Частотнорегулируемый электропривод
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Респубвик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.05.78 (21) 26!2059/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.а
Н 02 P 5/34
Н 02 P 7/42
Гееударстееииый комитет (23) Приоритет— до делам изобретеиий и открытий
Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36 (53) УДК 621.316: .718.8:621.3! 3. .323(088;) Дата опубликования описания 09.10.80 (72) Автор изобретения
В. Н. Тарасов (71) Заявитель
Московский ордена .Ленина энергетический институт
ЧАСТОТНОРЕГУ.ЛИРУЕМЫЛ ЭЛЕКТРОПРИВОД
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для запуска (торможения) и управления маховиками, центрифугами с использованием гистерезисного двигателя.
Известен электропривод, в котором осуществляется частотное регулирование гистерезисного двигателя путем изменения частоты вращения ротора, сравнения ее с заданной н управлением частотой задаю- . щего генератора в функции рассогласования частот !1).
Недостаток устройства состоит в том, что двигатель работает с переменной частотой скольжения, изменяющейся в большом диапазоне. Это приводит к значительным потерям скольжения. Кроме того, изза низкого уровня возбуждения, характерного для гистерезисных двигателей, электропривод имеет низкое значение коэффициента мощности. Все это не позволя- ет обеспечить высокие энергетические характеристики привода, Наиболее близким к изобретению является электропривад, содержащий гистереэисный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты, состоящему иэ инвертора напряжения, входы которого соединены с блоками регулирования напряжения и возбуждения, канал регулирования частоты, который состоит иэ последовательно соединенных генератора стабильной частоты, блока выделения меньшей частоты, делителя частоты и распределителя импульсов, подключенного к управляющим выходам ннвертора, датчики и задатчики тока статора двигателя, подсоединенные к входам блока сравнения то10 ков, блок измерения скорости и генератор сигналов управляемой частоты !2).
Этот привод осуществляет дискретное регулирование частоты по сигналу датчика тока, . что обеспечивает йебольшой . диапазон изменения скольжения ротора, зависящий от заданной дискретности изменения частоты. Блок возбуждения формирует намагничнвающие импульсы постоянной частоты, которые увеличивают возбуждение двигателя. Этим обеспечивается по2в вышение энергетических показателей двигателя. Однако переменная частота скольжения н необходимость регулировать частоту в функции изменения тока приводит к тому, что двигатель работает на участке
767927
-механической характеристики, где имеет местб большое изменение момента от максимального значения до минимального . уровня, определяемого статической нагрузкой. Это-уменьшает среднее зйачение момента, а следовательно и быстродействие регулирования. В соответствии с изменением момента изменяется ток. Это приводит к некоторому уменьшению КПД запуска. KpoMe того, по этой же причине не может быть применена обратная связь по току для регулирования- напряжения.
Это заставляет использовать сложный и нелинейный функциональный блок, связывающий законы изменения " частоты и напряжения..
Цель изобретения — повышение быстродействия.
Поставленная цель достигается тем; что в известный частотно регулируемый электропривод, содержащий гистерезисный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты, состоящему из инвертора напряжения, блока регулирования напряжейия, блока импульсного -регулирования возбуждения -и канала регулирования частоты, включающего последовательно соединенные генератор стабильной частоты и. распределитель блока выделения меньшей — частоты, делитель астоты, подключенный к управляющим выходам инвертора, датчик и.. задатчик тока статора электродвигателя, подсоединенных к входам блока сравнения токов, блок измерения скорости и генератор сигналов управляемой частоты, введены блок суммирования, входы которого соединены с блоком измерения скорости и генератором сигналов управляемой частоты, а выход подключен к блоку выделения меньшей частоты, причем блок сравнения токов подключен ко входу блока регулирования напряжения, а один из выходов распределителя соединен с блоком импульсного регулирования возбуждения., !
На чертеже представлена схема электропривода.
Электропривод содержит. гистерезисный электродвигатель 1 с датчиком 2 частоты вращения 2 на валу, подключенный к инвертору 3 напряжения. Входы инвертора 3 подсоединены к блокам 4 регулированйя напряжения, возбуждения 5 и,каналу 6 регулирования частоты, который состоит из генератора 7 стабильной частоты, блока 8 выделения меньшей частоты, дели-теля 9 частот, распределителя 10 импульсов. Датчик 11 тока двигателя и задатчик 12 уровня гока подсоедийейы и входам блока 13 сравнения токов. Датчик
14 иайряжения электродвигателя и задатчик 15 уровни напряжения подсоединены к входам блока 16 сравнения напряжения, Выход упомянутых блоков сравнения 13 и 16 через блок 17 изменения. режима работы регулятора напряжения подсоединены к входу регулятора напряжения.
