(5t) УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ В РЕЖИМЕ ЧАСТОТНОГО
1
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для автоматического , управления электроприводами, в частности электроприводами с асинхронными двигателями и статическими преобразователями частоты с промежуточным звеном постоянного тока в режиме генераторного торможения на реостат .
Известно устройство для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного тор- . можения, содержащее преобразователь частоты с блоком регулирования напряжения в звене постоянного тока инвертора, блок тормозных резисторов, блок регулирования тормозного режима, датчик тока в цепи питания инвертора, блок задания тока и датчик частоты вращения двигателя. Эффективное торможение двигателя с критическим значением тормозного момента при минимально возможной величине тоТОРМОЖЕНИЯ
ка, потребляемого из сети, достигается путем введения в канал управления частотой инвертора нелинейных блоков коррекции ll.
Недостатками этого устройства являются довольно сложная реал зация и невозможность использования в разомкнутых по скорости асинхронных частотно-регулируемых электроприводах.
10
Наиболее близкое к предлагаемому устройство для торможения частотнорегулируемого электропривода содержит трехфазный инвертор напряжения, вход которого подключен к регулято15ру напряжения, блок управления частотой инвертора, датчик входного тока инвертора, тормозной резистор, подключенный через прерыватель тока параллельно конденсатору на входе
20 инвертора, блок стабилизации момента двигателя в режиме торможения, состоящий из последовательно соединенных блока определения режима ра-. 3 98 боты двигателя и блока стабилизации входного тока инвертора, выход которого подключен к прерывателю тока, а вход блока определения режи ма работы подключен к датчику входного тока инвертора. Эффективное торможение дайгат(2ля в широком диап йоне регулирования частоты вращения осуществляется путем изменения продолжительности подключения тормо ного резистора в функции входных напряжения и тока инвертора 2. Недостатком известного устройства является возможность появления значительных по амплитуде выбросов напряжения в промежуточном звене по стоянного тока (т.е. на входномкон денсаторе инвертора напряженид) при большой интенсивности уменьшения вы ходной частоты инвертора, что снижа ет надежность работы электроприво1да в режиме частотного торможения двигателя, ; Цель изобретения - повышение на1дежности работы электропривода в режиме частотного торможения двига,теля. Поставленная цель достигается тем, что блок управления частотой инвертора подключен к зажимам кон™ денсатора на входе инвертора. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства} на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Устройство для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного торможения содержит регулятор 1 напряжения с кон денсатором 2 на выходе, который является одновременно входным конденсатором инвертора 3 напряжения, бло j управления частотой инвертора, асинхронный двигатель 5, даТчик 6 входного тока инвертора, блок 7 ста билизации момента двигателя в режиме частотного торможения, состоящий из блока 8 определения режима работы двигателя и блока 9 стабилизации входного тОка инвертора, соединенных последователъно, и прерыватель 10 тока тормозного резистора 11, ко тйрые образуют последовательную цепь подключенную параллельно конденсатору 3. Устройство работает следующим об разом. При постоянном напряжении задания входе регулятора 1 напряжения (интервал времени (фиг. напряжение на конденсаторе 2 и пропорциональная ему выходная частота 60 блока k управления частотой инвер тора также постоянны, т.е. имеет место установившийся режим работы. Асинхронный двигатель 5 работает в двигательном режиме и среднее значение напряжения на датчике 6 входного тока инвертора больше нуля. На выходе блока 8 определения режима работы двигателя присутствует сигнал логического 0 соответствующий Двигательному режиму работы. Этот сигнал блокирует блок 9 стабилизации входного тока инвертора при торможении, и на,его выходе, являющемся выходом блока 7 стабилизации момента двигателя в режиме частотного торможения, будет сигнал логического О. Прерыватель 10 тока тормозного резистора 11 находится в разомкнутом состоянии, и ток через тормозной резистор 11 равен нулю. При уменьшении напряжения изадмомент времени t переключающий элемент регулятора 1 напряжения закрывается и находится в этом состоянии до окончания торможения двигателя. Под действием тока нагрузки напряжение на конденсаторе 2 и пропорциональная ему выходная частота инвертора 3 -уменьшаются. Ротор же двигателя 5 в силу присущего ему момента инерции не может быстро изменить частоту t02 вращения и в промежутке времени tij-tn продолжает вращаться практически с прежней скоростью. По мере разряда конденсатора 2 и уменьше(ия выходной частоты инвертора 3 скольжение двигателя 5 и входной ток инвертора напряжения уменьшаются. В момент времени t2 скольжение двигателя становится равным нулю и двигатель работает в режиме идеального холостого хода, являщегося границей между двигательным и генераторным режимами его работы. В этом режиме входной ток инвертора 3 имеет минимально возможное, близкое к нулю, положительное значение, равное активной составляющей намагничивающего тока двигателя. Активная составляющая намагничивающего тока обусловлена электрическими потерями а активном сопротивлении обмотки и магнитными потерями в сердечнике статора двигателя