Устройство для управления электроприводомпЕРЕМЕННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02P7/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для регулирования скорости двигателя переменного тока по частотно-токовому принципу при питании двигателя от вентильного преобразователя частоты, в частности тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью. Известно устройство управления электроприводом переменного тока с тиристорным преобразователем частоты, в котором сравниваются заданное и действительное значение тока вдвигателе, формируется сигнал, соответствующий разности, и этот сигнал сум мируется с Сигналом, пропорциональны ЭДС двигателя fl J. Однако такое устройство не облгща ет достаточной точностью, так как уровень разностного сигнала между за данным и. действительным значениями тока в двигателе необходимо устанавли ать относительно высоким для компенсации влияния падения напряжения на обмотках двигателя. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для управления электроприводом переменного тока при питании от тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью, содержащее блок переключения групп тиристоров указанного преобразователя частоты, три регулятора фазных токов с блоками задания токов двигателя,тридатчика ЭДС, три формирователя сигналов, пропорциональных падению напряжения на активном и индуктивном элементах двигателя, и три сумматора, входы каждого из которых соединены с соответствующими выходами регулятора фазных токов, датчика ЭДС и формирователя сигналов, а выходы подключены к системе управления тиристорами преобразователя частоты. В данном устройстве входная цепь сигнала задания и цепь обратной связи по току подключены к схеме сравнения на входе регулятора тока. Выход регулятора подсоединен ко входу блока суммирования ко второму входу которого подсоединена обратная связь по ЭДС, а к третьему входу - функциональный блок. На вход функционального блока подается сигнал задания тока. Клходиой сигнал функционально блока представляет собой сумму двух сигналов: сигнала, пропорционального величине заданного значения тока, и сигнала, пропорционального производной заданного значения тока. Выход блока суммирован|1я подсоединен ко входу системы управления преобразователем частоты. Выход- преобразователя подсоединен к двигателю, в цепи питания которого установлен датчик тока. Выходной сигнал датчика тока используется в качестве сигнгша обратной связи по току. Данным устройством обеспечивается компенсация влияния ЭДС двигателя, а также компенсация влияния активной и реактивной составляющих падения напряжения в обмотках двигателя. Это позволяет умень шить величину разностного сигнала между заданным и действительным значениями тока в двигателе, повышая тем самым точность установки и поддержания регулируемого параметра 2 . Однако в данном устройстве никак не учитывается и не ликвидируется влияние, на точность установки и поддержания регулируемых параметров индуктивности дросселя, включенного в звено постоянного тока преобразовате ля. Дроссель необходим для ослабления пульсаций в выходных токах преобразователя. Наличие данных пульсаций приводит к дополнительному нагре ву электродвигателей и вносит погреш Hoclb при регулировании тока. Кроме того, дроссель выполняет защитные функции, т.е. он ограничивает скорость нарастания выходных токов преобразователя в аварийных режимах.В любой момент времени дроссель оказываетс включенным последовательно с нагрузкой одной из фаз преобразователя. Вторая и третья фазы преобразователя работа ют в это время в параллель. Через кги дые 6 о выходной частоты преобразова теля дроссель включается последовательно с нагрузкой другой фазы преоб разователя. При каждом переключении меняются коэффициенты усиления конту ров фазных регуляторов тока. Посколь ку частота среза контуров регуляторо тока выбирается, исходя из наименьше го значения коэффициентов усиления, падение напряжения на дросселе вноси существенные погрешности при отработ ке системой формы и фазы токов двигателя. Цель изобретения - повышение точности регулирования за счет ликвидации отрицательного влияния индуктивности дросселя. Поставленная цель достигается тем что в устройство для управления элек роприводом переменного тока при пита нии от тиристорного преобразователя частоты с непосредс венной связью, содержащее блок переключения групп тиристоров, три регулятора фазных токов, три датчика ЭДС, три формирователя сигнгшов/ пропорциональных падению напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях двигателя и три сумматора, входы каждого из которых соединены с соответствующими выходами регулятора фазных токов,датчика ЭДС и формирователя сигналов,а выходы подключены к системе управления тиристорами преобразователя частоты, введены три дополнительных блока формирования сигналов,пропорциональных производным заданных значений фазных токов и величине индуктивности дросселя , три управляемых ключа и блок логики, при этом входы блока логики подсоединены к выходам блока переключения групп, тиристоров преобразователя частоты, выходы блока логики подсоединены к управлякщим входам ключей, входы дополнительных блоков формирования сигналов подсоединены к блоксМ Зсщания токов, а выходы через кдючи - ко входам сумматоров. