Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1977 года по МПК H02P7/42 

(54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД вателем не ограничивается, устанавливается в зависимости от частоты и нагрузки, а с ростом частоты возрастает. В этом случае в приводе по натенту ФРГ № 1463387 режим ослабления поля, выгодный с технической и экономической точек зрения, не может быть реализован. Между тем имеино преобразователи со свойствами преобразователей тока целесообразны для использования в приводах прокатных станов и ряде других однодвигательных приводов. Цель изобретения - умепыпение необходимой номинальной мощности элементов преобразователя частоты частотно-регулируемого электропривода, в котором выходная часть тиристорного преобразователя частоты построена по схеме инвертора тока. Указанная цель достигается тем, что, в частотно-регулируемом электроприводе, содержащем асинхро-нный электродвигатель, тиристорный преобразователь частоты, выходная часть которого построена по схеме преобразователя тока, регулятор скорости двигателя с подчиненным регулятором тока и сумматор, формируюп1,ий сигнал задания частоты преобразователя, структурная схема системы автоматического регулирования изменяется таким образом, что режим ослабления поля, выгодный с технической и экономической точек з зения, осуществляется при больших значениях частоты самой системой управле1 1я л;-и;гателел: без использования ограпреобразователе часигмюппя аг ряжечг1я в . Это достигается тем, что между выходол; рег -ляторп скопо;; п ч входом еуммато); регу,ятс):) токя пклш чемь сос: псиные посл(-;сзате.льпо б.-чм-; м}1ожо ия сигналов. ( б;и;к и блок деления сигиа;вп ;и;:4 1 1ен ых блока, вхолы , Л также ,i КПТОр;:-Х С5С;Г пюп;: с В1.ТХОДОМ су: гматора, фо),его сигнал задания частоть преоб1)азо 1Л;х пг. ; 1 ( соответственно со вгопь;.: рлод,пмгт блоков лмиожеиия и деления сигналов, при этом второй вход сумматора, (1)опммр 1ОИ,егя сппгял ЗЙЛ.Р.ИИЯ частоты преобразователя, соединен с выходом блока умиожеиия сигналов. На фи 1 ирсдстялзлена структурная схема час7отио-регул1руел ого электропривода; на . 2 -- г)яфики зависимостей тока и гоме1:та двигателя от величины екольжения; на фпг. 3 - -деалтзированные характеристики, отображаюиие зависимость требуемого тока двигателя и его момента от скольжения. Частотио - регулируемый электропривод включает в себя управляемый по частоте и току тиристориый иреобразователь / частоты, соедииеииый с асннхрониым электродвигателем 2 с короткозпмкиутым ротором. Ротор электродвигателя 2 соединен с датчиком 3 скорости враихетшя. Силовой вход тиристорного преобразователя частоты соединен с питающей сетью. Выход датчика 3 скорости, вращения соедннеи с сумматором регулятора скорости 4. Второй вход сумматора регулятора скорости 4 соединен с источником напряжения задания скорости. Выход регулятора скорости 4 соединен со включенными последовательно блоком 5 умножения сигналов, функциональным блоком 6 и блоком 7 деления сигналов. Выход датчика скорости 3, в роли которого может быть использован, например, тахогенератор, соединен со входом сумматора 8, формиру ощего сигнал задания частоты преобразователя, второй вход которого соединен с выходом блока 5. Выход сумматора 8 соединен со входами блоков 9 i 10 с. нелинейными характеристиками передачи. Выход блока 9 соединен с одннм из входов блока 7. Выход блока 10 соединен с одним из входов блока 5. Выход блока 7 соединен с одним из входов сумматора регулятора тока 11. Регулятор тока // соединен с тем входом преобразователя 1 частоты, который служит для управления величиной тока двигателя. Другой вход сумматора регулятора тока // соединен с выходом датчиков 12 тока электродвигателя 2. Выход сумматора 8 соединен с входом преобразователя частоты, который служит для управлення частотой. При работе электропривода ограничеине иапряжения реализуется путем автоматического уменьщения сигнала задаиия тока, которое имеет место ири больших значениях частоты на выходе преобразователя в результате воздействия сигнала, зависящего от частоты, на вторО вход блока делеиия сиг {алов. Функциональный блок иредиазначеи для иолучения требуемой формы характеристики сигнала задания тока в функции от скольжеиия. Нелинейный блок 10 и блок умножения скгпалоз предиазначепы для комиенсацни изменений коэффициента иерсдачи по контуру регулятора скорости, С1 яза;иых со 1зключепием в систему блока делеиия сигналов и нелинейного блока 9. Свойства блоков 9 и 10 характеризуются следующими соотнои1ет1иями, которые указываются для одной из реализаций заявленного привода, а именно для нривода прокатного тапа. Для блока 9 выходное напряжение: Bi« Ь,,,ом , если и,,и,,,,„„ (режим I) /;,b,x, , если fy,. 