Частотно-регульований асинхроний електропривод

1. ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к преобразователю частоты, составленному из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, дросселя и авто немного инвертора тока, систему управления инвертором, снабженную двумя группами входов и подключенную выходами к входам управления автономного инвертора тока, датчики (Ъаэных токов и напряжений статора, выходы которых подключены к блоку определения ЭДС двигателя, снабженного амплитудным и фазными выходами, блок определения потока двигателя, снаб-. женный амплитудным и фазными выходами и подключенный входами к фазным выходам блока определения ЭДС двигателя, блок задания составляющих тока статора, выходы которого подключены к входам блока задания амплитуды тока статора и к первой группе входов блока преобразования координат, вторая группа входов кото рого связана с выходами датчиков фазных токов статора> а выходы подключены к первой группе входов системы управления инвертором, вторая группа входов которой подключена к фазным выходам блока определения потока двигателя, при этом выход блока задания амплитуды тока статора подключен к входу регулятора амплитуды тока статора, соединенного с входом управления управляемого выпрямителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности электропривода, в него введены генератор пилообразных сигналов, снабженный управляющим входом и входами коммутации, лок импульсного измерения угла запаздывания инвертора, снабженный двумя группами фазных входов, два Функциональных (преобразователя с синусной и косинусной характеристиками соответствен но и блок деления, входы которого подключены к амплитудным выходам блока определения ЭДС двигателя и блока определения потока двигателя, а выход соединен с управляющим входом генератора пилообразных сигналов, входы коммутации которого подключены к выходам системы управления инвертором, при этом первая группа фазных входов блока импульсного измерения угла запаздывания инвертора подключена к выходам генератора пилообразных сигналов, вторая группа фазных входов - к выходам датчиков фазных токов статора, а выход - к объединенным между собой входам функциональных преобразователей с синусной и косинусной характеристиками, выходы которых подключены "Ч а е 11 19155 к второй группе входов блока преобразования координат. 2. Электропривод по п.1, о т л ич а ю ш и й с я тем, что генератор пилообразных сигналов содержит три интегратора, каждый из кв-торых зашунтирован управляемым ключом, при этом объединенные между собой входы интеграторов образуют управляющий вход генератора пилообразных сигналов, а управляющие входы управляемых ключей и выходы интеграторов образуют соответственно входы коммутации и выходы генератора пилообразных сигналов. 3. Электропривод по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок импульсного угла запаздывания инвертора содержит элемент запоми нания коротких сигналов, вход которого подключен к объединенным 1 между собої первым выводам трех управ пчемых ктлиеч, управляющий вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего элемента дифсЬеренцирования, соединенного входом с выходом соответствующего нульоргана, при этом вторые выводы управляемых ключей подключены к соответствующим резисторам, другие выводы которых образуют первую группу фазных входов блока импульсного измерения угла запаздывания инвертора, вторая группа фазных входов которого и выход образованы соответственно входами нуль-органов и выходом элемента запоминания коротких сигналов. Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического управления частотнорегулируемь*іи электроприводами, выполненными на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя и тиристорного преобразователя частоты с автономным инвертором тока, и может быть использовано в механизмах об10 щепромышленного назначения с высокими требованиями по качеству регулирования скорости вращения. Известен частотно-регулируемый асинхронный электропривод, содержащий асинхронный двигатель с корот' козамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к преобразователю частоты, составленному из последовательно соединенных управляе20 мого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока? систему управления инвертором, подключенную выходами к входам управления автономного инвертора тока, а первыми входами через блокопределения фаз" ных потокосцеплений - к выходам датчиков фазных токов и напряжений статора, блок задания составляющих тока статора, выходы которого через формирователь задания амплитуды тока 30 статора и регулятор амплитуды тока статора подключены к входам управ ления управляемого выпрямителя, при этом вторые входы системы управления инвертором связаны с выходами блока задания составляющих тока статора, а выходы блока определения фазных потокосцеплений подключены к блоку нормирования, сзязанному с системой управления инвертором [Л . Недостатком известного электропривода является наличие запаздывания в канале коррекции фазы, определяемого конечной скоростью изменения выходного сигнала интегратора фазовой погрешности. Это приводит к тому, что задаваемые блоком задания проекций тока статопа значения момента и потока двигателя в динамике воспроизводятся с искажениями, что, в свою очередь, приводит к затяжке и ухудшению качества переходных процессов в приводе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является частотно-регулируемый асинхронный электропривод, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к преобразователю частоты, составленному