Способ инверторного торможения электродвигателя переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P7/42 H02P3/24 

Изобретение относится к элекгротехтшке и может быть использовано в частотно-регу/шруемых электроприводах, со держаших статические преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Известен способ инверторного торможения, заключающийся в с шжении часто ты и амплитуды выходного напряжения и рассеянии энергии торможения в эпементах инвертора и на балластных тормозных резисторах, включаемых на время торможения Lt, Однако при инверторном торможении указанным способом энергия торможения не передается в сеть и бесполезно рассеивается в тормозных резисторах, что снижает экономичность торможения. Наличие дополнительных резисторов, необх димость устройств подключения и регулировю их величины усложшег схему привода, ухудшает весогабаригные показатели. При отсутствии же тормозных резисторов энергия торможения рассеивается только в элементах инвертора, вследствие чего на них возникают перенапряжения, снижающие надежность работы инвертора и ограничивающие интенсивность торможения. Инверторное торожение известным способом не обеспечивает достаточного момента на низких частотах вращения. Наиболее близким техническим решением является способ инверторного торможения электродвигателя переменного тока, подключенного к инвертору напряжения со звеном постоянного тока, при котором в момент торможения уменьшают напряжение питания инвертора и измеюпот выходную частоту инвертора, измеряют напряжениел- на входе тнвертора и сравнивают с заданным уровнем, . а по достижениюзаданного уровня прекращают коммутацию ключей инвертора и подключают электродвигатель к звену постоянного тока 2}. Однако в известном способе изменен частогы осуществляется в сторону увели чения для обеспечения ускоренного разряда конденсатора на входе инвертора, подключение двигателя к звену посгоянного тока осуществляют при минимально напряжении на конденсаторе, т.е. динами ческое торможение проводится на всем этапе изменения частоты, эффективность которого на высокой частоте вращения мала, что увеличивает время торможения. Цель изобретения - снижение времен торможения. Поставленная цель достигается тем, что в момент торможения выходную частоту инвертора понижают, а подключение электродвигателя к звену постоян ного тока осуществляют при превышении напряжения на входе инвертора заданного уровня. На фиг.1 приведена схема электропривода для осуществления способа торможения; на фиг.2 - графики изменения напряжения на емкости фильтра (т.е. на выходе инвертора), частоты инвертора и скорости двигателя во время торможения.. Электропривод (фиг.I) содержит асинхронный электродвигатель 1; подклю ченный к инвертору 2 напряжения, с LC -фильтром звена 3 постоянного тока, управляемый вьшрямитель 4с системой управления 5, блок 6 управления инвертором, датчик 7 напряжения, обладающий пороговой характеристикой, подключенный своим входом на вход инвертора, а выходом - к системе управления инвертором. Способ инверторного торможения осу ществляют следующим образом. При работе привода в двигательном режиме напряжение на емкости С (на входе инвертора) ниже порога срабатыва ния датчика 7, на вход системы управления инвертором поступает команда, разрешающая работу и(шертора. При снижении частоты на вЬ1х6де инвертора двигатель работает с отрицательным скольжением, в генераторном режиме, отдйвая энергию в инвертор. Эта энерги частично рассеивается в элементах инвертора, а также запасается в емкости фильтра. Когда напряжение на емкости достигает порога срабатывания датчика (момент t , фиг.2), с его выхода в систему уп(авления подается команда на закрытие 1 ивертора. После закрытия инвертора с блока 6 управления подаются импульсы на открытие тиристоров анодной и катодной группы, подключенных к разным фазам. По обмоткам двигателя от фаз А и С к фазе В протекает постоянный ток, двигатель переходит в режим динамического торможения. Протекание постоянного тока вызывает разряд емкости.фильтра, а при уменьшении напряжения на ней до уровня срабатывания датчика 7 в момент времени t (фиг.2) в блок 6 управления подается команда на возобновление коммутации инвертора 2, Процесс торможения продолжается по типу генераторного торможения, затем может быть осуществлен вновь переход к динамическому торможению к т.д. Питание двигателя постоянным током можно также реализовать с помощью коммутационных устройств, соединяющих вход инвертора с двигателем (на фиг.1 показаны пунктиром).-Возможна подпитка двигателя от звена постоянного тока без предварительного закрытия инвертора при условии, что последовательно с коммутационными устройствами включены достаточно большие индуктивности. Для уменьшения тока динамического торможения и уменьшения времени разряда емкости С следует уменьшать угол проводимости тиристоров вьтрямителя при переходе в режим динамического тормо.жения. На низких частотах вращения возможен переход в режим динамического торможения без сигнала датчика напряжения, ввиду большей .эффективности этого вида торможения на малых скоростях (интервал t-, - t g , фиг.2). Таким образом, в данном способе торможения энергия, выделяемая при работе двигателем при работе в генераторном режиме, используется для создания дополнительного момента динамического торможения. Этот способреЩает проблему использования энергии при инверторном торможении двигателя (что особенно важно для автономных электроприводов) и позволяет отказаться от устройств ее гашения или передачи в сеть, т.е. упростить схему электропривода, уменьшить потери и перенапряжения на элементах привода при торможении. Комбинация генераторного и динамического торможения позволяет снизить общее время торможения. Формула изобретения Способ инверторного торможения электродвигателя переменного тока, подкпюченного к инвергору напряжения со звеном постоянного гока, при котором в момент торможения уменьшают напряжение питания и изменяют выходную частоту инвертора, измеряют напряжение на входе инвертора и сравнивают с заданным уровнем с последующим прекращением коммутации ключей инвертора и подключением электродвигателя к звену постоянного тока, о т л и ч а ю щ я и с я тем, что, с целью уменьшения времени торможегам, в момент , . торможения выходн чо частоту инвертора

понижают, а подключение, электродвигателя к эвену постоянного тока осуществлют при повышении напряжения на входе инвертора заданного уровня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Копырнй B.C. Исследование асинхронного двигателя в режиме инвертор: ного торможения. Автореферат диссертации, Свердловск, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 492991. кл. Н 02 Р 7/42, 1973.

L

I

А

i

ИШ)

. Iv /г .