Тиристорный электропривод переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/40 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

I

Изобретение относится к эпектротехнике и может быть использовано в частотно-регу mi руемых эпектроприводах.

Известен тиристорный электропривод переменного тока, содержащий преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, силовой LC-фипьтр, асинхронный двигатель, последовательно включенные задатчик интенсивности и систему управления инвертором, систему управления выпрямителем и датчик напряжения .ЗДля повышения устойчивости такой системы электропривода и подавления имеющих место низкочастотных автоколебаний напряжения электродвигателя и его УГЛОВОЙ скорости использован метод коррекции по каналу управления частотой инвертора. Для этого применен специальный фазосдвигаюший стабилизатор, последовательно соединенный с инвертором, что обеспечивает введение определенного фазового сдвига в систему управления инвертором.

Указанный электропривод имеет недостаточную точность регупирования угловой скорости электродвигателя в переходных, режимах пуска и торможения, а также наброса и сброса нагрузки, вследствие того, что для повышения устойчивости коррекции осуществляется по каналу регулирования угповой скорости электродвигателя. Кроме того, указанный эффект Достигается за счет применения до10полнительных сложшлх и подверженных помехам электронных устройств и специальных датчиков.

Наиболее близким к предпагаемому является тиристорный электропривод пере15менного тока, содержащий- асинхронный электродвигатель, преобразователь частогты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, силового t С-фильтра и инвертора, выход

20 которого подключен к асинхронному двигателю, последовательно включенные за- датчик -интенсивности и систему управления инвертором, систему управления вы. 3 прямителем, датчик напряжения и сравнения с тремя входами, первый вход которого связан с выходом датчика напряжения, второй вход - с выходом нелииейного элемента, входом соединенного с выходом задатчика интенсивности, а выход блока сравнения подключен ко вхоAj систел-ЕЫ управления выпрямителем. В этом электроприводе с целью повышения устойчивости системы предлагается введение обратной связи по току инйертора с помощью специального датчика тока, сигнал которого по цепи отрицатель ной обратной связи воздействует на задаюцщй генератор системы управления инвертором, а по цепи положительной обратной связи - на задатчик интенсивности того же канала L2J. Недостатком этого электропривода является то, что коррекция системы с использованием воздействия по каналу управнения частотой инвертора снижает точ ность регулирования угловой скорости двигатепя в переходных режимах и делает систему недостаточно устойчивой, особенно при наличии внутренней жесткой отрицательной обратной связи По направпе шю двигателя, применяемой для повышения жесткости механической характеристики двигатепя. Кроме, того, в данном электроприводе предполагается ирпользоЕание специальнйго датчика тока, кото рый для достижения желаемого эффекта доюкен обпадать рядом дополнительных свойств, в частности, большим быстродействием и высоким качеством выходного сигнала. При этом электропривод обладает небольшим быстродействием. Цепь изобретения - повьпдение точноети регулирования угловой скорости электродвигателя в переходных режимах и быстродействия по каналу регулирования частоты. Указанная цель достигается тем, что в тиристорный электропривод переменного тока введен дифференцирующий эпемент вход которого подключен к выходу датчика напряжения, а выход - к: третьему входу блока сравнения, причем вход датчика напряжения соединен с выходом силового UC-фипьтра. На чертеже представлена блок-схема электропривода. Тиристорный электропривод переменного тока содеришт преобразоватепь частоты, составленный из управляемого выпрямителя 1, питаемого от трехфазной сети промышленной частоты, силового LC- блокфипьтра, состоящего из дроссепя 2, кон936331.4 денсатора 3 и инвертора напряжения 4, выход которого подключен к асинхронному электродвигателю 5, последоватепьно включенные задатчик интенсивности 6 и систему управления 7 инвертором, систему управления 8 выпрямителем, и блок сравнения 9 с тремя входами. Первый вход блока сравнения связан с вы- ходом датчика 10 напряжения, второй вход - с выходом нелинейного элемента 11, входом соединенного с выходом задатчика интенсивности 6, а выход блока сравнения 9 подключен ко входу системы управления 8 выпрямителем, Электропривод содержит дифференцирующий элемент 12, вход которого подключен к вьхходу датчика 10 напряжения, а выход - к третьему входу блока сравнения 9, при этом вход датчика Ю напряжения соединен с . выходом силового LC-фипьтра, Устройство работает следующим образом. Регу.лирование угловой ско рости эпектродвигателя 5 в такой системе осуществляется изменением частоты инвер 4 и напряжения управляемого выпряь теля 1 с помощью их систем управления (соответственно 8 и 7) по выбран -у закону управления, реализуемому посредством нелинейного элемента 11. В устойчивом состоянии напряжение . на конденсаторе 3 силового U С-фильтра постоянно, вследствие чего постоянен и сигнал на выходе датчика 10 напряжения, , поступающий на вход дифференцирующего элемента 12, и сигнал на выходе поспеднего отсутствует, а задающее напряже ние, поступающее на вход системы управ- . Q выпрямителем, складывается из напряжения на выходе нелинейного элемента 11 и сигнала отрицательной обратной связи по напряжению с выхода датчика 10 напряжения. В случае возникновения в силовой части электропривода автокопабаний возникают периодические,|4изменения величины напряжения в звене постоянного тока, состоящего из силового Ь С-фильтра. При увеличении этого напряжения сигнал па выходе датчика 10 напряжения также растет, и на выходе дифференцирующего элемента 12 появляется корректирующий отрицательный сигнал,который, суммиру - ясь с сигналами с выхода датчика 10 напряжения и нелинейного эпемента 11, уменьшает задающее напряжение на входе системы управления 8 выпрямителем.

