Устройство для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного торможения

Устройство для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного торможения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/ii>985912 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22)Заявлено 28.10,80 (2l) 2996742/24-07 с присоединением заявки .% (23) Приоритет (51) М. Кл..Н 02 Р 3/22

Н 02 P 7/42

1еаударстхенный кемнтет дс делам нзабретеннй н отхрытнй

Опубликовано 30. 12.82. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 03.01.83 (53) УДК 62-.83:

:671 313 333А72.9(088; 8) (72) Авторы изобретения

В".П. Грехов и Ю.H. Стулов (7!) Заявитель (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

АСИНХРОННЫМ ДВИ ГАТЕЛЕМ В РЕЖИМЕ ЧАСТОТНО ГО

ТОРМОЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для автоматического управления электроприводами, в частности электроприводами с асинхронными двигателями и статическими пре5

\ образователями частоты с промежуточным звеном постоянного тока в режиме генераторного торможения на реостат, to

Известно устройст во для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного торможения, содержащее преобразователь частоты с блоком регулирования напряжения в звене постоянного тока ин. вертора, блок тормозных резисторов, блок регулирования тормозного режима, датчик тока s цепи питания инвер. тора, блок задания тока и датчик ча- 20 стоты вращения двигателя. Эффективное торможение двигателя с критическим значением тормозного момента при минимально возможной величине то2 ка, потребляемого из сети, достига" ется путем введения в канал управления частотой инвертора нелинейных блоков коррекции flj .

Недостатками этого устройства являются довольно сложная реализация и невозможность использования в разомкнутых по скорости асинхронных частотно-регулируемых электроприводах.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство для торможения частотнорегулируемого электропривода содержит трехфазный инвертор напряжения, вход которого подключен к регулятору напряжения, блок управления частотой инвертора, датчик входйого тока инвертора, тормозной резистор, подключенный -через прерыватель тока параллельно конденсатору на входе инвертора, блок стабилизации момента двигателя в режиме торможения, состоящий иэ последовательно соеди/ ненных блока определения режима ра-.

985912

3 боты двигателя и блока стабилизации входного тока инвертора, выход которого подключен к прерывателю тока, а вход блока определения режима работы подключен к датчику входного тока инвертора, Эффективное торможение двигателя в широком диапазоне регулирования частоты вращения осуществляется путем изменения продолжительности подключения тормоз-30 ного резистора в функции входных напряжения и тока инвертора $2(.

Недостатком известного устройства является возможность появления значительных по амплитуде выбросов 15 напряжения в промежуточном звене постоянного тока (т.е. на входном конденсаторе инвертора напряжени при большой интенсивности уменьшения выходной частоты инвертора, что снижа* ет надежность работы электроприво да в режиме частотного торможения дви гателя.

Цель изобретения - повышение на дежности работы электропривода s режиме частотного торможения двига.;теля.

Поста вленная цель дост и гается тем, что блок управления частотой инвертора подключен к зажимам конденсатора на входе инвертора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство для автоматического управления асинхронным двигателем в режиме частотного торможения содержит регулятор 1 напряжения с конденсатором 2 на выходе, который является одновременно входным конденсатором инвертора 3 напряжения, блок

4 управления частотой инвертора, асинхронный двигатель 5, датчик 6 входного тока инвертора, блок 7 стабилизации момента двигателя в режи45 ме частотного торможения, состоящий .из блока 8 определения режима работы двигателя и блока 9 стабилизации входного тока инвертора, соединенных последовательно, и прерыватель

10 тока тормозного резистора 11, которые образуют последовательную цепь, подключенную параллельно конденсатору 3.

Устройство работает следующим образом.

При постоянном напряжении задания 0 о на входе регулятора 1 напряжения (интервал времени и -t< (фиг.2) 4 напряжение на конденсаторе 2 и пропорциональная ему выходная частота ()„блока 4 управления частотой инвер тора также постоянны, т.е. имеет место установившийся режим работы.

Асинхронный двигатель 5 работает в двигательном режиме и среднее значение напряжения на датчике 6 входного тока инвертора больше нуля. На выходе блока 8 определения режима работы двигателя присутствует сигнал логического "0", соответствующий двигательному режиму работы.

Этот сигнал блокирует блок 9 стаL билизации входного тока инвертора при торможении, и на, его выходе, являющемся выходом блока 7 стабилизации момента двигателя в режиме частотного торможения, будет сигнал логического "0", Прерыватель 10 тока тормозного резистора 11 находится в. разомкнутом состоянии, и ток через тормозной резистор ll равен нулю.

При уменьшении напряжения U <*eoмент времени t< переключающий элемент регулятора 1 напряжения закрывается и находится в этом состояl нии до окончания торможения двигателя. Под действием тока нагрузки напряжение на конденсаторе 2 и пропорциональная ему выходная частота инвертора 3 уменьшаются. Ротор же двигателя 5 в силу присущего ему момента инерции не может быстро изменить частоту 4) вращения и в промежутке времени t<-t2 продолжает вра" щаться практически с прежней скоростью. По мере разряда конденсатора 2 и уменьшения выходной частоты инвертора 3 скольжение двигателя

5 и входной ток инвертора напряжения уменьшаются. В момент времени

t< скольжение двигателя становится равным нулю и двигатель работает в режиме идеального холостого хода, являющегося границей между двигательным и генераторным режимами его работы. В этом режиме входной ток инвертора 3 имеет минимально возможное, близкое к нулю, положительное значение, равное активной составляющей намагничивающего тока двигателя. Активная составляющая намагничивающего тока обусловлена электрическими потерями в активном сопротивлении обмотки и магнитными потерями в сердечнике статора двигателя

