Частотно-регулируемый электропривод

Частотно-регулируемый электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД , содержащий асинхронный двигатель, к статорньм обмоткам которого подключен статический преобразователь частоты с каналом регулирования частоты и каналом регулиро- : вания напряжения, щнеющим На входе сукматор, к.первому входу которого и входу канала регулирования часто-, ты подключен блок задания управляющего сигнала, и датчикк фазных токов статора, связанные с вторыи входом сумматора,6 т л и ч а ю ад и и с я тем, что, с целью повьоиеиия КПД, в него введены дифференцирующее звено и последовательно соединенные вш1рямитель , фильтр, управляемый ключ с входе управления и интегратор, выход которого подключен к второму входу сумматора, при этом вход управления управляемого ключа подключен к выходу дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом фильтра, а входы выпрямителя соединены с выходами датчиков фазных токов статора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П Н 02 P 7/42

6аЮ . В

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ . Ф;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3368671/24-07 (22) 23 ° 12.81 (46) 23.10 .83. Бюл. 9 39 (72) П.С.Терешкин, Е.М.Певзнер и A.Ã.ßóðå (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта (53) 62.83:621.313.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

9 629618, кл. Н 02 Р 7/42, 1975.

Z. Сандлер A.Ñ., Сарбатов P.Ñ.

Частотное управление асинхронными двигателями. Л., "Энергия", 1966, с.. 106. (54)(57) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЯ ЭЛЕКТ-.

РОПРИВОД, содержащий асинхронный двигатель, к статорньм обмоткам которого подключен статический преобразователь частоты с каналом регули-.рования частоты и каналом регулиро- .

„„SU„„1050082 А вания напряжения, имеющим на входе сумиатор, к .первому входу которого и входу канала регулирования часто-, ты подключен блок задания управляющего сигнала, и датчики фазных токов статора, связанные с вторьи входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены дифференцирующее звено и последовательно соединенные выпрямитель, фильтр, управляемый ключ с входом управления и интегратор, выход которого подключен к второму входу сумматора, при этом вход управления управляемого ключа подключен к выходу дифференцирующего звена, вход которого соединен а выхсщом фильтра, а входы выпрямителя соедиI иены с выходами датчиков фазных токов статора.

1050082

Изобретенйе относится к эЛектротехнике, в частности к частотно-регу- лируемым асинхронньм электроприво дам, и может быть использовано, например, в механизмах судо, земсна. рядов, гидросооружений, где .опреде- 5 ляющим является требование высокого коэффициента полезного действия (КОД ).

Известен частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхрон- 30 ный двигатель,. к статорным обмоткам которого подключен статический пре . образователь .частоты с каналом регулирования частоты и каналом регулирования напряжения, датчики Фазных напряжений и токов и блок измерения угла сдвига между напряжением и током 513.

Недостатком электропривода является то, что оптимизация управления в нем осуществлена при постоянном коэффициенте мощности, что на практике в большинстве .случаев.нереали- ° зуемо. Электронривод содержит также сложный блок измерения угла сдвига между напряжением и током, что сни-жает надежность. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный двигатель, к статорным обмоткам которого под- . ключен .статический преЬбразователь частоты с каналой регулирования частоты и каналом регулирования. напряжения, имеющим на входе сумматор, 35 к первому входу которого и входу канала регулирования частоты подключен блок задания управляющего сигнала.

Электропривод содержит также датчики Фазных токов и напряжений, кото- 40 рые через решающий блок подключены к втоРому входу сумматора (2 3. .Недостатком известного электропривод@ является то,. что в нем не обеспечивается максимально воэможныйКПД (минимум потребляемого тоКа ) иээа. наличия статической ошибки систе- . мы регулирования.

Целью изобретения является повышение КПД за счет оптимизации электропрйвода по минимуму тока..

Укаэанная цель достигается тем, что в частотно-регулируемый электропривод., содержаций асинхронный двигатель, к статорным обмоткам которого подключен ститический преобразователь частоты с каналом регулирования частоты и каналом регулирования напряжения, имеющим на входа сумматор, к первому входу которого и входу канала регулирования частоты подключен блок задания управляющего сигнала, и датчики фаэных токов стато. ра., связанные с вторым входом сумматора, введены,дифференцирующее звено и последовательно соединенные 65 выпрямитель, фильтр, управляемый ключ с входом управления и интегратор, выход которого подключен к второму входу сумматора, при этом вход управления управляемого ключа подключен к выходу дифференцирующего. звена, вход которого соединен .с выходом фильтра, а,входы выпрямителя; соединены с вйходами датчиков фазных токов статора.

