Устройство для регулирования тормозного момента асинхронной машины

Устройство для регулирования тормозного момента асинхронной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИС-ИЗОБРЕТЕНИЯ ()!) 546507

Гоюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.е В 60L 7/06 (22) Заявлено 08.09.75 (21) 2173778/11 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 04.04.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.337.52-833 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. П. Плотников, Я. А. Врискман и В. К. Миледин (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кранового и тягового электрооборудования (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОРМОЗНОГО

МОМЕНТА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования режимов работы тяговых асинхронных двигателей, в частности, частотноуправляемого тягового электропривода переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями и автономными инверторами напряжения, предназначенного, например, для контактного и автономного электрического подвижного состава.

Известен способ генераторного торможения транспортных средств с частотно-регулируемыми асинхронными тяговыми двигателями при котором кинетическая энергия движущихся масс преобразуется в электрическую и поступает в сеть при осуществлении рекуперацип или рассеивается в тормозных резисторах. Известна система электропривода, в которой энергия, необходимая для обеспечения тормозящейся асинхронной машины намагничивающим током, потребляется от источника питания (1). В этой системе в тормозных резисторах рассеивается энергия, поступающая от асинхронной машины, работающей в генераторном режиме, а также часть энергии, отдаваемой источником питания. Регулирование привода осуществляется с помощью отрицательной обратной связи по мощности источника питания. Для этого в звене постоянного тока преобразователя установлены датчики тока и напряжения. В тяговом режиме электропередачи регулирование мощности источника питания равноценно регулированию суммарной мощности, потребляемой асинхронными двигателями. Однако, при реостатном тормо5 жении такой способ регулирования не может обеспечить контроль мощности, развиваемой асинхронными машинами, работающими в генераторном режиме.

Известно устройство для регулирования тор10 мозного момента асинхронной машины, содержащее преобразователь с явно выраженным звеном постоянного тока, датчик тока в этом звене, соединенный с регулятором частоты скольжения асннхронной машины через проме15 жуточный усилитель с несколькимн входами (2).

Устройство позволяет регулировать тормозную мощность асинхронной машины, однако, при осуществлении генераторного реостатного

20 торможения оно не ограничивает величины мощности, потребляемой от источника питания, что приводит к непроизводительному расходу энергии и завышению габаритной MQLLLности тормозных резисторов. Устройство тре25 бует специального функционального блока, используемого только при регулировании тормозного режима привода.

С целью расширения диапазона регулирования тормозного момента асинхронной машины

30 без усложнения устройства и ограничении ве546507

65 личины MQIIIHOcTH, потребляемой от источника питания в режиме реостатного торможения, с возможностью регулирования этой мощности, а также регулирования мощности, отдаваемой асинхронной машиной, работающей в режиме рекуперативного торможения, предлагаемое устройство снабжено источником регулирования напряжения, выход которого подключен ко входу промежуточного усилителя.

На фиг. 1 представлена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.

2 — характеристика «вход — выход» промежуточного усилителя в режиме резисторного торможения; на фпг. 3 — то же, в режиме рекуперативного торможения.

Как показано на фиг. 1, автономный инвертор 1 напряжения питает асинхронную машину 2. Тормозной резистор 3 включен на входе автономного инвертора 1 напряжения. Могут быть установлены также тормозные резисторы 4 на выходе автономного инвертора 1 напряжения. Датчик 5 измеряет частоту вращения асинхронной машины 2. Датчик 6 тока включен в звено постоянного тока преобразователя и соединен с регулятором 7 частоты скольжения асинхронной машины через промежуточный усилитель 8 с несколькими, например двумя входами. Сумматор 9 частот вращения и скольжения асинхронной машины

2 формирует частоту управляющих сигналов для автономного инвертора 1 напряжения.

Устройство снабжено источником 10 регулируемого напряжения, выход которого подключен ко входу промежуточного усилителя 8.