что приводит к уменьшению напряжения на выходе управляемого выпрямителя 1. И, наоборот, при уменьшении напряжения в звене постоянного тока уменьшается сигнал на выходе датчика 1О напряжения и на выходе дифференцирующего элемента 12 появляется положительный сигнап, который, суммируясь с сигналами с выходов датчика 1О напряжения и непинейно го элемента 11, увеличивает задающее напряжение ни входе системы управления 8 выпрямителем, что ведет к увеличению напряжения на выходе управляемого выпрякдателя 1. Таким образом, выход силового LC-фильтра по цепи гибкой отрицательной обратной связи соединен со входом системы управления выпрямителем, При этом, в качестве дифференцирующего элемента используется конденсатор постоянной емкости.

В электроприводе за счет дополнительного сигнала соответствующего знака с выхода дифференцирующего элемента 12 осуществляется демпфирование колебаний напряжения в звене постоянного тока, что приводит к подавлению колебаний напряжения двигателя во всем диапазоне регулирования скорости двигателя.

Кроме того, использование дифференцирующего элемента и подключение входа датчика напряжения на выход силового ЬС-фильтра позволяет искгаочить сложный, быстродействующий датчик тогка, а также применять более простой

(обычно уже имеющийся в электроприводе) датчик постоянного напряжения, вмее-то датчика трехфазного переменного напряжения. Использование кавапа регувв- рования напряжения преобразоватепя дпя введения корректирующего сигнала повыщает точность регулирования угловой скорости двигателя в переходных процессах пуска и торможения, наброса и сброса нагрузки, а также повышает быстродействие управления по Каналу управления частотой, что ведет к повышению цроизводительности всей системы электропривода.

Формула иэобре.тения

Тиристорный электропривод переменного тока, содержащий асинхрсжньгй двигатель, преобразователь частоты, составпенный на последовательно соединевных управляемого выпрямителя, cBnoBotxi L Сфипьтра и инвертора, выход которого подключен к асинхронному эпектродвигатепю, последовательно вкгаоченные задатчик интенсявнрсти и систему управления инвертором, систему управления выпрямителем, датчик напряжения и блок сраш1е1шя с тремя входами, первый вход которого связан с выходом датчика напряжения, втqpoй вход - с нелинейного элемента, входс л соединенного с выходом задатчика интенсивности, а выход блока сравнения подклвэчен ко входу систеьал управления выпрямителем, о т п и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения точности регулирования углов«Л скорости электродвигателя в перехо(шьис режимах и быстродействия по каналу регулировшшя частоты, в него введен дагффе- ренциру ощий элемент, вход которого подключен к выходу датчика яшряжения, а выход - к третьему входу биока сравнения, нричем вход датчика напряжения соединен с выходом силового ЬС-фипьт- ра.

Источники ш принятые во внимашю при экспертизе

2. свидетельство СССР № 4О9347, кл. Н О2 Р 5/40, 1973.