Частотно-регулируемый электропривод переменного тока

Частотно-регулируемый электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в частотнорегулируемый электропривод введены блок коррекции 14, таймер 15, запоминающий блок 16, второй сумматор 13, а в блок 9 выделения ЭДС - ключ 21. Введение указанных блоков и элементов позволяет поддерживать внутреннюю ЭДС асинхронного двигателя (АД) на заданном уровне вне зависимости от изменения активного сопротивления (АД), т.к. измеренное значение внутренней ЭДС все время корректируется, то механические характеристики АД поддерживаются на заданном уровне путем изменения напряжения питания. За счет повышения точности поддержания соотношения между напряжением и частотой снижаются энергетические затраты электропривода. 3 ил. I (Л 10 11 to ( Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК

„„SU„„292157 A 1 (59 4 Н 02 Р 7 42 (.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3904107/24-07 (22) 09.04.85 (46) 23.02.87. Бюл. У 7 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) В.Л.Соседка, 10.И.Драбкин, Л.Ф.Коломойцева и Д.И.Пружанский (53) 62-83:621.313.333.2(088.8) (56) Патент C II 3909687, кл. 318-227, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 892635> кл. Н 02 Р 2 42, 1979 (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в частотнорегулируемый электропривод введены блок коррекции 14, таймер 15, запоминающий блок 16, второй сумматор 13, а в блок 9 выделения ЭДС вЂ” ключ 21.

Введение укаэанных блоков и элементов позволяет поддерживать внутреннюю ЭДС асинхронного двигателя (АД) на заданном уровне вне зависимости от изменения активного сопротивления (АД), т.к. измеренное значение внутренней ЭДС все время корректируется, то механические характеристики АД поддерживаются на заданном уровне путем изменения напряжения питания. За счет повышения точности поддержания соотношения между напряжением и час- с тотой снижаются энергетические затраты электропривода. 3 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! 129215

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения — повьппение быстродействия путем повьппения точности измерения ЭДС двигателя.

На фиг.l представлена структурная схема частотно-регулируемого электропривода переменного тока; на фиг.2— структурная схема блока выделения

ЭДС; на фиг.3 — структурная схема 1О блока коррекции ЭДС двигателя.

Частотно-регулируемый электропривод переменного тока содержит преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных между собой !5 управляемого выпрямителя 1 и инвертора 2, к выходу которого подключен асинхронный двигатель 3, блоки 4 и 5 управления соответственно выпрямителем и инвертором. Вход блока 4 управ-20 ления выпрямителем через регулятор 6 напряжения соединен с входом первого блока 7 суммирования, один вход которого и вход блока 5 управления инвер25 тором соединены с выходом блока 8 задания сигнала управления.

В электропривод входят также блок 9 вьщеления ЭДС, датчик 1О тока двигателя, датчик 11 напряжения дви- 30 гателя и выпрямитель 12, вход которого соединен с выходом блока выделения ЭДС.

В электропривод введены второй сумматор 13, блок 14 коррекции, таймер 15 с двумя выходами и запоминаю щий блок 16.

Блок 9 выделения ЭДС состоит из двух соединенных между собой операционных усилителей 17 и 18 (фиг.2), щ делителя !9 напряжения и конденсатора 20. В указанный блок введен управляющий ключ 21. Вход делителя 19 напряжения соединен с выходом операционного усилителя 17. Одна обкладка конденсатора 20 соединена с делителем 19 напряжения, а другая — с одним выводом управляемого ключа 21, другой вывод которого подключен к входу операционного усилителя 18.

Входы операционных усилителей 17 и

18 образуют два входа блока измерения ЭДС, один из которых через переменный резистор 22 подключен к выходу датчика 10 тока, а другой вход 15 через переменный резистор 23 — к выходу датчика 11 напряжения. Управляющий вход ключа 21 образует третий вход блока выделения ЭДС, который

7 2 подключен к одному выходу таймера 15.

Выход операционного усилителя 18 является выходом блока выделения ЭДС, Блок 14 коррекции составлен из последовательно соединенных интегратора 24 (фиг.3) и блока 25 вьщеления экстремума и последовательно соединенных масштабного усилителя 27 и управляемого ключа 26, управляющий вход которого соединен с выходом блока 25 вьщеления экстремума. Входы интегратора 24 и масштабного усилителя 27 объединены и образуют первый вход блока 14 коррекции, соединенный с выходом блока 9 вьщеления

ЭДС. Второй вход блока 25 вьщеления экстремума образует другой вход блока коррекции, подключенный к второму выходу таймера 15, а свободный вывод ключа 26 является выходом блока 14 коррекции, подключенным к входу запоминающего блока 16.

Первый вход второго сумматора 13 (фиг.1) соединен с выходом выпрямителя 12, второй вход сумматора 13 — с выходом запоминающего блока 16, а выход сумматора 13 соединен с вторым входом первого сумматора 7.

Электропривод работает следующим г> образом.

Сигнал U подается на сумматор 7 и на блок 5 управления инвертором, управляющие импульсы которого определяют частоту вращения асинхронного двигателя 3.

