Устройство для управления вентильнымэлектроприводом

Устройство для управления вентильнымэлектроприводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ822312 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 100179 {21) g 739175/24-07 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 1504.81. Бюллетень Ио14 (53)М. Кл З

Н 02 К 29/ 02

Государствеииый комитет

СССР по делан изобретений и открытий (5З) ЮК 62-83:621. .З13.13.а14. .2:621.382 (088.8) Дата олубликования описания 150481 (72) Авторы изобретен я

Ю.Ю.Киричок, Ю.Г.Киричок и В.Т.Котенко

Г (;--,, )

ГосударственнЫй институт по проекРиров нию предцриятий

1 железорудной промышленности Крив а 4проект (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к электротехнике и может .быть использовано для управления вентильным электроприводом, преобразователь частоты которого выполнен со звеном постоянного тока в режиме искусственной коммутации, например, в электроприводах механизмов, требующих глубокого регулирования скорости.

Известно устройство Яля управления вентильным электроприводом,в котором осуществляется искусственная коммутация инвертора при частотах, ниже граничной частоты естественной коммутации (5<=0, 15-0,2 от,номинальной частоты) (1).

Однако данное устройство не позволяет устранить высокочастотную составляющую в кривой выпрямленного то- 20 ка (питающего двигатель) при коммутации. В результате этого, при глубоком регулировании ухудшается коэффициент формы тока, что приводит к недоиспользованию электродвигателя по мощности (при номинальном нагреве) и ухудшению энергетических показателей привода в целом на стороне питающего напряжения, эа счет увеличения коэф- фициента искажения. 30

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления вентильным электроприводом, выполненным на базе синхронного электродвигателя, содержащее преобразователь частоты с выпрямителем, входом подключенным к сети, а выходом — через дроссель, шунтированный тиристором, ко входу инвертора, выход которого подключен к синхронному электродвигателю, датчик положения ротора синхронного электродвигателя, установленного íà его валу, блок управления.инвертором, входом соединенный с выходом датчика положения, а выходом — с управляющим входом инвертора, блок защиты, вход которого подключен к сети, а выход— к блоку управления выпрямителем, вы- ходом подключенному к управляющему вкоду выпрямителя, блок режима, выходы которого соединены со входом блока управления выпрямителем и входом блока управления тиристором, а входы блока режима — с выходом датчика положения и эадатчиком граничной частоты (2).

Недостатком данного устройства яв- ляется одновременность подачи импульсов гашения в блок управления выпря822312 мителя, для перевода его в инверторный режим и на усилитель, формирую- . щий импульс управления на шунтирующий тиристор, закорачивающий дроссель. о

Как известно, при переходе мостового трехфазного выпрямителя из выпрямительного режима в режим инвертирования, выпрямленное напряжение изменяется по синусоиде питающего напряжения от + Ug до -U . В свяэи с этим от момента появлейия импульса на выходе блока управления выпрямителем до момента перехода напряжения U через ноль проходит определенное время (t ), Это время в общем случае не детерминировано и можно указать только его верхнее значение 4 =2—

2Ы где Т вЂ” период питающего напряжения, 2m — фазность преобразователя. Время (t>), проходящее от момента подачи импульса гашения на вход блока управления выпрямителя до момента появления на его выходе управляющих импульсов, обеспечивающих необходимый угол инвертирования, определяется техническими характеристиками самого блока управления выпрямителем.

Таким образом, шунтирующий тнристор закорачивает дроссель на время

1я+1 раньше, чем напряжение (1,) на выходе выпрямителя изменит свой знак с плюса на минус и возникнет коммутационный ток.

Поэтому под действием ЭдС высших гармоник, содержащихся в кривой выпрямленного напряжения выпрямителя и инвертора в контуре постоянного тока, суммарная индуктивность которого после закорачивания дросселя значительно уменьшилась, возникают пульсирующие токи, cравнимые по величине с выпрямленным током. На частотах (f), близких к граничной частоте естественной коммутации т („время запаздывания В„ t> достигнет 15% времени одного такта работы инвертбра. В силу этого коммутационные искажения кривой выпрямленного тока Т, на участке 1 + 4 q приводят к заметному снижению коэффициента формы тока потребляемого из сети и уменьшению коэффициента использования двигателя по мощности, что приводит к его дополнительному нагреву.

Цель изобретения — повышение коэффициента использования двигателя по току за счет снижения коэффициента искажения тока, потребляемого нз сети.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления вентильным электроприводом, выполненном на базе синхронного электродвигателя в блок управления тиристором дополнительно введены блок логического умножения и блок запрета, вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход со входом блока логического умножения, второй вход которого соединен с выходом блока режима, а выход блока логического умножения че рез усилитель соединен с управляющим электродом тиристора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления вентильным электроприводом, выполненного на базе синхронной машины.