Уменьшение входного тока инвартора 3 по мере подхода двигателя 5 к режиму идеального холостого хода сопровождается уменьшением напряже ния Ug датчика 6 входного тока до значения, равного б инвихх ы; где ц„д, - входной ток инвертора при работе двигателя в режиме идеально го холостого хода; RU - сопротивление шунт датч ка входного тока. На интервале времени t -«t , RT где 12 - ток разряда конденсатора выходного фильтра регулятора напряжения. i| - ток через тормозной резис момент времени t2 выход ной сиг нал Ug блока 8 определения режима работы двигателя становится равным логической 1, блокировка с блока 9 стабилизации (напряжение U) вход ного тока инвертора снимается и на выходе блока 7 (напряжение 1)7) стабилизации момента двигателя при тор можении формируется команда (логическая ) на замыкание прерывателя 10 тока тормозного резистора. Это вызывает скачок тока разряда Ij конденсатора 2 . . Гдеи2112) - напряжение на конденсаfope 2 в момент времени t. Начинается более быстрый разряд конденсатора с постоянной времени t RT-C где R-,. - величина сопротив ления тормозного резистора, С - величина емкости конденсатора 2, и уменьшение выходной частоты инверто напряжения. i . . Скольжение двигателя становится отрицательным, и он переходит в гене раторный режим работы с рекуперацией энергии в промежуточное звено постоянно о тока, где она рассеивается в виде тепла в тормозном резисто . ре 11. . По мере увеличения скольжения в процессе разряда конденсатора 2 вход ной ток инвертора 3 сначала умеиьшается до нуля, затем изменяет направ ление и начинает плавно нарастать. На интервале времени t.2-ti ц 2инв- 8 момент времени t входной ток инвертора 3 достигает тока отсечки, определяемого величиной напряжения задания блока 9 стабилизации входного тока инвертора 3, и на выходе блока 7 стабилизации момента двигателя при торможении формируется команда, {логический О) на размыкание прерывателя 10 тока тормозного резистора 11. В момент времени tj ток через конденсатор 2 изменяет как направление, так и свое значение (скачкообразно) на величинуНачинается подзаряд конденсатора 2 током инвертора напряжения, вследствие чего выходная частота инвертора 3 увеличивается, а скольжение двигателя уменьшается Уменьшение скольжения вызывает уменьшение тока инвертора 3, и при определенном его значении, зависящем от величины гистерезиса устройства отсечки в блоке 9 стабилизации тока инверто3 при торможении, на выходе блока 7 стабилизации момента двигателя 5 при торможении вновь формируется команда (логическая 1).на замыкание прерывателя 10 тока тормозного резистора 11. На интервале времени U ИН8 RT Такие последовательно сменяющие друг друга процессы включения и выключения прерывателя тока тормозного резистора происходят в устройстве томрожения до момента времени t, когда напряжение на конденсаторе 2 становится равным ановь заданному значен. На интервале времени промежуточное звено постоянного тока сов местно с блоком 7 стабилизации момента при торможении представляет обой импульсный стабилизатор тока (входного тока инвертора напряжеия) релейного типа. В течение всео процесса частотного торможения лительность импульсов тока через ормозной резистор 11 и частота ледования автоматически изменятся так, что среднее значение входoro тока инвертора 3 напряжения стается постоянным. В результате
7 ,
этого абсолютное скольжение двигателя 5 и его , являющийся тормоз.ным, будут также примерцо постойнными.
На интервале времени t2,-t2j двигатель переходит и,з генераторного режима работы через режим идеального холостого хода в двигательный режим с вновь заданной частотой вращения. В момент времени на выходе блока 7 стабилизации момента двигателя 5 при торможении появляется логический О, который удерживает прерыватель 10 тока тормозного резистора 11 в разомкнутом состоянии.
Применение предлагаемого устройства в асинхронных частотно-регулируемых электроприводах позволяет по высить надежность его работы в режи ме частотного торможения двигателя. Исключение возможности появления выбросов входного напряжения инвертора при частотном торможении дает возможность автоматически поддерживать интенсивность изменения выходной частоты инвертора напряжения на таком уровне, при котором момент двигателя при торможении будет равен критическому значению. При этом время торможения двигателя будет минимальным, что способствует увеличению производительности установок.
28
формула изобретения Устройство для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного торможения, содержащее трехфазный инвертор напряжения , вход которого Подключен к регулятору напояжения, блок управления частотой инвертора, датчик входного тока инвертора, тормозной резистор, подключенный через прерыватель тока параллельно конденсатору на входе инвертора, блок стабилизации момента двигателя в режиме частотного торможения, состоящий из последовательно соединенных блока определения режима работы двигателя и блока стабилизации входного тока инвертора, выход которого подключен к прерывателю тока, а вход блока определения режима работы подключен к датчику входного тока инотличающееся
вертора,
тем, что, с целью повышения надежности работы электропри.рода в режиме частотного торможения двигателя, блок управления частотой инвертора подключен к зажимам конденсатора на входе инвертора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 68U27, кл. Н 02 Р 3/22, 1979.
2.Авторское свидетельство СССР № 661706, кл. Н 02 Р ,
Н 02 Р , 1979 (прототип).
R
f
§
h
-
fI
4
«Si
Uj Ut
iff / г
tio
/
Л