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит трехфазную систему 1 импульсно-фазового управления тиристорами, сумматоры 2-4, регуляторы 5-7 фазных токов, датчики 810 ЭДС, блоки 11-13 формирования сигналов, равных сумме сигнала, пропорционального заданному значению тока, и сигнала, пропорционального производной заданного значения тока (пропорциональных падению напряжения на сопротивлениях двигателя), дополнительные сумматоры 14-16, блок 17 логики, блоки 18-20 формирования сигналов, пропорциональных производным заданных значений фазных токов и величине индуктивности дросселя, управляемые ключи 21-23. Устройство работает следующим образом. На вход системы импульсно-фазового управления, соответствующий фазе преобразователя частоты, нагрузка которой оказывается включенной последовательно с дросселем, подается дополнителъяыЛ сигнал, пропорциональный падению напряжения на дросселе. При этом исчезают динамические погрешности, существующие при формировании данного напряжения с помощью фазных регуляторов тока (поскольку для н шичия иа выходах фазных регуляторов сигналов, задающих величину напряжения, падающего на дросселе, должна существовать ошибка мегкду сигналами задания и выходньвш токами преобразователя). Через дроссель протекает одиополярный пульсирукедий ток - шесть импульсов за один период выходной частоты, преобразователя. Каждый очередной импульс соответствует протеканию через дроссель тока очередной фазы. При этом падение напряжения иа дросселе пропорционально производной тока данной фазы и величине индуктивности дросселя. Поскольку на входы систеивд иьшульсно-фазового управления нужно подавать гладкие сигналы, в устройстве вместо производных реального тока двигателя используются производные гармонических сигналов задания. Данные сигналы можно было бы подавать одновременно на все входы указанной системы, однако предлагаемое устройство позволяет более просто обеспечивать напряжение соответствующее падению напряжения на дросселе: дополнительный сигнал подается только на вход системы импульсно-фазового управления, соответствукяцей фазе преобразователя, ток которой яв ляется током дросселя. В результате напряжение, соответствующее палению напряжения на дросселе, обеспечивается той фазой преобразователя,пол ный ток которой протекает через дрос сель . Необходимые дополнительные сигналы формируются блоками 18-20. Интервалы прохождения данных сигналов на сумматоре на входах системы импульсно-фазового управления соответствуют интервалам открытого состояния ключей. Сигналы управления ключами формируются блоком логики из логических сигналов, определяющих направление протекания тока в фазах нагрузки пре образователя . Компенсировать влияние дросселя можно также, подавая дополнительные сигналы, пропорциональные пгщению на пряжения на дросселе, одновременно на все три входа системы импульснофазового управления. При этом каждой фазой преобразователя формируется напряжение, соответствующее половине падения напряжения на дросселе, и система работает в более симметричном режиме. Однако в связи с громоздкостью такого схемного решения предлагаемое устройство оказывается более предпочтительным. Технический эффект от введения до полнительных блоков состоит в повышении точности регулирования двигателем переменного тока. Формула изобретения Устройство для управления электроприводом переменного тока при питании от тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью, содержащее блок переключения групп тиристоров указанного преобразователя частоты, три регулятора фазных токов с блоками задания токов двигателя, три датчика ЭДС, три формирователя сигналов, пропорциональных падению напряжения на активном и.индуктивном сопротивлениях двигателя и три сумматора, входы каждого из которых соединены с соответствующими выходами регулятора фазных токов датчика ЭДС и формирователя сигнгшов, а выходы подключены к системе управления тиристорами преобразователя частоты, отличающееся тем, что,с целью повышения точности регулирования за счет ликвидации отрицательного влияния индуктивности дросселя,установленного в звене постоянного тока преобразователя, в него введены три дополнительных блока формирования сигналов, пропорциональных производным заданных значений фазных токов и величине индуктивности дросселя, три управляёАо х ключа и блок логики, причем входы блока логики подсоединены к выходам блока переключения групп тиристоров преобразователя частоты, выходы блока логики подсоединены к управляющим входам ключей, входы дополнительных блоков формирования сигналов подсоединены к блокам заания токов, а выходы через ключи ко входс1м сумматоров. Источники информации, принятые во. внимание при э.кцперз;и5е 1.Авторское свидетельство СССР 442561, кл. Н 02 Р 7/42, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 629619, кл. Н 02 Р 7/42, 1976.