Асинхронный вентильный каскад Советский патент 1993 года по МПК H02P7/42 

00

со о

00

о

Использование: регулируемые электроприводы, выполненные на основе асинхронного двигателя с фазным ротором, в цепь которого включен вентильный каскад. Сущность изобретения:асинхронный двигатель 1 с фазным ротором подключен обмотками статора к сети, а обмотками ротора - к диодному выпрямителю 2, который через сглаживающий дроссель 3 по цепи постоянного тока соединен последовательно с сетевым управляемым преобразователем 4. Управление преобразователем 4 осуществляется последовательной цепочкой из регулятора 5 частоты вращения и регулятора тока 6. К входу регулятора тока 6 подключен .выход датчика тока 7, к входу регулятора частоты вращения - выход делителя 8. К первому входу делителя 8 подключен выход сумматора 9, к трем входам которого подключены соответственно выход регулятора тока 6, выход датчика тока 7 и выход дифференциально-апериодического звена 10. вход которого соединен с выходом регулятора 5 частоты вращения. Второй вход делителя 8 подключен к выходу сумматора 11, входы которого соединены соответственно с выходом датчика тока 7 и датчика напряжения сети 12. 2 ил. w Ё

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно, к регулируемым.элект- роприводам, выполненным на основе асинхронного двигателя с фазным ротором, в цепь которого включен вентильный каскад, состоящий из последовательно соединенных неуправляемого выпрямителя и ведомого сетью инвертора.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство: на фиг.2 - схема динамического звена..

На фиг.1 асинхронный двигатель с фазным ротором 1 подключен обмотками статора к сети, а обмотками ротора - к диодному выпрямителю 2, который через сглаживающий дроссель З.по. цепи постоянного тока соединен последовательно с сетевым преобразователем 4. Управление преобрэзова

со

телем 4 осуществляется последовательной цепочкой из регулятора скорости (скольжения) 5 и регулятора тока 6.

К входу регулятора тока 6 подключен также выход датчика тока 7 вентипьного каскада, а на оход регулятора скорости (скольжения) 5 подключен выход делителя 8. На первый вход делителя 8 подключен выход сумматора 9,,три входа которого подключены, соответственно, к выходу регулятора тока &, выходу датчика тока 7 и выходу динамического звена-10, вход которого соединен с выходом регулятора скорости (скольжения) 5. Второй вход делителя 8 подключен к выходу алгебраического сумматора 11, два входа которого соединены соответственно; с выходом датчика 7 и выходом датчика напряжения сети 12, трехфазный вход которого подключен к статарным обмоткам двигателя 1.

Делитель 8 может быть выполнен на базе серийно выпускаемого умножителя КР525ПС2. Сумматоры 9, 11 могут быть выполнены в виде трехвходового и двух- входового инвертирующего масштабного усилителя соответственно.

Датчик напряжения сети 12 может быть выполнен в виде диодного моста, подключенного к вторичным обмоткам понижающего трансформатора.

Работа устройства.

На вход регулятора скорости 5 подается сигнал задания скольжения и сигнал обратной связи с выхода делителя 8. Если фактическое скольжение отличается от заданного, на выходе регулятора скорости 5 изменяется выходной сигнал, являющийся сигналом задания тока вентильного каскада, который отрабатывается замкнутой системой автоматического регулирования тока, оключающей в себя регулятор тока 6, управляемый преобразователь с системой управления А и датчик тока 7. В результате изменения тока меняется момент и затем скорость(скольжения)двигателя до полного уравнивания сигналов задания и обратной связи на входе регулятора скорости. Устройства 8, 9, 10, 11, 12 служат для измерения скольжения. Принцип измерения скольжения заключается в следующем.

Уравнение равновесия ЭДС в звене постоянного тока вентильного каскада:

d у

UBWH - Dunn I Г L -, cl t

где: Upwn - напряжение на выходе роторного выпрямителя 2;

Ними напряжение на зажимах постоянного 1о,т ЛОТГРПГО имгц;рн1ра 1;

г. L сопротивление и индуктивность звена постоянного тока, в основном, дросселя 3.

U

вып

Л

Здесь: U2p - напряжение на кольцах ротора двигателя при неподвижном роторе U2p -KUi

Ui - напряжение сети; х 2 индуктивное сопротивление короткого замыкания обращенного двигателя;

S - скольжение.

,35UlCOS/ + |l х а

В - угол опережения инвертора; ха - анодная индуктивность инвертора, Если использовать для управления инвертором СИФУ с гармоническим опорным сигналом (сетевое напряжение), то получаем, что: 1.35Uicos/8-KBLfy.

где: Uy - напряжение управления на входе СИФУ, физически - это выходной сигнал регулятора тока; . Кв - коэффициент пропорциональности.

Записываем вновь уравнение звена постоянного тока вентильного каскада:

ОО o/i/ ii. v5

Откуда:

S(KUi-Јl x -KeUy- l х а - lr + L-4 JLJLQ

40

KBUy + l(|1-xa-fr)+L K-Ui-§l x2 .

Последнее соотношение реализуется устройствами 8, 9, 10, 11, 12 (фиг.1).

На сумматоре 9 суммируются сигналы с выхода регулятора тока 6, выхода датчика тока 7 и преобразованный с помощью функционального устройства сигнал тока. На сумматоре 11 из сигнала, пропорционального напряжению сети, с выхода датчика 12 вычитается сигнал с выхода датчика тока 7.

На выходе делителя 8 получаем сигнал скольжения.

С целью повышения помехозащищенности измеряемого сигнала S, для определения слагаемого L -Ј используется не

о t

сигнал датчика токл 7.а сигнал задания тока

1зад - выходной сигнал регулятора скорости 5. Связь между операторными выражениями задания тока 13яд (Р) и током I (P) следующая:

(p) 1-(p)-T+ikpгде: ftJfcp - частота среза разомкнутого контура регулирования тока.

Откуда операторное выражение для dy PL

слагаемого L

d t равн° 1 + P/ffltp

1зад(Р)

и передаточная функция звена 10 (фиг.2)

Р L

равна: . ,.

м1 + PAntp

Таким образом, благодаря использованию предлагаемой системы управления существенно упрощается оборудование электропривода, чем обеспечивается экономический эффект в производстве и эксплуатации.

Формула изобретения Асинхронный вентильный каскад, содержащий электродвигатель, в фазной цепи ротора которого включен неуправляемый выпрямитель, выводы постоянного тока которого через сглаживающий дроссель свя

заны с выводами постоянного тока сетевого управляемого преобразователя, выводы переменного тока которого предназначены для подключения к питающей сети, цепь,

5 составленную из последовательно соединенных задатчика частоты вращения, первого сумматора, регулятора частоты вращения, второго сумматора, регулятора тока, выход которого подключен к управля10 ющему входу сетевого управляемого преобразователя, выход датчика тока подключен к второму входу второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения введены датчик напряжения сети, третий и

15 четвертый сумматоры, делитель и дифференциально-апериодическое звено, причем выход делителя подключен к второму входу первого сумматора, первый вход делителя соединен с выходом третьего сумматора,

20 подключенного входами к выходам регулятора тока, датчика тока и дифференциально-апериодического звена, а второй вход делителя соединен с выходом четвертого сумматора, входами подключенного к вы25 ходам датчика напряжения сети и датчика тока, вход дифференциально-апериодического звена подключен к выходу регулятора частоты вращения.