройств является невысокая надежность, обусяоваец - ная появлением электромагнитных помех, возникающих вследствие невозможности коммутации силовых ключей преобразователя частоты при прохождении напряжения через нуль из-за отсутствия синхронизации работы генератора задающей частоты и внешнего источника преобразуемой частоты.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, содержащее регулятор напряжения, формирователь синхроимпульсов, вход которого предназначен для подключения к внешнему источнику преобразуемой частоты, а выход соединен со счетным входом первого регулятора частоты, управляющий вход которого подключен к выходу первого за1- датчика частоты, и формирователи импульсов управления по числу преобразователей частоты, каждый из которых включает последовательно соединенные формирователь тактов выходной частоты, распределитель импульсов и усилительно-развязывающий блок, выход которого предназначен для подключения к соответствующему преобразователю частоты. Для управления группой преобразователей необходимо каждый преобразователь укомплектовать индивидуальным1 устройством управления. НедоСО

о

ел

статком известного устройства является неоптимальность использования аппаратных средств при управлении группой преобразователей, усложняющая систему управления. ,

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления группой непосредственных преобразователей частоты, содержащее регулятор напряжения, формирователь синхроимпульсов, вход которого предназначен для подключения к внешнему источнику преобразуемой частоты, а выход соединен со счетным входом первого регулятора частоты, управляющий вход которого подключен к выходу первого задатчика частоты, и формирователи импульсов управления по числу преобразователей частоты, каждый из которых включает последовательно соединенные формирователь тактов выходной частоты, распределитель импульсов и усилительно- развязывающий блок, выход которого предназначен для подключения к соответствующему преобразователю частоты, введены второй регулятор частоты, второй зэдатчик частоты и аадатчик напряжения, а в каждый формирователь импульсов управления введен блок выбора режима, причём управляющий вход второго регулятора частоты соединён с выходом второго задатчика частоты, счетный вход второго регулятора частоты подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, выходы первогои второго регуляторов частоты подключены соответственно к счетному входу первой скорости и счетному входу второй скорости блока выбора режима каждого формирователя импульсов управления, причем а каждом формирователе импульсов управления первый и второй входы управления блока выбора режима предназначены для подключения соответственно к источнику сигнала первой скорости и источнику сигнала второй скорости, третий вход управления предназначен для подключения к источнику сигнала моз, информационный выход блока выбора режима подключен к счетному входу формирователя тактов выходной частоты, управ ля ющий вход которого п редназначен для подключения к источнику сигнала Реверс, выход запрета блока выбора режима подключен к входу запрета распределителя импульсов, вход регулирования напряжения усилительно-развязывающего блока через регулятор напряжения предназначен для подключения к внешнему источнику преобразуемой частоты, при управдяющий вход регулятора напряжения подключен к выходу задатчика напряжения.

На фиг. 1 представлена схема устройства для управления группой непосредственных преобразователей частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг, 3 - принципиальная электрическая схема блока выбора режима; на фиг. .4 - таблица последовательности работы сило0 вых ключей непосредственно преобразователя частоты; на фиг. 5 - принципиальная электрическая схема регулятора напряжения, задатчика напряжения и усилительно- развязывающего узла; на фиг. 6 -

5 принципиальная электрическая схема формирователя тактов выходной частоты и распределителя импульсов; н.а- фиг;-7 --. принципиальная электрическая схема преобразователя.х

0 Устройство для управления группой непосредственных преобразователей частоту содержит регулятор 1 напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика 2 напряжения, формирователь 3

5 синхроимпульсов, вход которого предназначен для подключения к внешнему источнику 4 преобразуемой частоты, а выход соединен со счетными входами первого м второго регуляторов 5 и 6 частоты, Управля0 ющиё входы регуляторов 5 и б частоты связаны с выходами соответственно первого и

второго задатчиков 7 и 8 частоты.

Устоойство также содержит формирователи 9i-9n импульсов управления, где rv 5 число непосредственных преобразователей; частоты. Каждый из формирователей 9 им4- пульсов управления соетойт из поелёдрва тёльно. соединенны блока 10 выбора режима, формирователя 11 тактов выход0 ной частоты, распределителя 12 импульсов и уеилительногразвязывающего блока 13. Выходы усилитедьисн аавязывающего блока 13 предназначены для подключения к 4 соответствующему преобразователю 14 ча5 СТОТЫ. ; . , /; ; . .- : : ; . 7 Y. Блок Ш выбора режима содержит элемент НЕ 15, два элементам 18 и 17, згяемент ИЛИ 18 и элемент ИСКЛШЧА«5ШЁ ИШ 19. Входы элементов И t и ИёКЯНЭЧАН 0 Щ€Е ИЛИ 19 являются йёрвЫМ входом блока 10 выбора режима w Нреднаэначены для подключения к источнику сигнала первой скорости, вход элейёеттай 17 является вторым входом блока -IS выбора режима и

5 предназначен для пвдкяючёния к источнику сигнала второй скорости, а входзлёмен- та НЕ 15 являетея третьим входом блока 10 и служит для подключения к источнику сигнала Тормоз. Первые входы элементов И 16 и 17 соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19.