6„.ом (режим Л), где Г/выхо - выходное напряжение нелннейного блока 9; U- - напряжетще на выходе сумматора 8; пом - значение ианряженне f/,,, соответствующее номинальной частоте на выходе преобразователя. Режим I соответствует значенням частоты на выходе преобразователя / меньшим, чем номинальная частота электродвигателя 2. Режим II соответствует значениям частоты на выходе преобразователя / большим, чем номинальная частота электродвигателя 2. Для блока 10 внх.о i/.,,o« Ри - .. (режим I) f/nMx, у при (У. (У,,,, (режим II) В режиме I при значениях частоты меньших, чем номинальная (/ f,,oM), напряжение, управляющее частотой Уа а„(,„, а выходное напряжение блоков 9 и 7(9 не зависит от входного. При этом блок 5 и блок 7 не влияет на работу системы. В этом режиме ток двигателя и его момент являются однозначной функцией скольжения р. Эти функции представлены на фиг. 2 линиями MI и /ь ход которых не зависит от частоты. В этом режиме сигнал скольжения И-:, зависит только от напряжения, вырабатываемого регулятором скорости 4. Функциональный блок 6 вырабатывает напряжение задания тока, зависяндее от скольжения |3, как показывает линия ./ на фиг. 3. Момент электродвигателя 2 в этом режиме изменяется иропорционально выходному апряжению регулятора скорости 4. Зяписилюсть момента от скольжения показана па фиг. 2 линией М. В этом режиме ток элсктродпигателя 2 и напряжение на выход1:1)1х г1,1ем(чгтах Г1реоб1)аз()пателя / возрастают с VBc.Uf-iCrHeiN частоты преобразователя 1. 1.:П:Х, ЧО; i:oA;n:ji,.iibiC /,.,,s; I i-.,,,..) ВЫХОДНОС и;1Г1|;яжс : ч б/юхон 5 и 1G измег.яется г3;.) oi наппяжеиии f/-, з;:;ла11ия часто ;,:. r ;ifi;:f(i;( за/ипия тока L; умеиь. : )a;-i cpaiuiciiiiio с рсжив I -I раз по cjUiBHoiiino с режимом I одинаковых 31 ачсм1П5;л I-:. При сгчгг птстпук/и см характеристикр блока Р заявляемьи ппивод обеспечивает уменьшение задания тока и ограничение напряжения на выходных элементах преобразователя / до требуемого уровня. Благодаря этому обеспечивается снижение необходимой номинальной мощности элементов преобразователя. Технико-экономический эффект, получаемый при использовании изобретения, заключается в уменьшении требований к номинальной мощности элементов преобразователя частоты, которое достигается в случае использования преобразователей частоты, выходная часть которых построена по схеме инвертора тока и в связи с этим в повышении экономичности привода за счет уменьшения, стоимости изготовления преобразователя. Формула изобретения Частотно - регулируемый электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, тиристорный преобразователь частоты, регулятор скорости двигателя с подчиненным регулятором тока и сумматор, формирующий сигнал задания частоты преобразователя, один вход которого соединен с выходом датчика скорости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности элементов преобразователя частоты на базе инвертора тока, между выходом регулятора скорости и одним из входов сумматора регулятора тока введены последовательпо соединенные блок умножения сигналов, функциональный блок и блок деления сигналов, а таклсе два нелинейных блока, входы которых соединены с выходом сумматора, формирующего сиглал задания частоты преобразователя, а выходы соответстпенно со вторыг.гн входами блоков умножения и деления сигналов, П|ЗП этом второй ХОД сумматора, формиру 0щего сигнал задания i-acTOTiji преобразователя, сосхтпнен с 1и 1ходом блока умиожепия сигналов. Источники пиформации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР АО 409347, кл. Ы 02 Р 5/40 от 1973 г. 2.Патент ФРГ Л 1463387, кл. 21с 59/10 т- 1973 г. - прототип.