Выход датчика 2 частоты вращения 2 подсоединен к сумматору 18 частоты, на другой вход которого подключен блок 19 задания абсолютной частоты скольжения.
Выход сумматора 18 частот подсоединен,. к блоку 8 выделения меньшей частоты.
Электропривод по указанному устройству представляет собой трехканальную
10 систему регулирования гистерезисного двигателя. Каналы регулирования напряжения
И частоты обеспечивают заданный закон их изменения в пусковом (тормозном) режимах н стабилизацию — в рабочем. Блок
5 регулирования возбуждения обеспечивает импульсное намагничивание двигателя. -Блок
5 возбуждения может быть включен в цепь постоянного или переменного тока инвертора 3, что непринципиально.
Электропривод работает следующим об21 разом, В момент пуска, когда частота вра-
: щения ротора равна нулю, начальная частота инвертора определяется блоком 19 задания абсолютной частоты скольжения. Электродвигатель 1 начинает вращаться. В сум2S маторе 18 частот осуществляется суммирование частоты вращения с частотой блока 19, что приводит к соответствующему увеличению частоты синхронизации инвертора и скорости вращения двигателя. Обза разуется положительная обратная связь, обеспечивающая запуск двигателя с постоянной и заданной частотой скольжения. При достижении на выходе сумматора 18 частоты генератора 7 дальнейший рост частоты прекращается,так как блок 8 переключает синхронизацию инвертора от задающего .генератора 7.. Частота скольжения ротора уменьшается и он плавно синхронизируется.
° е Процесс изменения частоты сопровождения формированием намагничивающих импульсов, обеспечивающих перевозбуждение гистерезисного двигателя в синхрон. йом режиме и в области малых частот скольжения. Эффективность перевозбуж-. дения зависит от yposíÿ потока. Жела-. тельно, чтобы он. был в течение всего запуска постоянным. Это условие опреде-, ляет неизменность момента при постоянстве частоты скольжения и средней намаг е ниченности ротора, В свою очередь, по.стоянство момента скольжения и намагниченности: ротора определяет постоянство .тока, потребляемого двигателем. В итоге, неизменному уровню потока соответствует неизменный уровень тока, Поэтому связЬ между частотой и напряжением целесообразно реализовать в пуске через стабили зацию тока, что и сделано путем вве: дения отрицательной обратной связи по
?67927 току за счет подключения датчика 11 тока к схеме 13 сравнения.
В рабочем режиме сохранить пусковой уровень тока не целесообразно. Для этого в схеме используется дополнительная отрицательная обратная связь по напряжению, реализуемая подключением датчика 14 напряжения к блоку 16 сравнения.
В запуске с ростом частоты увеличивается напряжение. При достижении им рабочего уровня или предельного значения, предусмотренного в блоке 4 регулирования напряжения, блок 17 переключает режим работы блока регулирования напряжения с режима стабилизации тока на режим стабилизации напряжения. Если электродвигатель при этоМ достиг заданной синхронной скорости, то уровень тока будет определяться уровнем статической нагрузки на валу.
Торможение осуществляется аналогич- зв но путем изменения знака скольжения за счет вычитания частоты абсолютного скольжения в блоке 18.
Таким образом, введение указанных блоков и связей позволяет реализовать положительную обратную связь по скорости с сохранением постоянного абсолютного скольжения и отрицательную обратную связь по току, что в итоге обеспечивает быстродействие регулирования за счет по- Зе стоянства момента, высокий коэффициент мощности и КПД., упрощает реализацию за счет исключения функциональных. блоков, связывающих частоты и напряжение, и позволяет осуществить автоматический
И переход с режиа запуска на режим ас- татической стабилизации скорости.
Формула изобретения
Частотнорегулируемый электропривод, содержащий гистерезисный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты, состоящему из инвертора напряжения, блока регулирования напряжения, блока импульсного регулирования возбуждения и канала регулирования частоты, включающего последовательно соединенные генератор стабильной частоты, блок выделения меньшей частоты, делитель частоты и распределитель импульсов, подключенный к управляющим выходам инвертора, датчик и задатчик тока статора электродвигателя," подключенных к входам блока сравнения токов, блок измерения скорости и генератор сигналов управляемой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введен блок суммирования, входы которого соединены с блоком измерения скорости и генератором сигналов управляемой частоты, а выход подключен к блоку выделения меньшей частоты, причем выход блока сравнения токов подключен к блоку регулирования напряжения, а один из выходов распредели,теля соединен с блоком импульсного регулирования возбуждения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 216107, кл. Н 02 Р 5/34, 1967, 2. Авторское свидетельство СССР № 587583, кл. Н 02 Р 7/42, 1975.
767927
Составитель А. Головченко
Редактор И. Нанкнна ° Техред К. Шуфрнч Корректор М. Внгула
Заказ 7028/22 Тираж 783 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д. 4/5
Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4