5 985912 - б уменьшение входного тока инвер-: шается до нуля, затем изменяет направ» . тора 3 по мере подхода двигателя 5 ление и начинает плавно нарастать. к режиму идеального холостого хода . На интервале времени

2 3 т сопровождается уменьшением напряже- = 12+i>>z. В момент времени t вход3 ния 06 датчика 6 входного тока до 5 ной ток инвертора 3 достигает тока значения, равного от.сечки, определяемого величиной напряжения задания блока 9 стабилиза6" инВ.цхх 4IN ции входного тока инвертора 3, и на" . выходе блока 7 стабилизации момента гДе 1е, „„- .входной ток инвертора при !6 двигателя при торможении ФормируетРаботе двигателЯ в Режиме идеально; ся команда (логически11 "В") на разrî холостого хода; мыкание прерывателя 10 тока тормозR> . - сопротивление шунты Яатчи ного резистора 11. В момент времека входного тока. ни t5 ток через конденсатор 2 иэмеНа интервале времени й2 няет как направление, так и свое значение (скачкообразно) на вели2 инВ) Й,= 7 .чину . Ц (Я)

2 3) где i< — ток разряда конденсатора ь = — (2 инВi 3I. выходного фильтра регулятора напря. жения.

Ю Начинается подзаряд конденсатора

- ток через тормозной резис- 2 током инвертора напряжения, вследтор. ствие чего выходная частота инверВ момент времени и выходной сиг- Tîðà 3 увели ивается, а скольжение 2 нал 0 блока 8 определения режима . двигателЯ УменьшаетсЯ. Уменьшение

Работы двигателя становится равным скольжениЯ вызывает Уменьшение тока логическои "1", блокировка с блока инвертора 3, и при определенном его

9 стабилизации (напряжение 0 ) вход- значении, зависЯщем от величины

9 ного тока инвертора снимается и на гистеРезиса УСТРойства ОтсечКИ в выходе блока 7 (напряжение 0 ) ста-. блоке 9 стабилизации така инвеРто7

I билизации момента двигателя при .тор- 36 Ра 3 пРи .то можении, на выходе бломожении Формируется команда (логи- ка 7 стабил зации момента двигателя ческая н1н) на замыкание прерыва- 5 при торм ении вновь ФоРмиРУется теля 1п тока тормозного резистора. команда (логическаЯ "1"),на замыкаЭто вызывает скачок тока разряда ние пРеРывателЯ 10 тока тормозного конденсатора 2

35 резистОра 11 ° .На интервале времени t -t

2 2.) и (С1

2 ии8 кт кт Такие последовательно сменяющие друг друга процессы включения и выгде 0 (t ) - напряжение на конденсад Щ2) Р щ ключения прерывателя тока тормозторе 2 в момент вРемени ного резистора происходят в устройНачинается более быстрый разряд стае томрожения до момента времени конденсатора с постоянной времени когда напряжение на конденсаR> C, где КТ величина сопротив- торе 2 становится Равным вновь залениЯ тоРмозного РезистоРа, С - ве- а Ом значен уменьшение выходной частоты инвертора напряжения. .местно с блоком 7 стабилизации момента при торможении представляет

Скольжение двигателя становится собой импульсный стабилизатор тока

36 отрицательным, и он переходит в гене- (входного тока инвертора напряжераторный Режим работы с рекуперацией ния) релейного типа; В течение всезнергии в промежуточноц звено посто- ro ïðîöåññà частотного торможения янного тока, где она рассеивается длительность импульсов тока через в виде тепла в тормозном резисто-" тормозной резистор 11 и частота их ре 11.

55 следования автоматически изменяПо мере увеличения скольжения в ются так, что среднее значение вход.процессе разряда конденсатора 2 вход- :ного тока инвертора 3 напряжения ной ток инвертора 3 сначала умень- :остается постоянным. В результате

985912

7 этого абсолютное скольжение двигателя 5 и его момент,. являющийся тормозным, будут также примерно постоянными.

На интервале времени -с двигатель переходит из генераторного режйма работы через режим идеального холостого хода s двигательный режим с вновь заданной частотой вращения.

В момент времени на выходе блока 7 стабилизации момента двигателя при торможении появляется логический "0", который удерживает прерыватель 10 тока тормозного резистора 11 в разомкнутом состоянии, Применение предлагаемого устройства в асинхронных частотно-регулируемых электроприводах позволяет по высить надежность его работы B режи ме частотного торможения двигателя.

Исключение возможности появления выбросов входного напряжения инвертора при частотном торможении дает возможность автоматически поддерживать интенсивность .изменения выходной частоты инвертора напряжения на таком уровне, при котором момент двигателя при торможении будет равен критическому значению. При этом время торможения двигателя будет минимальным, что способствует увеличению производительности установок, 8

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления асинхронным двигатслем в режиме частотного торможения, 5 содержащее трехфазный инвертор напряжения, вход которого подключен к регулятору напояжения, блок управления частотой инвертора, датчик входного тока инвертора, тормозной

1© резистор, подключенный через преры" ватель тока параллельно конденсатору на входе инвертора, блок стабилизации момента двигателя в режиме частотного торможения, состоящий из последовательно соединенных блока определения режима работы двигателя и блока стабилизации входного тока инвертора, выход которого подключен к прерывателю тока, а вход блока определения режима работы подключен к датчику входного тока инвертора, о т л и .ч а ю щ е е с я

Г тем, что, с целью повышения надежности работы электропривода в режиме частотного торможения двигателя, блок управления частотой инвертора подключен к зажимам конденсатора на входе инвертора.

Источники информации, ЗО принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 681427, кл. Н 02 P 3/22, 1979

2. Авторское свидетельство СССР

У 661706, кл. Н 02 P 5/40, Н 02 P 7/42, 1979 (прототип).