Частотно-регулируемый привод Советский патент 1980 года по МПК H02P7/42 

Изобретениге относится к электротехнике и может быть использовано, в различных отраслях промышленности, например, химической,текстильной металлурги ческой и других отраслях. Известен частотно-регулируемый привод, включающий асинхронные двигатели, преобразователь частоты, содержащий управляемый выпрямитель, фильтр, которые последовательно через предохранители соединены с автономным инвертором напряжения i. Недостатком такого частотно-регулируемого привода является то, что при срыве инвертирования батарея конденсаторов фильтра разряжается, по цепи: предохранители, основные тиристоры инвертора напряжения, что приводит к перегоранию предохранителей, которые установлены с целью защиты тиристоров инвер- торного моста от сверхтоков при разряде батареи конденсаторов фильтра. Вторым недостатком указанного частотно-регулируемого привода является;. ТО,что при быстром сбросе частоты преобразователя, например, при аварийной остановке двигателей, двигатель переходит в генераторный режим, и запасенная кинетическая энергия двигателя и маховых масс механизма пребразуется в электрическую энергию, которая через мост обратных циодбв переходит в конденсаторную батарею фильтра, .что приводит к значительному росту напряжения на конденсагорйх фильтра (в 2-3 раза больше номинального значения) и как следствие, к выходу из строя конденсаторов фильтра и тиристоров основного и коммутирующих мостов инвертора на пряжения. Эти недостатки устранены в частотно- регулируемом электроприводе 2 Указанный частотно-регулируемый привод содержит асинхронный двигатель и преобразователь частоты, включающий регулируемый выпрямитель, последовательно соединенный через фильтр и устройство токоограничения с автономным Шёёртором найряжений, системы управ КеЯия выпрямителем и абтбномйъта ййвергором, датчики напряжения и датчики folca асинхронного двигателя, разрядное устройсттзо,пбдТсл1бчейй6е параллельно фильтру, причем, управляющий isxoa разрядного устройстба соединен с выходом датчика включения раэряднотч) устройства, управляющий вкЬд которотЧэ соединен с датчиком тока, который дает сигнал о срьюе тшвертирования. i .При еры,ве ийвертирования ток в звене постоянного Ttaca превышает уставку и датчик включения р4зрядног э -устройства дает сигнал на включение разрядного устройства. TaiK как Индуктивность дросселя разрядного устройства меньше значитель но индуктивности дросселя устройства токоограничения, то ток разряда батареи .конденсаторов фильтра замыкается через разрядное устройство, что предохраняет Tiiipsfcfopbi инверторного Моста от протек ния по ним сверхтоков. При бйСтром уменьшении частоты Инвертора напряже- ййя в указанном приводе, для исключения перенапряжений на конденсаторах фильтра В регулируемом выпря1 1ителе предусмотрен второй рекуперативный мост, которы рё куПёрирует энергию, запасенную маховыми массами приводного механизма и №игателя в сеть, исключая, таким обра Э6М, йеренапряжёния на конденсаторах йна эпёМентах й1втономного инвертора. Данное устройство является наиболее близким техническим решением к изобретёййк).. Недостатком т акого чйстотШ регулИч рУШо % Т$11Шсй( тШ еломШостй за счет наличия рекуперативного, моста, что требует дополнительной системы управления им, логики раздельного управления, кроме того, за время паузы, которая необходима при раздепь- Упрйвлёнии для переключения мосто напряжение на конденсаторах фильтра мо жет достичь опасной величины, значител но превышающей номинальную. Целью изобретения является упрощение, частотно-регулируемого привода и повышения его надеяшости. Поставленная цель j ocTHraeTM тем, что в известное устройство, 6дёр;жащее асинхронный двигатель и преоёразовател частоты, включающий последовательно соединенный регулируемый вьшрямитель, фильтр, устройство токоограййчёййя, автономный инвертор напряжения; систему

