Асинхронный вентильный каскад Советский патент 1982 года по МПК H02P5/34 H02P7/78 

(54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ КАСКАД

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе. Йзвестер асинхронный вентильный као кад, содержащий последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока, суммирующий усилитель, узел ограничения и блок импульсно-фазового управ ления инвертором, а также датчики тока и напряжения, подключенные ко входу сум мирующего усилителя. В этом, устройстве при отсутствии тока в роторной цепи двигателя максималь ный угол управления инвертором ограничен на уровне , а при появлетнии тока в роторе угол ограничения увеличивается на величину Д (Ь пропо{. ционально величине контролируемого то- ка, компенсируя падете напряжения в преобразователе, и двигатель достигает номинальных оборотов при номинальной нагрузке ij .. Недостаткакти такого устройства являются его сложность и низкая точность регулирования . Применение датчиков тока, контролирующих ток в звене постоянного тока или в фазах инвертора, не представляется Возмикным в вентилрлых као. кадах с переменным характером нагрузки, поскольку при пр1шожении нагрузки та максимальных оборотах двигателя и последующем снятии ее преобразйватель будет продолжать обтекаться током закоротки нaличvш положительной токовой связи, воздействующей на увеличение максимального угла регулирования. При этом небольшой возмущение, например, повышение напряжения сети, приведет к увеличейию этого тока до максимальной величины (до тока ограшьчения). Указанноэ явление может быть устранено лишь применетшем датчика , контролирующего ток в фазах ротюраТь.. днако такой цатчикаостаточно сложен, покольку требуется контропировать знакопееменные токи в трек фазах ротора овигателя. 393 Кроме того, завист1Мость - f (7р) должна быть нелинейной и требуется применять дополнительные нелинейные блоки, которые, в свою очередь, неточности реализашш характеристики Afi-f (1р) могут привести к недокомпенсахши, что в свою очередь приведет к недоиспользованшо двигателя по скорости или перекомпенсашш, при которой появится ток закоротки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является асинхронный веитильный каскад, содержащий асинхронный электродвигатель, выпрямитель к инве1 тор, подключенные к роторной обмотке электродвигателя, регулятор скорости, регулятор тока и блок импульсно-фазового управления инвертором, последовательно соединенные между собой, задатчик скорости, однополярный инвертор, датчик выпрямленного .тока ротора, соединенный со вторым вхадом регулятора тока, датчик частоты вращения электродвигателя и датчик напряжения, соединенные со входа ми однополярного инвертора . . Это устройство обладает тем недостат ком, что из-за наличия в устройстве узла развязки в датчике напряжения и самого датчика напряжения усложняется«система управления асинхронным вентильным каокадом. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный электродвигатель, выпрямитель и инвертор, подключен ные к роторной обмотке электродвигателя, регулятор скорости, регулятор тока и блок имлульсно-фазового управления инвертором, последовательно соединенные между собой, задатчик скорости, однополярный инвертор, датчик выпрямленного тока ротора, соединенюый со вторым входом регулятора тока, датчик частоты вращения электродвигателя, соединенный с одним из входов однополярного инвертора, введен источник опорного напря:чения, соединенный с другим входом однополярного инвертора, выход которого соединен с третьим входом регулятора тока, а два входа регулятора скорости соединены соответственно с задатчшсом скррос ти и с датчиком частоты вращения электродвигателя. На чертеже изображена блок-схема .асинхронного вентильного каскада. 0 Устройство содержит асинхронный электродвигатель 1, к роторной обмотке которого подключены последовательно включенные между собой вьшрямитель 2 и инвертор 3, последовательно соединенные задатчик 4 скорости, регулятор 5 скорости, регулятор 6 тока, блок 7 импульсно-фазового управления инвертором. Имеются также датчик 8 частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен со вторым вxoдcяv регулятора 5 скорости и одним входом однополярного инвертора 10, и датчик 9 тока, выход которого соединен с входом регулятора 6 тока. Второй вход однополярного инвертора 10 подключен к источнику 11 опорного напряжения, а выход подключен к третья ему входу регулятора 6 тока. Устройство работает следуюигам образом. При отсутствии заданного сигнала (УЗ 0) ротор двигателя 9 не вращается, так как блок 4 импульс но-фазового упра&- ления инвертором 3 . выдает импульсы с. углом регулирования Р С увеличением задающего сигнала угол регудирова{щя В увеличивается, одновременно увеличивается угловая частота вращения ротора, стабильность ее обеспечивается обратной связью по скорости (ос} . При малой велгнине задающего сигнала, т. е. когда соответствующий ему сигнал обратной связи по скорости меньше сигнала источника 11 опорного напряжения (иос оп)® однополярного инвертер ра 1О равен нулю. На скоростях близких к максимальной скорости, когда сигнал обратной связи больще опорного сигнала (Uoc ) появляется сигнал однополярного инвертора и уменьщается . чина уровня токоограничения преобразователя вентильного касзсада. При работе двигателя на максимальной скорости б®® нагрузки величина уравнительного тока ( хх ) пр обрьзовагеля зависит от величины индуктивности сглаживающего дросселя, коэ4н фиииента передачи инвертора и разности сигналов ( ) ограничивается на уровне соответствующем углу регул рования Р) 90°. Заданная величина уравнительного тока на естественной характеристике двигателя с соблюдением неравенства (J УОП остает ся постоянной и с изменением нагрузки. Ведтиива же . максимально допустимого тока преобразователя (токоограничения) с изменением нагрузки меняется и равна knax hp где . - вьтрямленный ток ротора Такое устройство обеспечивает форми рование естественной механической характеристики двигателя без перегрузки щэеобразователя током, и , уравнительны ток в этом случае не превышает значения соответствующего углу регулирования о и отсутствии нагрузки на валудвигателя. Преимуществом этого устройства я&ляется то, что исключается гр ялоадкий датчик напряжения, содержавши нетехнологичкый и ненадежный узел развязки. Поэтому предпагаемое устройство упра&. ления асинхронным вентильным каскадгал по сравненшо с известным будет меньше по габаритам в 1,2 раза, дешевле в 1,15 раза. Кроме того, за счет исключения нетехнологических и ненадежных элементов улучшается показатель технологичйости и повышается надежность работы устройства в целом. Формула изобретения Асинхронный вентильный каскад, соде| жащий асинхронный электродвигатель, вы- пр51митепь и инвертор, подключенные к роторной обмотке электродвигателя, регулятор скорости, регутштор тока и блок )ыпульсно-фазового упрешпенвя инвертором, последстательно соедшенные между собой, задатчик скорости, однополярный инвертор, .датчик выпрямленного тока р.отора, соединенный со вторым входом р&гупятора тока, датчик частоты вращения электродвигателя, соединенный с одним из входов однополярного инвертора, от личаюшийся тем, что, с целью упрсяцения, в него введен источник опорного Н шряжения, соединенный с другим входом однополярного инвертора, выход которого соединен с третьим входом регулятора тока, а два входа регулятора CKtqjocTH соединены соответственно с задатчиком скорости и с датчиком чаототы вращения. Источники информации, т нятые во внимание при экспертизе 1.Патент ВНР № 162746, кл. Н02 Р 7/78, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2689391/2 1-07, кл. Н 02 Р 5/34, 1978.