Устрій до пуску перетворювача частоти для регулювання асинхроного короткозамкнутого двигуна

Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано для управления автономными инверторами тока, применяемыми в составе преобразователя частоты в частотно-регулируемых электроприводах. Цель изобретения - упрощение устройства. Цель достигается тем, что пуск инвертора разбивается на два этапа, причем на первом этапе происходит начальный заряд ко**мутирующих конденсаторов, а на втором этапе - дозаряд конденсаторов до напряжения, уровень которого обеспечивает коммутационную устойчивость в рабочем режиме, 6 ил. ос со о -_*Л 1 1390744 2 Изобретение относится к электроду системы 11 управления выпрямитетехнике и может быть использовано лем 2, выход задания, длительности для управления автономными инвертовторого этапа пуска Ті х Т2 подключен рами тока, применяемыми в составе к управляющим входам первого ключевопреобразователя частоты в частотного элемента 9 и второго ключевого регулируемых электроприводах. элемента 12, включенного между блоЦель изобретения - упрощение и ком 13 задания высокой, равной номиснижение потерь энергии. нальной или близкой к ней, частоты Поставленная цель достигается 10 fц на втором этапе пуска и систепутем разделения процесса пуска на мой 14 управления инвертором 1, а два этапа, на первом иэ которых имвыход задания длительности рабочего пульс тока выпрямителя при подаче на режима Т2 подключен к управляющим вход системы управления инвертором входам третьего ключевого элемента нулевой частоты протекает через сгла- и 15, включенного между выходом задания живающий дроссель, один тиристор в частоты fpc,6 блока 16 задания тока и анодной и один тиристор другой фазы частоты в рабочем режиме и входом сив катодной группе инвертора, две стемы 14 управления, и четвертого фазы двигателя, обеспечивая начальключевого элемента 17, включенного ный заряд коммутирующих конденсатомежду выходом задания тока I р „$ бло20 ка 16 и входом регулятора 10 тока, ров, а на втором этапе линейно увеподключенным также к выходу блока 6, личивающийся во времени ток выпрями Блок 7 (фиг. 2) формирования длителя протекает через сглаживающий тельностей этапов пуска состоит из дроссель и поочередно с высокой частотой, равной номинальной частоте 25 двух последовательно соединенных узлов 18 и 19 задержки и логических инвертора или близкой к ней, через элементов НЕ 20 и 2И-НЕ 21, соединентри фазы инвертора и двигателя, обеных таким образом, что вход первого ' , спечивая дозаряд коммутирующих конузла 18 задержки является входом блоденсаторов до рабочего напряжения, і ка 7 формирования длительностей этаНа фиг. 1 представлена структурная 30 пов пуска, а выход узла 18 задержки схема устройства; на фиг. 2 - функциоявляется первым выходом блока 7 и нальная схема блока формирования длисоединен с одним из входов логичестельностей этапов пуска; на фиг. 3 кого элемента 21, второй вход котопример выполнения блока задания тока рого соединен с выходом логического на первом этапе пуска; на фиг. 4 35 элемента 20, при этом выход логичес- пример выполнения блока задания высокого элемента 21 является вторым выкой частоты на втором этапе пуска; ходом блока 7, а выход 20 - третьим на фиг. 5 - временные диаграммы, повыходом блока 7. ясняюіцие работу устройства; на фиг.6Блок 6 задания тока на первом этацепь протекания тока заряда конденса- 4 0 п е п у с к а п р е д с т а в л я е т собой дифференторов -инвертора на первом этапе пуспирующую RC-цепочку (фиг. 3 ) . При ка. замыкании контактов командоаппарата . Устройство для пуска преобразова5 на вход блока 10 подключается истеля частоты включающего автономный точник постоянного напряжения Е, инвертор 1 тока с отсекающими диода- 45 и R-C цепь формирует импульсный сигми, входящий вместе с управляемым нал тока, являющийся заданием тока выпрямителем 2 и сглаживающим дросна первом этапе. Блок 13 задания выселем 3 в состав преобразователя для сокой частоты на втором этапе пуска регулирования асинхронного короткопредставляет собой источник постоян,замкнутого двигателя 4, содержит ко- 50 ного напряжения, схема которого приведена на фиг. 4, мандоаппарат 5 включения, выход коI торого подключен к входам блока 6 Регулятор 10 тока представляет созадания тока на первом этапе пуска бой пропорционально-интегральный реи блока 7 формирования длительностей этапов пуска, выход задания длитель- 55 гулятор, выполненный на операционном усилителе. Елок 9 задания тока и чаности первого этапа пуска ТІ, через стоты в рабочем режиме может быть блок 6 задания тока І-, на втором этавыполнен, например, в виде потенциопе пуска, первый ключевой элемент 9 метров, подключенных к источнику и регулятор 10 тока подключен к вхо 1390744 постоянного напряжения. Блок 8 задания тока на втором этапе представляет собой пропорционально-интегральное звено, выполненное на операционном усилителе. Устройство работает следующим образом. При замыкании контактов командоаппарата 5 на вход блока 7 формиро- JQ вания длительности этапов и на вход блока 6 задания тока на первом этапе поступает сигнал пуска П (фиг. 5 ) . При ^этом на вход регулятора 10 тока с выхода блока 6 задания тока на первом «с этапе при разомкнутых ключевых элементах 9 и 17 посіупает