Сигнал с выхода инвертора 2 через датчики тока 10 и напряжения ll подается на блок 9 выделения ЭДС, сигнал с выхода блока 9 через выпрямитель 12 и сумматор 13 подается на сумматор 7. Таким образом, блок 9 вьщеления ЭДЯ. и выпрямитель 12 образуют главную обратную связь. На выходе сумматора 7 появляется сигнал ошибки, который подается на регулятор 6 напряжения. Регулятор 6 напряжения отрабатывает эту разность и сигнал с его выхода подается на блок 4 управления выпрямителем, который осуществляет изменение напряжения на выходе управляемого выпрямителя 1 таким образом, чтобы поддерживать внутреннюю ЭДС двигателя на заданном уровне. Однако измерение внутренней ЭДС за счет изменения активного сопротивления, двигателя происходит с ошибкой. Так как ошибку вносит блок, стоящий в цепи обратной

1292157 4 связи, то ошибка в определении внутренней ЭДС приведет к ошибке в напряжении на выходе управляемого выпрямителя 1, т.е. нарушится заданное соотношение между напряжением и частотой. Появление ошибки в определении внутренней ЭДС определяется тем, d9 что при †-- = О не выполняется codt

25 отношение

55 где К,„, К вЂ” коэффициент передачи обмоток двигателя по напряжению U и току соответственно;

К„„, К„, — коэффициенты передачи измерительного тракта устройства по напряжению и току соответственно.

Коэффициент К, выставлен для конкретного значения активного сопротивления r. При работе величина r меняется в широких пределах и калибровка нарушается.

Ошибка в определении ЭДС (знак ошибки может быть как положительный, так и отрицательный) через масштабный усилитель 27, ключ 26 подается на запоминающий блок 16 и далее на сумматор 13.

В сумматоре 13 сигналы с выхода выпрямителя 12 и запоминающего блока 16 алгебраически суммируются,и в качестве главной обратной связи подаются на сумматор 7. Например, если сигнал на выходе запоминающего блока отрицательный, то на выходе сумматора 13 сигнал уменьшается, разность на выходе сумматора 7 увеличивается и сигнал на выходе управляемого выпрямителя 1 растет до тех пор, пока

Б 1 не станет равно сигналу обратной связи, так как в качестве регулятора

6 напряжения применен ПИ-регулятор °

Изменение ошибки в определении внутренней ЭДС производится по сигналам с выхода таймера 15. По первому .сигналу с таймера 15 разрывается ключ 21, по второму сигналу определяется экстремум потокосцепления, При достижении максимума потока блок 25 выделения экстремума кратковременно открывает ключ и происходит определение сигнала ошибки и запоминание это.го сигнала в блоке.16. В сумматоре

13 сигналы с выхода выпрямителя 12 и запоминающего блока 16 алгебраически суммируются.

Данное устройство позволяет поддерживать внутреннюю ЭДС двигателя на заданном уровне вне зависимости от изменения активного сопротивления, что делает настройку системы практически независимой от изменения температуры двигателя.

Так как измеренное значение внутренней ЭДС двигателя все время корректируется, то механические характеристики двигателя поддерживаются на заданном уровне путем изменения напряжения питания, которое определяется нагрузкой и тепловым режимом двигателя. За счет поддержания уточненного соотношения между напряжением и частотой повышается производительность механизмов, обусловленная большим быстродействием автоматизированного электропривода. Кроме того, уменьшаются энергетические затраты, так как привод работает в более оптимальном режиме.

Формула изобретения

Частотно-регулируемый электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, преобразователь частоты, составленный из соединенных между собой управляемого выпрямителя и инвертора, выход которого подключен к асинхронному двигателю, блоки управления выпрямителем и инвертором, вход блока управления выпрямителем через регулятор напряжения связан с выходом первого блока суммирования, один вход которого и вход блока управления инвертором соединены с выходом блока задания сигнала управления, датчики тока и напряжения двигателя, двухвходовый блок выделения ЭДС, составленный из двух соединенных между собой операционных усилителей, делителя напряжения, вход которого соединен с выходом одного усилителя, и конденсатора, одна обкладка которого соединена с делителем напряжения, входы операционных усилителей образуют входы блока вьщеления ЭДС, один из которых подключен к выходу датчика тока, а другойк выходу датчика напряжения, выход другого усилителя является выходом блока выделения ЭДС, подключенным к входу выпрямителя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше12921

/Я 15

Составитель В.Тарасов

Техред В.Кадар

Корректор Г. Решетник

Редактор С.Пекарь

Заказ 284/57

Тираж 66! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния быстродействия путем повышения точности измерения ЭДС двигателя, блок выделения ЭДС снабжен управляемым ключом, один выход которого соединен с другой обкладкой конденсатора, другой выход — с входом второго операционного усилителя, а управляющий вход ключа образует третий вход блока выделения ЭДС, и введены второй сумматор, запоминающий блок, тай- 10 мер с двумя выходами и двухвходовый блок-коррекции, составленный иэ последовательно соединенных интегратора и блока выделения экстремума, последовательно соединенных масштабного 15 усилителя и управляемого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу блока выделения экстремума, 57 6 входы интегратора и масштабного усилителя объединены и образуют первый вход блока коррекции, подключенный к выходу блока выделения ЭДС, второй вход блока коррекции образован вторым входом блока экстремума и подключен к одному выходу таймера, второй выход которого соединен с третьим входом блока выделения ЭДС, выход блока коррекции, образованный вторым выводом управляемого ключа указанно"

ro блока, связан с входом запоминающего блока, выход которого соединен с одним входом второго сумматора, вторым входом подключенного к выпрямителю, а выходом— к другому входу первorо сумматора.