Режим торможения осуществляется следующим образом. Асинхронная машина 2 с короткозамкнутым ротором питается от автономного инвертора 1 напряжения многофазным переменным напряжением, амплитуда которого регулируется путем изменения величины входного напряжения или внутренними средствами инвертора. Частота этого напряжения fl регулируется таким образом, что в процессе торможения поддерживается неравенство

f (/р, где fð —

Й вЂ” частота вращения ротора асинхронной машины; р — число пар ее полюсов.

Неравенство f>(fp обеспечивается тем, что сумматор 9 частот вычитает из частоты измеряемой датчиком 5 частоты вращения, частоту f„ — частоту тока ротора. Последняя задается регулятором 7 частоты скольжения, в функции отклонения тока на входе автономного инвертора 1 от заданного уровня. Входной ток инвертора измеряется датчиком 6 тока, который измеряет среднее значение тока, при заданном уровне напряжения пропорциональное активной мощности, потребляемой приводом. Генерируемая асинхронной машины энергия рассеивается в тормозных резисторах 3 или 4, включенных соответственно на

ЗО

З5

50 входе или на выходе автономного инвертора 1 напряжения.

Частота скольжения асинхронной мацпгпы оказывается пропорциональной входному току инвертора, то есть при возрастании тока на входе увеличивается скольжение, что приводит к перераспределению мощностей, поступающих в тормозной резистор, а именно, к уменьшению мощности, потребляемой от источника питания, и увеличению мощности, генерируемой асинхронной машиной 2. Таким образом, одновременно с регулированием мощности асинхронной машины ограничивается мощность, потребляемая от источника питания. Для более точного поддержания соотношения указанных мощностей асинхронной машины и источника питания выход датчика

6 тока соединен со входом регулятора 7 частоты сколыкения через промежуточный усилитель 8 и для регулирования этого отношения промежуточный усилитель 8 выполнен в виде сумматора двух сигналов U „H Up, то есть 1/,=Кд y(Ug Up) причем при Уд,(УО выходной сигнал U,=О. В этом случае отрицательное скольжение асинхронной машины 2 задается лишь тогда, когда ток источника питания достигает величины, при которой выходной сигнал датчика 6 тока U, становится больше задаваемой уставки Up. Характеристика «вход — выход» промежуточного усилителя

8, соответствующая описанному выше режиму работы, приведена на фиг. 2.

Фиг. 3 иллюстрирует использование промежуточного усилителя 8 для регулирования режима рекуперативного торможения. Для этого полярность сигналов Up и U . изменяется на противоположную и, согласно фиг. 3, напряжение U, пропорционально разности Up — U, при Up)U „В случае перевода сумматора 9 частоты из режима вычитания в режим суммирования частот р и f-. устройство становится регулятором тока (или мощности), потребляемого асинхронной машины 2 от источника питания в режиме тяги.

Таким образом, описанное устройство обеспечивает регулирование мощности асинхронной машины, работающей в режиме генераторного реостатного или рекуперативного торможения, а также регулирование мощности двигательного режима.

Формула изобретения

Устройство для регулирования тормозного момента асинхронной машины, содержащее преобразователь с явно выраженным звеном постоянного тока, снабженным датчиком постоянного тока, соединенным с регулятором частоты скольжения асинхронной машины через промежуточный усилитель с несколькими входами, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено источником регулируемого напряжения, выход которого подключен ко входу промежуточного усилителя.

546507

Составитель В. Кучумов

Техред А. Галахова

Редактор P. Афанасьева

Корректор О. Тюрина

Заказ 611/3 Изд. № 265 Тираж 959 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Степанов A. Д., 11рокопович А. Б., Колобов М. Г. «Управление электропередачей с преобразователями частоты для моторколесных машин». В сб. Труды МЭИ, вып. 88, М., 1971 г.

2. Мейстель А. М., Спивак Л. M., «Электроприво j и автоматизация промышленных установок», 1969 г. «Тиристорное управление асинхронными короткозамкнутыми двигателями».

5 М., Изд-во ВНИТИ, 1971 г., g 17 (прототип).