Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1982 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления частотно-регулируемыми электроприводами, выполненными на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя и тиристорного преобразователя частоты с автонсмным инвертором тока.

Известен частотно-регулируемый электропривод, содержащий преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока, к выводу которого подключен асинхронный двигатель. Задание амплитуды тока статора формируется по заданным активной и реактивной составляющим тока статора. Отрабатывается данное задание замкнутой системы автоматического регулирования амплитуды тока статора с воздействием на управляемый вътрямитель. По току и напряжению двигателя осуществляется выделение фазных значений потокосцепления ротора. Сигналы потокосцепления ротора вместе с сигналами задания проекций статорного тока в блоке формирования управляющего напряжения формируют сигнал управляющего напряжения, которое сравнивается в

блоке компараторов с сигналами потоков ротора. В моменты сравнения формируются импульсы, используетйые затем для управления инвертором 1

Недостатком этого устройства является то, что в системе управления инвертором не учитывается ззшаздьшание изменения фазы тока статора относительно управляющих сигналов

10 инвертора, в резул1 тате в динамике . получают неудовлетворительное протекание процессов в электроприводе.

Наиболее близким к предлагаемсилу является частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный короткозамкнутый электродвигатель, преобразователь частоты; включающий автономный инвертор тока и управляемый выпрямитель выход которого через

20 дроссель соединен с инвертором, под- , ключенным к фазным обмоткам электродвигателя, канал регулирования тока, выход которого подсоединен к управляемому выпрямителю/ а вход через