Вторые входы элементов И 16и. единены и соединены с выходом элемента НЕ 15, а третьи входы элементов И 16 и 17 являются счетными входами соответственно первой и второй скорости блока 10 выбора режимов и соединены с выходами первого и второго регуляторов 5 и 6 частоты. Выходы элементов И 16 и 17 связаны соот-: вететвенно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 18, выход которого является информационным и соединен со счетным входом формирователя 11 тактов выходной частоты, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 является выходом запрета и подключен к входу запрета распредедитбля 12 импульсов.

Формирователь 11 тактов выходной частоты выполнен на элементах НЕ 20, элементах ИЛИ 21 и 22 и реверсивном двоичном счетчике 23 с коэффициентом пересчета К . 12. Управляющий вход формирователя 11 предназначен для подключения к источнику сигнала Реверс, а его счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ 18 блока 10 выбора режима. Цифровые выхрды блока 11 связаны с управляющими входами распределителя 12 импульсов, включающего преобразователь 24 кодов, цифровые Qi-Об выходы которого через резисторы 25i-25e подключены к источнику опорного напряжения а непосредственно - к входу усилительно-развязывающего узла 13.

Усилительно-развязывающий узел 13 состоит из усилителей 2б1-26б, соединённых через резисторы 27i-27e с соединёнными попарно анодами светодиодов 28,11-28.16 и 29.11-29.16 тиристорных опт- ронов. Входы регулирования напряжения усилительно-развязывающего блока, которыми являются катоды светодиодов 28.ii- 28.1б и 29.1t-29.l6 тиристорных оптронов, предназначеньГдля подключения к внешнему источнику 4 преобразуемой частоты через регулятор 1 напряжения.:

Непосредственный преобразователь 14 частоты представляет собой двухполупёри- одный трехфазный инвертор, построенный на тиристорных оптронах, аноды фототиристоров 28.2i-28.23 и 29..2a соответственно соединены с катодами фототиристоров 28.24-28.26 и 29.24-29.2e и подсоединены к выходным клеммам А, В и С преобразователя 14, катоды фототиристоров 28.2i-28.2s соединены с анодами фототиристоров 29.2/1-29.2е и с одной из клемм источника 4 преобразуемой частоты, а аноды фототиристоров 28,24-28;2б соединены с катодами фототиристоров

29.21-29.2з и другой клеммой источника 4 преобразуемой частоты.

Регулятор 1 напряжения включает два тиристора 30 и 31, управляющие входы каж- 5 дого из которых через встречно включенные стабилитрон 32, диод 33, стабилитрон 34 и диод 35 подключены на выход задатчика 2 напряжения. Регулятор 1 напряжения также содержит конденсаторы 36 и 37. Катоды ти0 ристоров 30 и 31, являющиеся входами регулятора 1 напряжения, предназначены для подключения к внешнему источнику 4 преобразуемой частоты, а аноды тиристоров 30 и 31 подключены к объединенным катодам

5 светодиодов 28.11-28.16 и 29.11-29,16 тиристорных оптронов усилительно-развязывающего узла 13. Задатчик 2 напряжения представляет собой спаренный потенциометр, содержащий два регулируемых рези0 стора 38 и 39.

Устройство работает следующим образом,

Формирователь 3 синхроимпульсов преобразует поступающее на его вход на5 пряжение от источника 4 внешней преобразуемой частоты в прямоугольные импульсы напряжения Us (фиг. 2), которые поступают на счетные выходы регуляторов 5 и б частоты, представляющих собой счетчики с пере0 менными коэффициентами пересчета Ki и Ка, которые устанавливаются соответственно задатчиками 7 и 8, и определяют скорости вращения электродвигателей, задавая количество импульсов несущей fi как в чет5 ных, так ив нечетных тактах кривой выходного напряжения.

На фиг. 2 показана работа устройства с

коэффициентами пересчета, например, Ki

1 2; К2 3. При этом согласно установлен0 ным коэффициентам Ki и К.2 на выход регуляторов 5 и б частоты проходит соответственно каждый второй Us и каждый третий Ue синхроимпульсы (фиг. 2), Поступающие на счетные входы блоков

5 выбора режима.

