Частотно-управляемый электропривод Советский патент 1980 года по МПК H02P7/64 

1

Изобретение относится к частотно-управляемым электроприводам с широким диапазоном регулирования скорости с применением в каждой фазе двигателя двух магнитных трансформаторных усилителей с выходом на удвоенной частоте.

В основном авт. св. № 375745 описан частотно-управляемый электропривод, содержаший включенный в кажую фазу двигателя переменного тока повышаюший частоту сети, работаюший в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией при помоши диодов магнитный усилитель, два выхода которого соединены последовательно с двумя поочередно работающими тиристорными ключами, а обмотка каждой фазы двигателя включена между общей точкой двух выходов усилителя и общей точкой двух тиристорных ключей 1 .

При питании этого электропривода от сети переменного тока 50 Гц, в случае применения двухполупериодной схемы с нулевым выводом, можно получить после де-модуляции выходную частоту, изменяющуюся в пределах от О до 20-25 Гц, применение шестифазных схем дает возможность получить выходную частоту изменяющуюся от О до 5 Гц.

Однако п)именение удвоителей частоты с питанием от сети 50 Гц связано со значительными габаритами модуляторов, значительной постоянной времени цепи управления и ограниченным верхним пределом выходной частоты.

Цель изобретения заключается в расширении диапазона регулирования частоты вращения, уменьшении габаритов и повышении быстродействия за счет уменьшения постоянной времени цепи управления магнитных усилителей.