4 управления выпрямителем и автономным инвертором, датчики напряжения и датчики тока В цепи питания инвертора, введены блок, формирующий сигнал включения тиристоров одного из плеч инверторного моста автономного инвертора напряхсения, пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход порогового устройства соединен со входом блока, форматирующего сигнал включения тиристоров одного из плеч инверторного моста автЬномного инвертора напряжения. На чертеже представлена схема частотно-регулируемого привода. Частотнорегулируемый привод содержит асинхронный двигатель 1 и преобразователь частоты, включающий последовательно соединенный регулируемый выпрямитель 2, фильтр 3, устройство токоограничения 4, автономный инвертор напряжения 5, датчик напряжения 6 и датчик тока 7 в цепи питания инвертора, разрядное устройство 8, подключенное параллельно конденсатору фильтра 3, причем управляющий вход разрядного устройства 8 соединен с выходом датчика 9 включения разрядного устройства, первый управляющий вход которого соединен с датчиком тока 7, а второй управлйющий Вход датчика 9 включения разрядного устройства через схему ИЛИ 10 и пороговое устройство 11 соединен с выходом датчика напря- жения 6. Второй выход схемы ИЛИ 10 подключен к блоку 12, выдающему сигнал включения тиристоров одного из плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения 5. Регулируемый выпрямитель управляется системой 13 управления выпрямителя, на вход которого поступает сигнал задания и сигнал обратной свяШ с Датчика напряжения 6. Автономный инвертор напряжения 5 управляется системой 14 упра& {ёнйя инвертором, на вход которой поступает сигнал задания на частоту .В случае, если преобразователь меет небольшую мощность, и емкость конденсаторной батареи фильтра ,3 невелика, функции разрядного устрой- ства 8 могут быть выполнены двумя одновременно включенными тиристорами плеча инверторного моста автономного инвертора напряжения 5. и токоо1 раничи- вающим устройством 4, а разрядное уст-, ройство 8 может отсутствовать. Частотно-регулируемый привод работает следующим образом. Сетевое напряжение вЫпрямЛяетсй регулируемым выпря57Мигелем 2 и сглаживается фильтром 3. Затем напряжение постоянного тока 2 преобразуется в трехфазное напряжение переменного тока заданной частоты и амплитуды и поступает на синхронный двигатель 1. Величина выпрямленного напряжения определяется углом ре гулиро- вания выпрямителя 2,а частсхга выходного напряжения автономного инвертора напряжения 5 определяется частотой задающего генератора системы 14 управле ния инвертором напряжения. Соотношение между выходной частотой и напряжением автономного инвертора напряжения может поддерживаться по любому из известных законов. При резком уменьшении частоты авто номного инвертора напряжения, например при аварийном останове привода сколь- жение асинхронного двигателя изменяет знак и двигатель переходит в генераторный режим. Энергия, запасенная маховыми массами асинхронного двигателя и приводного механизма, преобразуется асинхронным генератором в электрическую энергию и поступает в конденсаторную баТарею фильтра 3. При повышении напряжения на конденсаторах фильтра , выше заданного уровня сигнал с датчика напряжения 6 переключает пороговое устройство 11 и сигнал через схему ИЛИ- О поступает на второй вход дат чика 9 включения разрядного устройства 8, который включает тиристоры разрядного устройства 8, и батарея конденса- торов фильтра 3 разряжается через рядное устройство 8, что предотвращает перенапряжение на конденсаторах фильтра и элементах схемы автономного инвертора напряжения. Если преобразователь Имеет небольшую мощность, то специально выполненное разрядное устройство 8 может отсутствовать, так как батарея 1сондвнса- торов фильтра 3 имеет небольшую емкость и функции разрядного устройства 8 могут быть выполнены двумя одновременно включенными тиристорами одного из плеч тиристорного моста и устройством токоограничения 4. В этом случае выходной сигнал схемы ИЛИ- 10 поступает по второму каналу на вход блока 12 включения тиристоров одногона 89 плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения 5. В этом случав конденсаторная батарея фильтра разряжа- етр rtb депи токоограйичявающее устройство 4 - два последовательно включенные тиристора одного из плеч инверторнога моста.. J Устройство обеспечивает исключение перенапряжений на конденсаторах фильтра и элементах схемы автономного инвертора напряжения без применения вто рого рекуперирующего моста управляемого выпрямителя, что позволяет упростить устройство и Т1овьюить его надежность. - - .. .,, и а о б р е т е н и я Форму Частотно-регулируемый привод, содержащий асинхронный дййгатеЛь и преобразователь частоты, включающий последова тепьно ссюдиненные регулируемый вы- прямитель, фильтр, устройство токоогра- нйчения, автономный инвертор напряжения, Системы управления выпрямителем и автономным инвертором, датчики напряжения и тока в цепи питания инвертора, . отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышен ия надежности, введены блок, формирующий сигнал включения тиристоров ойного из плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения, пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход порогового устройства соединен со входом блока , формирующего сигнал включения тиристоров одного нз плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения, I- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Новый -преобразователь типа Си- ловерт со звеном постоянного тока для химической промышленности, Simene 7e.tschriH 49 (1975) ,сТр,484: 490).. 2.Электротехническая промышленност. -Реферативный научно-технический сборник.Серия Электропривод, 1976, № 1, с. 23.

, ... .,1 Ai/ t /I :r

: -f-ft-i

., , i-,;-:-ii ;f--j , }

t