Устройство для управления вентильным электроприводом, выполненном на ! базе синхронного электродвигателя 1

I содержитсоединенный с электродвигате15 лем преобразователь частоты 2 со звеном постоянного тока, вход которого подключен к сети 3. На валу синхронного электродвигателя 1 установлен датчик положения ротора 4. Преобразователь частоты 2 включает с ловую

Щ часть и систему управления. Силовая часть содержит выпрямитель 5, вход которого подключен к сети, а выход через сглаживающий дроссель 6, параллельно которому включен шунтирующий

25 тиристор 7 — к инвертору 8,к выходу которого подсоединен синхронный электродвигатель 1.

Система управления содержит блок

9 защиты от перегрузки по току, блок

30 управления 10 выпрямителя, блок управления 11 шунтирующего тиристора блок управления 12 инвертором и блок режима 13, осуществляющий перевод схемы в режим искусственной коммута-

35 ции при достижении частоты вращения двигателя до заданной установки f граничной частоты режима естествен- .

Ч ной коммутации.

Вход блока управления 12 инвЕртором соединен с выходом датчика 4

40 положения ротора, а выход подключен к управляющему входу инвертора 8. Выход датчика 4 положения соединен также с входом блока режима 13, на другой вход которого подается сигнал, задающий граничную частоту.

Выход 14 блока режима 13 подключен к входу блока управления 11 шунтирующего тиристора, а выход 15 — к входу блока управления 10 выпрямите50 ля, выход KOToporo подключен K управляющему входу выпрямителя 5. Другой вход блока управления 10 выпрямителя соединен с выходом блока 9 защиты от перегрузок по току, вход которого

55 подключен к входу выпрямителя 5.

Блок управления 11 шунтирующего титиристора состоит из блока 16 логического умножения, на один вход которого подается импульс гашения с вы60 хода 14 блока режима 13, а второй . вход блока 16 соединен с выходом блока запрета . /, вход которого подключен к выходу выпрямителя 5.

На выходе блока запрета 17 появля65 ется постоянный сигнал при наличии

822312

Формула изобретения

Устройство для управления вентильным электроприводом, выполненном на базе синхронного электродвигателя, содержащее преобразователь частоты с выпрямителем, входом подключенным к сети, а выходом — через дроссель, шунтированный тиристором, ко входу инвертора, выход которого подключен к синхронному электродвигателю,датчик положения ротора синхронного электродвигателя, установленного на его валу, блок управления инвертором, входом соединенный с выходом датчика положения, а выходом — с управляющим

5 входом инвертора, блок защиты, вход которого подключен к сети, а выход— к блоку управления выпрямителем, выходом подключенному к управляющему входу выпрямителя, блок режима, выходы которого соединены со входом блока управления выпрямителем и входом блока управления тиристором, включающего усилитель, а входы блока режима — с. выходом датчика положения и задатчиком граничной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования электродвигателя по току за счет снижения коэффициента искажения тока, потребляемого из сети, в блок управления тиристором дополнительно введены блок логического умножения и блок запрета, вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход со входом блока логического умножения, вторым входом подключенный к выходу блока режима, выход блока логического умножения через усилитель связан с управляющим электродом тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе на его вхопе отрицательного напряжения. у силитель 18 является формирователем импульсов, вход его соединен с выходом блока 16 логическогО умножения, а выход подключен к управляющему электроду шунтирующего тиристора 7.

Устройство работает следующим образом.

При частоте вращения f ) g сигналы на выходах 14,15 блока режима 13 отсутству т. В результате этого отсутствует сигнал на выходе б".îõà 16 логического умножения, который осуществляет функцию логического умножения сигналов поступающих с выхода

14 блока режима 13 и выхода блока запрета 17, а следовательно отсутствует и сигнал на выходе усилителя 18, соединенного с управляющим электродом тиристора 7. Тиристор 7 закрыт. 2

При частоте вращения двигателя . 1у блок режима 13 начинает вырабатывать импульсы гашения, которые поступают ьа вход бл=."а управления 10 выпрямителя, осуществляя перевод выпрямителя 5 из режима выпрямления в режим инвертирования.

В этот момент, когда напряжение на выходе эыпрямителя 5 достигнет нулевого значения на выходе блока запрета 17 появляется сигнал, который разрешает прохождение импульсов с выхода 14 блока режима 13 через блок логического умножения 16. На выходе блока 16 логического умнОжения при этом появляется сигнал, который усиливается в усилителе 18 и подается на управляющий электрод тиристора 7, открывая его. Тиристор 7, при этом, шунтирует дроссель 6 и происходит искусственная коммутация 4Q тиристоров инвертора 8 напряжением выпрямителя 5.

Таким образом, введение дополнительных блоков в блок управления тиристором позволяет уменьшить величину пульсирующего тока и снизить 45 общий коэффициент искажения тока, повышая коэффициент использования двигателя.

1. Патент Японии Р 46-62046, кл.5502, 1977.

2. Экспресс-информация Автоматизированный электропривод, электротехнология и электроснабжение промышленных предприятий, 1972, Р 27.

822312

Составитель B. Tàpàñoâ

Редактор А, Тюрин а Техред И. Коштура Корректор В.Бутяга

Заказ 1890/81 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

11303S, Москва, 5-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4.