импульсный сигнал задания. Так как ключевые элементы 15 и 12 разомкнуты, на вход системы 14 управления инвертором 1 по- jn ступает сигнал нулевой частоты. Такое состояние сохраняется в течение всего первого этапа пуска. При этом на первом этапе пуска импульс тока I (фиг. 5) выпрямителя 2 при нулевой 25 частоте F (фиг. 5) в инверторе 1 протекает через сглаживающий дроссель 3, две фазы инвертора 1 и двигателя 4. Цепь протекания тока заряда конденсаторов (С а ) инвертора 1 30 на первом этапе при отсутствии потока и ЭДС двигателя 4 показана на фиг. 6. При протекании этого тока коммутирующие конденсаторы заряжаются до напряжения U C I , равного поступает линейно увеличивающийся во времени сигнал задания тока, а \а вход системы управления инвертором 1 через замкнутый ключевой элемент 12 с выхода блока 13 задания частоты на втором этапе поступает сигнал задания высокой частоты. Одновременно с появлением сигнала Т1 в узле 19 задержки и логических элементах 20 и 21 (фиг. 2) формируется сигнал Т1 х Т2, определяющий длительность второго этапа tjj. На втором этапе линейно увеличивающийся во времени ток в*ыпрямителя 2 протекЗет через сглаживающий дроссель 3 и поочередно с высокой частотой через три фазы инвертора 1 и двигателя 4, обеспечивая дозаряд коммутирующих конденсаторов до рабочего напряжения. По окончании второго этапа пуск окончен и происходит переход на рабочий режим регулирования частоты и тока. При этом размыкаются ключевые элементы 9 и 12 и замыкаются элементы 15 и 17. На вход регулятора 10 тока через замкнутый ключевой элемент 17 с выхода задания тока блока 16 поступает сигнал задания рабочего тока, а на вход системы 14 управления инвертором 1 через замкнутый ключевой элемент 15 с выхода задания частоты блока 16 поступает сигнал задания рабочей частоты. , Таким образом, благодаря разделе35 нию процесса пуска на два этапа, на 2L K первом из которых обеспечивается И = lj k начальный заряд коммутирующих конденсаторов за счет протекания импульгде U, - напряжение на выходе полноса тока выпрямителя через сглаживастью открытого выпрямителя; Ь„ - индуктивность короткого за- ^0 ющий дроссель, две фазы инвертора и двигателя при нулевой частоте рабомыкания двигателя; ты системы управления инвертором, Lj - индуктивность сглаживающего а на втором - дозаряд коммутирующих дросселя. конденсаторов до рабочего напряжения При соотношении -- = 15 величина * > за счет протекания через сглаживающий дроссель и поочередно с частотой, U c составляет не более 20% от знаблизкой к номинальной, через три чения рабочего напряжения, необходифазы инвертора и двигателя линейно мого для обеспечения коммутационной нарастающего тока выпрямителя, упроустойчивости инвертора в рабочем ре- „ щается силовая схема инвертора и снижиме. Длительность первого этапа t £ определяется узлом 18 задержки (фиг.2) жаются потери энергии. на выходе которого формируется сигнал ТІ. При появлении сигнала Т1 начинается второй этап пуска: замыкаются 55 ключевые элементы 9 и 12. При этом на вход регулятора 10 тока через замкнутый ключевой элемент 9 с выхода блока 8 задания тока на втором этапе Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для пуска преобразователя частоты для регулирования асинхронного короткозамкнутого двигателя, включающего последовательно соединенные управляемый выпрямитель, 5 1390744 сглаживающий дроссель и автономный на втором этапе пуска и первый ключеинвертор тока с отсекающими диодавой элемент подключен к входу регуми, содержащее командоаппарат вклюлятора тока, выход задания длительчения, систему управления инвертором, ности второго этапа пуска подключен последовательно соединенные регуляк управляющим входам первого ключетор тока и систему управления выпрявого элемента и второго ключевого мителем и блок задания тока и частоэлемента, включенного между блоком ты в рабочем режиме, о т л и ч а задания высокой частоты на втором ю щ е е с я тем, что, с целью упроo этапе пуска и системой управления щения и снижения потерь энергии, оно t инвертором, а выход задания - переснабжено блоками задания тока на хода на рабочий режим подключен к первом и втором этапах пуска, блоком управляющим входам третьего ключевозадания высокой, равной номинальной го элемента, включенного между выили близкой к ней, частоты на втором ходом задания частоты блока задания этапе пуска, четырьмя ключевыми эле- 15 тока и частоты в рабочем режиме и ментами и блоком формирования дливходом системы управления инвертором тельностей этапов пуска, вход котои четвертого ключевого элемента, рого вместе с входом блока задания включенного между выходом задания тока на первом этапе пуска подключен тока блока задания тока и частоты в к выходу командоаппарата включения, 20 рабочем режиме и входом регулятора выход задания длительности первого тока, подключенным также к выходу этапа пуска через блок задания тока блока задания тока на первом этапе. 1390744 Фиг. 2 Фцг.3 1390744 П T2 Рабочий режим Фие.5 ги -к =г *h —о Фиг.В Редактор В. Данко Составитель В. Жмуров Техред А.Кравчук Корректору. Пожо Заказ 1779/53 Тираж 665 Подписное В И П Государственного конитета СССР НИИ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . ( д . А/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, k