Устрій до управління багатодвигуним електроприводом зміного струму

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН C5U4 Н 02 F 7/74 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( 2 0 4208453/24-07 (22) 12.03.87 (46) 0 7 . 0 9 . 8 8 . Вкхл* К 33 ° (71) Научно-исследовательский э л е к тротехнический институт Производственного объединения "ХЭМЗ" (72) А.Ю.Бару, В.П.Богатырев и И.ИоЭпштейн (53) 6 2 - 8 3 : 6 2 1 . 3 1 3 . 3 2 3 . 0 7 2 - 6 ( 0 8 8 0 8 ) (56) Кривицкий C O . , Зпцітейн И.И„ Динамика частотно-регулируемых электроприводов с автономными инверторами. - М.: Энергия, 1970. с . 1 1 3 . Авторское свидетельство СССР ' № 9 8 7 7 7 2 , к л . Н 02 Р 7/74, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к э л е к т р о т е х н и к е , в частности к системам а в т о матического управления ч а с т о т н о - р е г у лируемыми электроприводами, требующим к а ч е с т в е н н о г о регулирования в д и намических режимах разгона и торможения привода с группой асинхронных короткозамкнутых д в и г а т е л е й . Цель изобретения состоит в повышении быстродействия в режимах р а з г о н а и т о р можения. Устройство для управления многодвигательным электроприводом переменного тока содержит п р е о б р а з о в а т е л ь 1 частоты, составленный из последовательно соединенных управляе мого выпрямителя 2, дросселя 3 и а в тономного инвертора 4 т о к а . Выходы преобразователя 1 частоты предназначены для подключения к группе асинх 1422358 ронных короткозамкнутых двигателей 5. Блок 6 задания частоты, задатчик 7 интенсивности, первый блок суммирования 8, блок деления 9» регулятор 10 ЭДС, блок 11 суммирования, регулятор 13 тока и система 14 управления соединены между собой последовательно. Выход датчика 12 тока преобразователя подключен к второму вхо* ду блока 11 суммирования- Датчик 16 ЭДС входами подключен к датчикам 17 тока и датчику 18 напряжения двигателя, а выходом - к второму входу бло ка 8 суммирования. В устройство введены блоки 19, 22 и 24 дифференцирования, Функциональные преобразователи 21 и 28, блоки 20, 25 суммирования, блоки 26, 27 выделения модуля, блок 23 измерения фазового запаздывания инвертора и блок 2? определения знака частоты. В устройстве обеспечивается быстродействующее формирование сигналов задания тока и частоты, используемых для управления двигателями. 1 ил. 1 вход которого соединен с выходом датИзобретение относится к электрочика 12 тока преобразователя, а вытехнике, в частности к системам автоход - с входом регулятора 13 тока. матического управления частотно-регуВыход последнего подключен к входу лируемыми электроприводами, выполненными на основе группы асинхронных ко- 5 первой системы 14 управления, выходы которой соединены с управляющими вхороткозамкнутых двигателей и тиристордами выпрямителя 2. Вторая система ного преобразователя частоты с авто15 управления выходом соединена с номным инвертором тока, и может быть управляющими входами автономного нниспользовано в механизмах, требующих качественного регулирования в динами- 10 вертора 4 тока, устройство содержит также датчик 16 ЭДС, входы которого ческих режимах разгона и торможения соединены с выходами датчиков 17 топривода. ка и 18 напряжения двигателя, Цель изобретения - повышение быста выход - с вторым входом первого родействия в режимах разгона и тормо15 блока 8 суммирования. В устройстжения. - во введены первый блок 19 дифНа чертеже представлена структурференцирования, вход которого соединая блок-схема устройства для управнен с выходом задатчика 7 интенсивления многодвигательным электропривоности, третий блок 20 суммирования, дом переменного тока. 20 первый вход которого соединен с выУстройство содержит преобразоваходом задатчика 7 интенсивности, а тель 1 частоты, составленный из посвторой - с выходом первого блока 19 ледовательно соединенных управляемого дифференцирования, последовательно выпрямителя 2, дросселя 3 и автономсоединенные первый функциональный ного инвертора 4 тока, причем выходы ' 25 преобразователь 21 и второй блок 22 преобразователя частоты предназначены дифференцирования, причем вход перводля подключения к группе асинхронных го функционального преобразователя короткозамкнутых двигателей 5, блок 21 соединен с выходом первого блока 6 задания частоты, подключенный к 19 дифференцирования, а выход второго входу задатчнка 7 интенсивности, выход которого подключен к первому вхо- 30 блока 22 дифференцирования - с третьим входом третьего блока 20 суммирования, ду первого блока 8 суммирования, блок блок 23 измерения фазового запаздыва9 деления, вход для делимого которого ния автономного инвертора