25 первый блок сравнения связан с датчиком тока в цепи питания инвертора, блок задания частоты, подключенный через блок управления к управляющему, входу инвертора,датчики тока и напряжения в цепях фазных обмоток |Электродвигателя и блок деления. В .данном устройстве измеряется ток и напряжение двигателя, по ним вы деляется внутренняя ЭДС двигателя, кроме того, измеряется угол фазового сдвига между током и внутренне: ЭДС двигателя. Задание амплитуды тока статора принимается пропорциональным которое отрабатывается замкнутой сис темой автоматического регулирования тока, воздействующей на управляемый выпрямитель. Управление частотой ин вертора осуществляется внешним сигналом задания частотй, к которому прибавляется корректирующий сигнал, пропорциональный -т-р- 21, Недостатками устройства являются сложность и невысокая точность измерения .Фазового угла между током и внутренней ЭДС двигателя при перемен ной частоте питания, что уменьшает момент двигателя и снижает его быст.родействие. Цель изооретёния - повышение момента двигателя и его быстродействия за счет более точного формирования сигнала управления. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок вы деления проекции вектора ЭДС, нормальной к вектору тока статора, выхо которого подсоединен к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к блоку задания частоты, а выход блока деления подсоединен к первому блоку сравнения в канале регулирования тока. Кроме того, в предлагаемое устрой ство введены регулятор амплитуды ЭДС и второй блок сравнения, а блок выделения проекций вектора ЭДС, нормальной к вектору тока статора, снаб жен дополнительным выходсял сигнала амплитуды ЭДС, который соединен через второй блок сравнения с регулято ром амплитуды ЭДС, выход которого соединен со входом первого блока сравнения в канале регулирования тока, прт&л второй вход вторюго блока сравнения соединен с блоком задания частоты. На фиг.1 дана структурная схема частотно-регулируемого электропривода; на фиг.2 - векторная диаграмма процессов в асинхронном двигателе. Частотно-регулируемый электропривод содержит преобразователь частоты, состоящий из управляемого выпрямителя 1, соединенного через дроссель 2 с автономн, инверторе 3 тока, на выход которого подключен двигатель 4. Выходы датчиков 5 тока и .напряжения подключены к блоку б выделения внутренней ЭДО двигателя е и ее проекции в(у, нормальной к векхору тойа статора. Сигнал пода ется на елок 7 Деления в качестве делителя. Выходной сигнал блока 7 подается в качестве задания через первый блок 8 сравнения в канал регулирования тока выпрямителя, сое-, тоящий из регулятора 9 тока, системы 10 управления выпрямителем 1. На вход первого блока 7 сравнения пода- ется сигнал отрицательной обратной связи с датчика 11 тока. Кроме выходного сигнала блока 7 деления на вход первого блока 8 сравнения подается выходной сигнал регулятора 12 амплитуды ЭДС, вход которого через второй блок 13 сравнения соединен с блоком 14 задания частоты. К блоку 13 сравнения подсоединен второй выход блока б. Выходной сигнал регулятора 12 является не основгелм, а корректирующим, и предназначен для повышения точности работы системы. Управление частотой инвертора осуществляется системой 15 управления инвертора, на вход которой подается сигнал блока 14 задания частоты. В установившемся режиме работы вектор тока статора t опережает вектор потокосцепления ротора на угол . причем величина г эпределяется проекцией тока i, на , которая обозначена to. Вторая, нормальная составляющая тока 1,совместно с потокосцеплениеМ определяют момент двигателя. При качественном управлении .процессами в двигателе величина , а следовательно, и ток to должны поддерживаться неизменными. В этом случае амплитуда тока t будет меняться с изменением момента по законуЛ - LO ) Sivity При постоянном значении % ЭДС, индуктируемая потокосцепленнем fi в статоре, пропорциональна частоте, T.e. а проекции вектора ё на ток i. равны: тангенциальная составляющая.e ecos Нормальная составляющаяe esin f. Откуда отношение 4 Тип - - 4i, получаем пропорциональным амплитуде тока. Приведенные рассуждения по поводу векторной диаграммы (фиг.2) показывают, что, определяя величину ес и осуществляя необходимую обработку данного сигнала в соответствии со схемой (фиг.1}, .-.МОЖНО получить быстродейст.вующее формирование амплитуды тока двигателя при любых изменениях нагрузочного момента. При указанном регулировании, осуществлявMOM без информации о частоте вращения, потокосцепление д остается не изменньм. При этом , поэтому .регулятор 12 корректирует эадание и {регулятор тока для повыления статической точности регулирования. Таким образом, изобретение позвО ляет упростить систему частотного управления асинхронным двигателем за счет /уменыиения в ней числа элементов, дающих основную погрешность что улучшает качественные показатели системы в части увеличен1 я момента двигателя и быстродействия. Формула изобретения 1. Частотно-регулируемый электропривод, содержавши асинхронный корот козамкнутый электродвигатель, преобразователь частоты, включающий авто номный инвертор тока и управляемый выпрямитель, выход которого;че)рез дроссель соединен с инвертором, под ключенным к фазным обмоткам электро двигателя, канал регулирования тока выход которого подсоединен к управляемому выпрямителю, а вход через первый блок сравнения свйзан с датч тока в цепи питания инвертсфа, блок задания частоты, подключенный через блок управления к улравляюще му входу инвертора, датчики тока и напряжения в цепях фазных обмоток электродвнгателя, блок деления, о тличаюцийся тем, что,с целью повыиения момента двигателя и .его быстродействия за счет более точиого формирования сигнала управления, введен блок выделения проекции вектора ЭДС, нормальной к вектору тока статора, выход которого подсоединен к первому входу блока деления, второй вход которого .подклочеи к блоку задания частоты, а выход блока деления подсоединен к первому блоку сравнения в канале регулирования тока. 2. Электропривод по п. 1, о т личающийся тем, что в него введены регулятор амплитуды ЭДС и второй блок сравнения, а блок выделения проекции вектора ЭДС, нормальной к вектору тока статора, снабжен дополнительным выходом сигнала гмплитуды ЭДС, который соединен через второй блок сравнения с регулятором амплитуды ЭДС, выход которого соединен . со входом первого блока сргю нения в канале регулирования тока, причем второй вход второго блока сравнения соединен с блоком задания частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 744887, кл. Н 02 Р 7/42, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 729804, кл. Н 02 Р 7/42, 1977.

r

О

/

e i