На фиг. 1 представлена структур» ная схема частотно-регулируемого электропривода; на фиг. 2 - зависимости потребляемого тока двигателя от напряжения питаний при различных частотах тока статора; на фиг. 3 графики изменения тока двигателя.

Электропривод содержит асинхронный двигатель 1, к статорньм обмоткам которого подключен статический преобразователь 2 частоты с каналом

3 регулирования частоты и каналом 4 регулирования напряжения, имеющим на входе сумматор 5, к первому входу которого и входу канала 3 регулирования частоты подключен блок 6 за- дания управляющего .сигнала. Электропривод содержит также датчики фазных токов статора 7, дифференцирующее звено 8 и последовательно соединенные выпрямитель 9, фильтр 10, управляемый ключ 11 с входом 12 управления и интегратор 13, выход которого подключен к второму входу сумматора 5,при этом вход 12 управления управляемого ключа 11 подключен к выходудифференцирующего звена 8, вход которого соединен с выходом фильтра 10, а входы выпрямителя 9 соединены с выхо-, дами датчиков фазных токов статора 7.

Электропривод работает следующим образом, Пусть. в установившемся режиме работы асинхронного двигателя 1 при заданной частоте f токов статора на входы дифференцйрующего звена 8 и управляемого ключа 11 поступает сигнал U., пропорциональный выпрямленному и отфильтрованному току статора 3 . Сигнал О„ образуется на выходе Фильтра 10, подключенного на выход выпрямителя 9, вход которого соединен с датчиком фазных токов статора 7.

Дифференцирующее звено 8 выполнено в предыдущий промежуток времени через вход 12 управления переключение контактов управляеМого ключа 11 таким образом, что сигнал 0, на выходе интегратора 13 суммируется:в сумматоре 5 с управляющим -сигналом U>Ä, поступающим с блока 6 задания

Сигнал U на выходе сумматора 5, плавно:увеличивающийся во времени, поступает в канал 4 регулирования напряжения 4 преобразователя 2 частоты, при этом сигнал в канале 3 регулирования частоты остается не1050082

Ф 2 б

4 и8..У

Ъ g +» +»!r фи8; Я

СостаВитель A.Жилин

Редактор Т. Кугрышева Техред И.иетелева Корректор А ° Ференц

Заказ 8449/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 иэменным. Изображающая точка зависимости 3 = f(U) (фиг. 2) перемещается слева направо. После прохождения точки Э„,„„(момент времени 1„, фиг. 3) выходной сигнал дифференцирующего . звена 8 имеет положительный знак 5 (Участок ., - t>, фиг. 3 ). При достижении сигнала величины, соответ-! ствующей порогу чувствительности уп равляемого ключа 11, происходит пере- 1() ключение полярности сигнала 0; после ключа 11. Сигнал О, на выходе интегратора 13 сначала уменьшается до нуля, а затем, поменяв знак, начинает вйчитаться из управляющего сигнала .

О п. Цапряжение 0 на выходе преобразователя 2 частоты плавно уменьшается (в интервале времени tg t,g на фиг. 3 ). ИзображавШая точка зависимости 3 =f(0)(фиг. 2) перемещается справа налево. Производная 20 сначала будет отрицательнрй до

83 точки3„„„„,а затем снова станет .поло-. жительной, что опять приведет к смене полярйости сигнала 0 .. Далее . 25

1 процесс регулирования повторяется.

При увеличении частоты .",до величины f z или Е „ путем увеличения управляющего сигнала0„„процесс регулирования происходит аналогично у

;(фиг. 2 )и соответственно ток изменяется во времени по кривым Э", 7" ! изображенным на фиг. 3 в качестве примера для условий постоянства момента нагрузки.

Заданная величина отклонения тока Э двигателя 1 в.процессе регулирования от минимального Э„щ„настраивается соответствующим вйбором постоянной времени интегратора 13, коэффициента усиления дифференцирующего звена 8 и порога чувствительности управляемого ключа 11. !

В электроприводе (фиг. 1) оптимизация режима работы двигателя 1 выполнена по минимуму потребляемого двигателем тока.

Предлагаемое устройство может быть использовано для оптимизации по минимуму тока режимов работы чаСтотно-регулируемых электроприводов любой мощности независимо от типов асинхронного электродвигателя и преобразователя частоты.

Таким образом, введение в электропривод обратной связи по току статора через выпрямитель, фильтр, дифференцирующее звено, управляемый ключ и интегратор обеспечивает регулирование по минимуму тока независимо от.характера нагрузки.

В сравнении с известными предлагаемый электропривод имеет более высовий КПД и более простую схему регулирования по минимуму тока.