из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока, систему управления З * •11191 55 4 инвертором, снабженную двумя группаженный амплитудным и фазными выми входов и подключенную выходами ходами и подключенный входами к фаз" к входам управления автономного инным выходам блока определения ЭДС вертора тока ; датчики фазных токов двигателя, блок задания составляющих •и напряжений статора, выходы кото,тока статора, выходы которого под'рых подключены к блоку определения ключены к входам блока задания амЭДС двигателя, снабженного амплитудплитуды тока статора и к первой групным и фазными выходами, блок опрепе входов блока преобразования коорделения потока двигателя, снабжендинат, вторая группа входов котороный амплитудным и фазными выходами 10 го связана с выходами датчиков фази подключенный входами к фазным выных токов статора, а выходы подклюходам блока определения ЭДС двигачены к первой группе входов систетеля, блок задания составляющих томы управления инвертором, вторая ка статора, выходы которого подключе группа входов которой подключена к ны к входам блока задания амплитуды фазным выходам блока определения по15 тока статора и к первой группе вхотока двигателя, при этом выход блодов блока преобразования координат, ка задания амплитуды тока статора вторая группа входов которого свяподключен к входу регулятора амплизана с выходами датчиков фазных тотуды тока статора, соединенного с вхоков статера, а выходы подключены к дом управлення управляемого выпряпервой группе входов системы управмителя, введены генератор пилообразления инвертором, вторая группа вхоных сигналов, снабженный управляюдов которой подключена к фазным выщим входом и входами коммутации, ходам блока определения потока двиблок импульсного измерения угла загателя, при этом выход блока задапаздывания инвертора, снабженный . • ния амплитуды тока статора подклюдвумя группами фазных входов, два чен к входу регулятора амплитуды . функциональных преобразователя с тока статора, соединенного с входом синусной и косинусной характеристиуправления управляемого выпрямителя, ками соответственно и блок деления, В известном электроприводе произвовходы которого подключены к амплитуддится учет запаздывания, вносимого 30 ным выходам блока определения ЭДС автономным инвертором тока [2І . двигателя и блока определения потока двигателя, а выход соединен с упНедостатками этого электропривода равляющим входом генератора пилообявляются сложность схемного решеразных сигналов, входы коммутации ния и низкая надежность. которого подключены к выходам сисЦель изобретения - повышение на- 35 темы управления инвертором, при этом дежности частотно-регулируемого первая группа фазных входов блока асинхронного электропривода путем импульсного измерения угла запаздыупрощения схемы и сокращения коливания инвертора подключена к выхочества элементов. дам генератора пилообразных сигна40 лов, вторая группа фазных входов - к Указанная цель достигается тем, что в частотно-регулируемый асинвыходам датчиков фазных токов статохронный электропривод, содержащий ра, а выход - к объединенным между асинхронный двигатель с короткозамсобой входам функциональных преобракнутым ротором, статориые обмотки зователей с синусной и косинусной 45 характеристиками, выходы которых которого подключены к преобразователю частоты, составленному из поподключены к второй группе входов следовательно соединенных управляеблока преобразования координат. мого выпрямителя, дросселя и автономного инвертора тока, систему управления инвертором, снабженную 50 При этом генератор пилообразных двумя группами входов и подключенную сигналов содержит три интегратора, выходами к входам управления автономкаждый из которых зашунтирован упного инвертора тока, датчики фазных равляемым ключом» при этом объедитоков и напряжений статора, выходы ненные мевду собой входы интегратокоторых подключены к блоку определе- 55 ров образуют управляющий вход гення ЭДС двигателя, снабженного амнератора пилообразных сигналов, а плитудным и фазными выходами, блок управляющие входы управляемых ключей .определения потока двигателя, снаби выходы интеграторов образуют соот 5 11 191 55 6 ветственно входы коммутации и выходи ными выходами 11, блок 12 определегенератора пилообразных сигналов. ' ния потока двигателя, снабженный Кроме того, блок импульсного изамплитудным выходом 13 и фазными вымерения угла запаздывания инвертора ходами 14 и подключенный входами к содержит элемент запоминания коротфазным выходам 11 блока 9 определеких сигналов, вход которого подклюния ЭДС двигателя, блок 15 задачен к объединенным между собой перния составляющих тока статора, вывым выводам трех управляемых ключей, ходы которого подключены к входам управляющий вход каждого из которых блока 16 задания амплитуды тока подключен к выходу соответствующего 10 статора и к первой группе входов 17 элемента дифференцирования, соедиблока 18 преобразования координат, ненного входом с выходом- соответствувторая группа входов 19 которого свяющего нуль-органа» при этом вторые зана с выходами датчиков 7 фазных выводы управляемых ключей подключетоков статора, а выходы подключены ны к соответствующим резисторам, )5 к первой группе входов 20 системы 6 другие выводы которых образуют перуправления инвертором, вторая групвую группу фазных входов блока импа входов которой подключена к фазпульсного измерения угла запаздываным выходам 14 блока 12 определения инвертора, вторая группа фазных ния потока двигателя, при этом вывходов которого и выход образованы ход блока 16 задания амплитуды тока 2Q соответственно