Эта цель достлгается тем, что в устройство введены реверсивный источник постоянного напряжения, полупроводниковый генератор с двухфазным выходом и последовательно включенные преобразователь частота-напряжение, сравнения и операциоиный усилитель, при этом сетевые обмотки магнитных усилителей через полупроводниковый генератор подключены к реверсивному источнику постоянного напряжения, вход которого подключен ктрехфазной сети, цепь управления реверсивного источника соединена с выходом операционного усилителя, второй вход блЪка сравйёМя ббёДи Иёй с въ1хЪдг)м ревёрсивногО источника постоянного напряжения, а преобразователь -{5а2т,5- агн-апр-ятёйШ:подключен1Г выходу источника задающей частоты. Кроме того, выход мостового выпрямителя узла рекуперации подключен к выходу реверсивного источника постоянного напряжёнйя:На чертеже изображена принципиальная схема частотно-управляемого электропрйво:дя. , ....,-,;,::;: , .. ... Реверсивный источник постоянного тока 1 получает питание от трехфазной сети 2 частотой 50 Гц. Выходное напряжение источника I поступает на вход полупроводникового генератора 3 с двухфазным, выходом. Передний фрШ-f ЩШЪуг6ЛВШ &У1Ш1 льса выхода 4 сйв;йнутШ Четверть периода от переднего фронта прямоугольного импульса выхода 5.--у На четырех тороидальных или П-образ iibixмагнитопроводах 6, 7, 8 и 9 расположены сетевые обмотки 10, 11, 12 и 13 вклю чённь1е попарнЬ-встрёчно: ---ВьгХод однотактеоТо матнитМОго усилителя на удвоенной частбте осуществляется посредством четырех обмоток 14, 15, 16 и 17 1&тШчТннь1х ттогтарнб-последбвательно, а пОСЛедова елмЪ-встречно, и двух диодов 18, 19, втключекных по схеме со средней точкой. Управляющие обмотки 20, 21, 22, и 23 шШ8Ч1 ГнШ1арно- йосйёЯЬёатёЯьнб йполучают питание от многофазного генератора задающей частоты 24 через блокирующий диод 25. Частота генератора задающей часTpjbi 24 Может изменяться В ширЪких пре TfSraxr -- ....--- . ..-, Второй магнитный усилитель с выходом на удвоенной г1Ш бтГШГдЖШ 1ГГ1ге 1Дёчниках 26-29, Сетевые обмотки 30-33 и вторичные обмотки 34-37 с вентилями 38 ., и, 39 вь1П1тб,лШ1ёг W c6tMHf IbT aH а л о гй ч но соответствующим оёмбткампте| гоТиагнйт H6f6 yCHJlHtMH Управляющие обмоткй вт5 рТг6 уси.лителя 40-43 включены генератор задающей частоты 24 через блокирующий.диод 44, 1ТОЛЯ|(нОсть которогог1р6тй18бпОложйа полярности диода 25. Кроме того, если у первого усилителя анод диода 25 ёоёДйнёнс началом обмотки 20, тО у втбрб гО УСИЛИТеля катод диода 14 соединен с концом обмотки 40. При таком соединении в ОДйн ПОЛупериод задающ,ей частоты ток протекает через управляющие обмотки 20-23, а в другой полупериод через управляющие обмотки 40 43. --- -:,-;-,..:: Принцип работы магнитных усилителей С выходом на удвоенной частоте в режиме модуляции с дальнейшей демодуляцией посредстврм диодов 18, 19 и 38, 39 при питании от сети 50 Гц подробно описан в прототипе. Там же описано питание одной фазы двигателя 45 через тиристорные ключи 46, 47, которое ВСвою очередь включаются логической схемой 48, получающей сигналы от датчика напряжения 49 и отключаются посредством автотрансформатора 50 и узла коммутационного напряжения 51. Ко входу генератора задающей частоты 24 подключен задатчик 52, а выход генератора через преобразователь 53 частотаиапряжение соединен со входом операционного усилителя 54. В описанном электроприводе П1 тание сетевых обйОТокгйагйигного усилителя удвоителя осуществляется от двухфазного полупроводникового генератора 3 (например, генератора Ройера),причем частота на выходе полупроводникового генератора, которая является несущей частотой, для магнитных усилителей-удвоителей, работающих в режиме модуляции, пропорциональная постоянному напряжению подводимого к генератору 3 От реверсивного управляемого выпрямителя 1. Постоянное напряжение на выходе выпрямителя 1 в свою очередь пропорцот- ально модулирующей частоте получаемой от задающего генератора 24. Трехфазный генератор задающей частоты 24 изйеняет выходную частоту синусоидального напряжения в широких пределах, при ;измененй}Г задающего постоянного напряжения от задатчика 52. Один из выходов генератора задающей частоты включается на преобразователь частоты в напряжение 53, выход которого йключенн авхбд операционного .усилителя 54. Второй ВХОД операционного усилителя включен на нанрйжени е источника постоянного напряжения 1. Выход операционного усилителя ёключен на систему управления управляемого Выпрямителя 1. Подобное вйлйчеНйГ Система автоматического регулирования дает возможность поддерживать п бстоянн М еоотнрщение между несущей частотой и модулирующей частотой. Т. к. напряжение на выходе генератора 3 прямоугольньтх импульсов 2 пропорциональноего частоте, то магнитные усилители работают при одинаковой величине магнитного потока в щироком диапазоне изменения частоты. В верхней части диапазона модулирур щей частоты несущая частота более высокая, чем в нижней части диапазона модулирующей частоты. Кроме того, переменное напряжение на зажимах обмотки двигателя автоматически Оказывается пропорциональным частоте при одинаковой амплитуде Яеременного напряжения на зажимах управляющей обмотки. Применение повышенной несущей частоты дает возможность сократить габариты магнитных усилителей и уменьшить постоянную времени обмотки управления. Вторая отличительная особенность предлагаемого частотно-управляемого привода заключается в том, что узел рекуперации энергии, собранный на диодах 55, 56, 57 и 58, подключен на напряжение источника постоянного тока 1 без применения отдельного источника. Кроме того, напряжение источника постоянного тока 1 автотматически устанавливается необходимой для рекуперации величины. Остальнь1е две фазы двигателя получают питание аналогично описанному выше, т. е. сетевые обмотки включены на выходы 4 и 5 полупроводникового генератора 3, обмотки управления получают питание от выходов 59, 60 генератора задающей частоты 24, которые сдвинуты по фазе относительно друг дрУга и выхода 61 на угол 2/Зл. Узлы рекуперации двуХ других фаз подключены к выводам 62 и 63. Формула изобретения 1. Частотно-управляемый электропривод по авт. св. № 375745, отличающийся тем. ЧТО, с целью расширения пределов регулирования частоты вращения электродвигателя, уменьшения габаритов и повышения быстродействия, в него введены реверсивный источник постоянного напряжения, полупроводниковый генератор с двухфазным выходом, и последовательно включенные преобразователь частота-напряжение, блок сравнения и операционный усилитель, при этом сетевые обмотки магнитнь х усилителей через полупроводниковый генератор подключены к реверсивному источникупостоянного напряжения, вход которого подключен к трехфазной сети, цепь управления реверсивного источника соединена с выходом операционного усилителя, второй вход блока сравнения соединен с выходом реверсивного источника постоянного напряжения, а преобразрватель частота-напряжение подключен к выходу источника задающей частоты . 2. Частотно-управляемый электропривод по п. 1, отличающийся тем, что выход мостового выпрямителя узла рекуперации подключен к выходу реверсивного источника постоянного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 375745, кл. Н 02 Р 7/64, 1970.