Устройство для управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

1

---Изобретение относится к области управления электроприводом и может бь1ть использовано для управления скоростью группы электродвигателей переменного тока, запитанных от вентильного преобразователя частоты, в частности тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью.

Известны устройства для регулирования скорости двигателя переменного тока по частотно-токовому принципу при питании двигателя от тиристорного преобразователя частоты 1, 2. В случае, когда нагрузкой одного преобразователя частоты являются несколько параллельно включенных и по-разному нагруженных двигателей, такие устройства применяться не .могут. Управление скоростью двигателей в данном случае можно осуществлять изменением частоты и амплитуды питающего напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты, содержащее три замкнутые системы регулирования фазных синусоидальных напряжений с задающими

и суммирующими элементами, регуляторами, датчиками тока в каждой фазе нагрузки, блоками фазоимпульсного регулирования и цепями обратной связи по току 2. Однако это устройство имеет недостаточную жестКОСТЬ выходной характеристики и не обеспечивает требуемого качества регулирования.

Целью изобретения является повышение качества регулирования и жесткости выходной характеристики устройства. Это достигается тем, что в предлагаемом, устройстве выходы преобразователя подключены к входам регуляторов через одни суммирующие элементы, выходы задающих элементов соединены через другие суммирующие элементы с входами блоков фазоимпульсного регулирования, а в цепи обратной связи по току включены фильтры.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

0 Устройство содержит формирователь 1 трехфазного синусоидального сигнала задания, имеющего функционально связанные амплитуду и частоту, регуляторы 2-4 напряжения, блоки 5-7 фазо.импульсного управления фазами 8-10 преобразователя частоты, нагрузку 11 -13 преобразователя, датчики напряжения, датчики 17-Штока и токовые корректоры 20-22. Синусоидальные сигналы задания, поступающие с формирователя 1 на входы блоков 5-7 фазоимпульсного управления преобразователем, являются основными сигналами, задающими выходные напряжения преобразователя. Сигналы задания ск ладываются на входах блоков фазоимпульсного управления преобразователем с соответствующими по фазе выходными сигналами регуляторов 2-4. В данной системе выходные сигналы регуляторов являются корректирующими сигналами, ликвидирующими разницу в форме и среднем значении между сигналами задания и выходными напряжениями преобразователя. Эта разница возникает вследствие дискретности процессов в преобразователе, неполной его управляемости, наличия паузы при переключении раздельно управляемых вентильных групп. Значения выходных сигналов регуляторов определяются разницей между сигналами задания и соответствующими сигналами обратной связи, поступающими на входы регуляторов с выходов датчиков 14-16 напряжения. В таком режиме работы рабочая гармоника, соответствующая сигналам задания, в выходных сигналах регуляторов практически отсутствует. Благодаря этому отсутствуют сдвиг по фазеИ рассогласование по скорости изменения между сигналами задания и выходными напряжениями «преобразователя . при использовании астатических регуляторов первого порядка (ти.;,,.:ристорный преобразователь частоты являёт. ся пропорциональным звеном и не вносит запаздываний в систему в рассматриваемых режимах работы). Отсутствие рабочей гармоники на входах регуляторов позволяет уве.личить постоянные времени регуляторов и тем самым ослабить выбросы, возникающие в их выходных сигналах вследствие негладкой формы сигналов обратной связи по напряжению. Такая фильтрация улучшает синусоидальность формы выходных напряжений преобразователя, не изменяя их фазы и амплитуды. Сигналы задания и обратной связи по напряжению, поступающие на входы регуляторов напряжения, не могут быть идеально симметричными и обязательно имеют небольщие постоянные составляющие. Кроме того, на входы регуляторов могут посту.пать незначительные по величине паразитные сигналы постоянной полярности. Наличие постоянной составляющей на входе регулятора приводит к появлению постоянной составляющей в его выходном сигнале и, соответственно, в выходном напряжении преобразователя. При работе на индуктивную нагрузку постоянная составляющая в выходном напряжении приводит к появлению постоянной составляющей в токе нагрузки, которая возрастает до тех пор, пока в связи с нелинейными характеристиками преобразов-ателя и нагрузки постоянная составляющая выходного напряжения не станет равной нулю. Для ликвидации этого недостатка в данном устройстве применяются токовые корректоры 20-22. Корректор представляет собой фильтр с больщой постоянной времени. На входы корректоров поступают сигналы с датчиков 17-19 тока, пропорциональные токам нагрузки соответствующих фаз преобразователя. Переменная составляющая этих сигналов отфильтровывается, и выходные сигналы корректоров оказываются пропорциональными постоянной составляющей токов нагрузки. Выходные сигналы корректоров подаются на входы регуляторов 2-4 и одновременно на соответствующие по фазе входы блоков 5-7 фазоимпульсного управления преобразователем. Появляющиеся при этом дополнительные составляющие в выходных напряжениях преобразователя ликвидируют постоянную составляющую в токах нагрузки. Формула изобретения Устройство для управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты, содержащее три замкнутые системы регулирования фазных синусоидальных напряжений с задающими и суммирующими элементами, регуляторами, датчиками тока в каждой фазе нагрузки, блоками фазоимпульсного регулирования и цепями обратной связи по току, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества регулирования и жесткости выходной характеристики, выходы преобразователя подключены к входам регуляторов через одни суммирующие элементы, выходы задающих-элементов соединены через другие суммирующие элементы с входами блоков фазоимпульсного регулирования, а в цепи обратной связи по току включены фильтры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сб. «Вентильные преобразователи частоты без звена постоянного тока. Л., «Наука, с. 53-72, 19Б5. 2.Дацковский Л. X. и др. «Синтез систем подчиненного регулирования в асинхронных электроприводах с непосредственным .преобразователем частоты. Журнал «Электричество, № 9,. 1975.