входами нуль-органов статора подключен к входу регулятои выходом элемента -запоминания кора 21 амплитуды тока статора, соеротких сигнапов, диненного с входом управления упНа фиг. 1 представпена структурравляемого выпрямителя 3. ная схема предлагаемого частотноВ частотно-регулируемый асинхрон25 регулируемого асинхронного электроный электропривод в&едены генератор привода; на фиг. 2 - структурная 22 пилообразных сигналов, снабженсхема блока задания составляющих ный управляющим входом 23 и входами тока статора; на фиг. 3 - структур24 коммутации, блок 25 импульсного ная схема блока определения ЭДС измерения угла запаздывания инвер,„ двигателя; fca фиг. 4 - структурная тора, снабженный двумя группами фазсхема блока определения потока двиных входов, два функциональных прегателя; на фиг. 5 - структурная образователя 26 и 27 с синусной и схема блока преобразования коордикосинусной характеристиками соответнат; на фиг. 6 - структурная схема ственно и блок 28 деления, входы ко35 системы управления инвертором; на торого подключены к амплитудному выфиг. 7 - структурная схема генератоходу 10 блока 9 определения ЭДС двира пилообразных сигнапов; на фиг.8 гателя и к амплитудному выходу 13 структурная схема блока импульсного блока 12 определения потока двигаизмерения угла запаздывания инвертеля, а выход соединен с управляю40 тора* щим входом 23 генератора пилообразЧастотно-регулируемый асинхронных сигналов 22, входы 24 коммутаный электропривод содержит асинхронции которого подключены к выходам ный двигатель 1 (фиг. 1) с короткосистемы 6 управления инвертором, замкнутым ротором, статорные обмотпри этом первая группа фазных вхо45 ки которого подключены к преобразодов 25 импульсного измерения угла вателю 2 частоты, составленному из запаздывания инвертора подключена последовательно соединённый управляек выходам генератора 22 пилообразмого выпрямителя 3, дросселя 4 и ных сигналов, вторая группа фазных автономного инвертора 5 тока, сисвходов-к выходам датчиков 7 фазных тему 6 управления инвертором, снаб- 50 токов статора, а выход - к объедиженную двумя группами входов и подненным между собой входам функциключенную выходами к входам управональных преобразователей 26 и 27 > ления автономного инвертора 5 тока, с синусной и косинусной характерисдатчики 7 фазкьгх токов статора и даттиками, выходы которых подключены к чики S фазных напряжений статора, второй группе входов 19 блока 18 выходы которых подключены к блоку 9 преобразования координат. определения ЭДС двигателя, снабженБлок 15 задания составляющих то- ' ного амплитудным выходом 10 и фазка статора содержит регулятор 29 f\ 7 tt !Э»55 скорости и регулятор 30 потока, связанные с входами делителя 31. Выходы делителя 31 и регулятора 30 потока образуют выходы блока 15 задания составляющих тока статора. Блок 9 определения ЭДС двигателя содержит фазные суммирующие усилители 32(фиг. 3),выходы которых подключены к входам блока 33 выделения амплитуды ЭЦС, выход которого и выходы суммирующих усилителей 32 образуют соответственно амплитудный выход 10 и фазные выходы 11 блока 9 определения ЭДС двигателя. Блок 12 определения потока двигателя содержит фазные интеграторы 34 (фиг. 4 ) , выходы которых подключены к входам блока 35 выделения амплитуды потока двигателя, выход которого вИ выходы интеграторов 34 образуют соответственно амплитудный выход 13 и фазные выходы 14 блока 12 определения потока двигателя. Блок 18 преобразования координат содержит умножители 36-39 (фиг. 5 ) , входы которых образуют две группы входов 17 и 19 блока 18 преобразования координат, и сумматоры 40 и 41, выходы которых образуют выходы блока 18 преобразования координат. Система 6 управления инвертором содержит блок 42 определения составляющих сигнала задания тока в неподвижной системе координат (фиг. 6 ) , ^эыходы которого соединены с входами нуль-органов 43-45,подключенных выходами к входам блоков 46-48 дифференцирования, выходы которых образуют выходы системы 6 управления инвертором. Генератор 22 пилообразных сигналов содержит фазные интеграторы 49 (фиг* 7 ) , каждый из которых зашунтирован управляемым ключом 50, при этом объединенные между собой входы интеграторов 49 образуют управляющий вход 23 генератора 22 пилообразных сигналов, а входы управления управляемых ключей 50 и выходы интеграторов 49 образуют соответственно входы 24 коммутации и выходы генератора 22 пилообразных сигналов. 5 10 15 20 25 30 35 в дого из которых подключен к выходу соответствующего элемента 55 дифференцирования соединенного входом с выходом соответствующего нуль-органа 56, при этом вторые выводы управляемых ключей 52-54 подключены к соответствуклцим резисторам 57-59, вторые выводы которых образуют первую группу фазных входов блока 25 импульсного измерения угла запаздывания инвертора, вторая группа (Ьазньгх входов которого и выход образованы соответственно входами нуль-органов 56 и выходом элемента 51 запоминания коротких сигналов. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод работает следующим образом. В блоке 15 задания составляющих тока статора на входе регулятора скорости 29 (фиг. 2) сравниваются сигналы задания 0)$ и фактической скорости (л} вращения, а на входе регулятора 30 потока сравниваются сигналы задания qu амплитуды потока и амплитуды фактического потока ( Сце^ пи для сигналов Ы и ^ с выходов блоков 28 и 12 соответственно на фиг, 1 не показаны). Выходной сигнал регулятора 29 скорости делится на сигнал (> с помощью делителя 31, выходj ной сигнал которого является заданием 1J« проекции вектора тока статора на мнимую ось