При подаче из внешней системы управления команды Скорость 1. на первый вход управления (первые входы элементов И 17 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19) блоков

0 10.1-1 On выбора режима поступает логическая единица (фиг, 2). При этом каждый блок 10 пропускает импульсы Us. поступающие от регулятора 5 частоты. При подаче из внешней системы управления команды

5 Скорость 2 на второй вход управления (первый вход элемента И 17 и второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19) блоков Ют-ТОп поступает логическая единица, при этом блок 10 пропускает импульсы Ue, поступающие от регулятора 6 частоты. Импульсы Us или Ue, поступающие на счетный .вход формирователя 11 тактов выходной частоты в зависимости от наличия (логическая единица) или отсутствия (логический ноль) команды Реверс из внешней системы управления поступает на первый (+1) или второй(-1) счетные входы реверсивного счетчика 23. В зависимости от этого счетчик 23 работает в режиме сложения или вычитания, управляемый электродвигатель, подключённый к выходным клеммам А, В и С преобразователя 14, будет вращаться в ту или иную сторону.

Сигналы в двоичном коде с выхода формирователя 11 тактов выходной частоты поступают на управляющие входы преобразователя 24 кодов распределителя 12 импульсов, далее преобразованные сигналы через усилительно-развязывающий блок 13 подаются на управляющие входы оптотиристоров преобразорвателя 14, осуществляя управление ими согласно таблице (фиг, 4).

В случае одновременной подачи команд Скорость 1 и Скорость 2 блок, выбора режима 10 выдает на выходе запрета команду, поступающую на тактирующий вход распределителя 12 импульсов, что приводит к отключению преобразователя 14. При подаче команды Тормоз1.1 на третий вход управления блока 10 (вход элемента НЕ 15) поступает логическая единица, запирающая первый его выход. Передвижением движков резисторов 38 и 39 спаренного потенциометра задатчйка 2 напряжения, изменяя углы отпирания тиристоров 30 и 31 регулятора 1 напряжения, изменяют сигналы, поступающие на входы блока 13, что приводит к изменению угла отпирания ти- ристорных оптронов 28.2 и 29.2 преобразователя 14 частоты.

Устройство позволяет упростить систему управления группой непосредственных преобразователей частоты.

Фо рмула изобрете н и я Устройство для управления группой непосредственных преобразователей частоты, содержащее регулятор напряжения, формирователь синхроимпульсов, вход которого предназначен для подключения к

внешнему источнику преобразуемой частоты, а выход соединен со счетным входом первого регулятора частоты, управляющий вход которого подключен к выходу первого

задатчйка частоты, и формирователи импульсов управления по числу преобразователей частоты, каждый из которых включает последовательно соединенные формирователь тактов выходной частоты, раепределитель импульсов и усилительно- развязывающий блок, выход которого предназначен для подключения к соответствующему преобразователю частоты, от л- ичающееся тем, что, с целью упрощения,

в устройство введены второй регулятор частоты, второй задатчик частоты и задатчик напряжения, а в каждый формирователь импульсов управления введен блок выбора режима, причем управляющий вход второго регулятора частоты соединен с выходом второго задатчйка частоты, счетный вход второго регулятор а частоты подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, выходы первого и второго регуляторов частоты подключены соответственно к счетному входу первой скорости и счетному входу второй скорости блока выбора режима каждого формирователя импульсов управления, причем в

каждом формирователе импульсов управления первый и второй входы управления блока выбора режима предназначены для подключения соответственно к источнику сигнала первой скорости и источнику сигнала второй скорости, третий вход управления предназначен для подключения к источнику сигнала Тормоз, информационный выход блока выбора режима подключен к счетному входу формирователя

тактов выходной частоты, управляющий вход которого предназначен для подключения к источнику сигнала Реверс, выход запрета блока выбора режима подключен к входу запрета распределителя импульсов,

вход регулирования напряжения усилительно-развязывающего блока через регулятор напряжения предназначен для подключения к внешнему источнику преобразуемой частоты, при этом управляющий вход регулятора напряжения подключен к выходу задатчйка напряжения.

«4 И5

ДО

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при частотном управлении. Цель изобретения - упрощение устройства. Особенностью устройства является наличие одного общего блока управления и п индивидуальных формирователей импульсов управления, где п - число непосредственных преобразователей частоты, каждый из которых включает блок выбора режима. 7 ил.

fsM

Cxopi

схсрг

Тор.

9м. г

Фиг.З

9иг. 1

u№ Ж

i/At:: , .-

Ґif

.aa

imf

iltim

Г Л/

Ш&.