тока, выход подсоединен к выходу первого блока 8 которого подключен к входу третьего суммирования, регулятор 10 ЭДС, вход которого подсоединен к выходу блока 35 блока 24 дифференцирования, а выход 9 делений, а выход - к первому входу последнего - к второму входу четвервторого блока 11 суммирования, второй того блока 25 суммирования, первый 1422358 блок 26 выделения модуля, вход котователь 21 реализует функцию Г. = рого соединен с выходом третьего бло=arctg(Fg, ), которая аппроксимируется ка 20 суммирования, выход соединен с отрезками прямых. Второй функциональпервым входом четвертого блока 25 ный преобразователь 28 реализует засуммирования, а выход последнего висимость тока статора I, от скольжес первым входом системы 15 управления рг при постоянстве потокосцепления инвертором, с первым вхЪдом блония ротора [ =const, которая аппрок/ ка 23 измерения фазового запаздывасимируется отрезками прямых, смешенния инвертора и с входом для делите10 ными вверх по оси ординат. Блоки 19, ля блока 9 деления, последовательно 22 и 24 дифференцирования представсоединенные второй блок 27 выделения ляют собой цепочки. Блоки 26 и 27 вымодуля и второй функциональный преобделения модуля выполнены на операциразователь 28, причем вход второго онных усилителях и диодах. блока 27 выделения модуля соединен Блок 23 измерения фазового запаз15 с выходом первого блока 19 дифферендывания инвертора содержит интегрицирования, а выход второго функциорующий усилитель, зашунтированный нального преобразователя 28 соединен первым ключевым элементом, на вход с третьим входом второго блока 11 которого подается сигнал частоты, суммирования, блок 29 определения 20 а выход через второй ключевой элемент направления вращения, вход которого соединен с входом Опока запоминания соединен с выходом третьего блока 20 на операционном усилителе, выход косуммирования, а выходы - с вторым торого является выходом блока 23. входом системы 15 управления инверПри этом на управляющий вход первого тором, при этом второй вход блока 23 ключевого элемента поступают импульизмерения фазового запаздывания авсы с выхода первого устройства дифтономного инвертора тока соединен с ференцирования, вход которого соедивыходами системы 15 управления инвернен с выходом системы управления интором, а третий вход -с выходом дат- > вертором, а на управляющих вход вточиков 17 тока двигателя. рого ключевого элемента поступают 30 импульсы с выхода второго устройства Блок 6 задания частоты может быть дифференцирования, вход которого соевыполнен, например, в виде потенциодинен с нуль-индикатором, на вход метра, подключенного к источнику поскоторого подаются сигналы с датчиков тоянного напряжения. Задатчик 7 инфазных токов двигателя. тенсивности представляет собой ин35 тегратор, охваченный отрицательной Блок 29 определения направления обратной связью, выполненный на опевращения представляет собой нуль-инрационном усилителе» дикатор , выполненный на операционном усилителе, на выходе которого посРегулятор 10 ЭДС и регулятор 13 ледовательно включены два логических тока представляют собой пропорцио40 элемента НЕ. С выхода одного из них нально-интегральные регуляторы, выснимается логический сигнал В ("Впеполненные на операционных усилитеред"), с выхода другого - Н ("Назад"), лях. Датчик 12 тока преобразователя представляет собой шунт постоянного Устройство для управления многотока. Датчики 17 тока и 18 напряжения двигательным электроприводом перемен45 ного тока работает следующим образом. двигателя представляют собой соответственно трансформаторы тока и трехНа выходе задатчика 7 интенсивносфазный трансформатор напряжения. Датти получают сигнал задания частоты чик 16 ЭДС содержит три фазных сумвращения двигателя 00 (индекс "О" мирующих усилителя, выходы которых здесь и далее обозначает синхронный 50 масштаб времени). На выходе первого подключены к блоку выпрямления, выход которого является выходом датчиблока 19 дифференцирования получаем ка ЭДС. При этом на вход каждого фазd производную — характеризующую ного суммирующего усилителя поступают dt сигналы фазного напряжения с датчика момент двигателя (скольжение £ t ) . напэяжения двигателя, фазного тока с 55 На выходе первого функционального . с датчика тока двигателя и пропреобразователя 21 выделяется сигнал изводной фазного тока, а на выходе arctg ^(фазовый угол положения векусилителя формируется сигнал фазной тора тока статора Ї, относительно ЗДС. Первый функциональный преобразо 1422358 6 потокосцепления ротора іу ) , который дания тока и частоты, позволяет повыдифференцируется во втором блоке 22сить производительность механизмов дифференцирования. В блоке 20 происс высокодинамичными приводами за счет ходит суммирование сигналов ^ 0 и сигкачественного регулирования в пускотормозных режимах. нала - - — с выхода блока 22. Резульdt тирующий сигнал с выхода бчока 20 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я после выпрямления в блоке 26 поступает на первый вход четвертого.блока Устройство для управления много25 суммирования, на второй вход котодвигательным электроприводом переменрого поступает после дифференцированого т о к а , содержащее преобразования в блоке 24 сигнал фазового запазтель частоты, составленный из последывания инвертора Ц п , физическая > довательно соединенных управляемого сущность и принцип измерения которовыпрямителя, дросселя и автономного го описаны. Результирующий сигнал с инвертора тока, причем выходы преобвыхода четвертого блока 25 суммироразователя частоты предназначены для вания в качестве сигнала задания часподключения к группе асинхронных к о тоты инвертора поступает на вход сисроткозамкнутых двигателей, блок задатемы 15 управления инвертором. ния частоты, выходом подключенный к Поскольку привод может быть ревходу задатчика интенсивности, выход версивным, необходимо не только выдекоторого подключен к первому входу ление модуля сигнала(частоты (блок первого блока суммирования, второй 26), но и определение его знака. Опвход которого соединен с выходом ределение знака производится в блоке 25 датчика ЭДС, входы которого соедине29, с выходов которого снимаются сигны с выходами датчиков тока и напналы В ("Вперед") и U ("Назад"), ряжения д в и г а т е л я , а выход первого представляющие собой логические сигблока суммирования подключен к входу налы " 0 " и "і". При направлении врадля делимого блока деления, выход щения "Вперед" В=1, Н=0, при вращекоторого подключен к входу р е г у л я нии "Назад" В=0, Н=1. Эти логические 30 тора ЭДС, выходом подключенного к сигналы поступают в систему 15 управпервому входу второго блока суммироления инвертором, где используются вания, второй вход которого соединен для пересчетного кольца, , . с датчиком тока преобразователя ч а с Одновременно сигнал — - ^ (/О с 35 тоты, а выход - с входом регулятора т о к а , при этом выход последнего подвыхода первого блока 19 дифференциключен к входу первой системы управрования после выпрямления в блоке 27 ления, выходы которой соединены с поступает на вход второго функциональуправляющими входами выпрямителя, ного преобразователя 28, реализующего зависимость I , = f ( p 1 ) n p n Vj-.const.40 вторую систему управления, выходы Сформированный на выходе функциональкоторой соединены с управляющими вхо ного преобразователя 28 сигнал з а д а дами автономного инвертора тока, ния тока 4I поступает на третий о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в дивход второго блока 11 суммирования 45 намических режимах разгона и тормои отрабатывается замкнутой системой жения, введены три блока дифференавтоматического регулирования т о к а , цирования, первый и второй функциот . е . в системе существует у з е л , о б е с нальные преобразователи, реализующие печивающий быстродействующее формисоответственно функции arctg p 2 и рование управляющего сигнала тока нз условия обеспечения требуемого момен-50 I j - f ( / 5 2 ) , где / з 2 - абсолютное скольта при i t < 1 =const. При наличии такого жение асинхронного двигателя; I,, устройства регулятор ЭДС в режимах ток фазы д в и г а т е л я , третий и ч е т в е р разгона и торможения выполняет роль тыи блоки суммирования, два блока корректирующего у с т р о й с т в а . выделения модуля, блок измерения фаТаким образом, введение в у с т р о й с - 55 зового запаздывания инвертора, блок тво управления многодвигательным определения направления вращения,при электроприводом переменного тока у э этом выход задатчика интенсивности лов, реализующих эффективное быстроподключен к первому входу третьего действующее формирование сигналов заблока суммирования и к входу первого 8 1422358 блока дифференцирования, выход коточетвертого блока суммирования, второй рого соединен с вторым входом третьевход которого через третей блок дифго блока суммирования, через послеференцирования подключен к выходу блодовательно соединенные первый функка измерения фазовог'о запаздывания циональный преобразователь и второй инвертора, а выход четвертого блока блок дифференцирования с третьим суммирования с первым входом системы входом третьего блока суммирования управления инвертором, с входом для и через последовательно соединенные делителя блока деления и с первым второй блок выделения модуля и втовходом блока измерения фазового за10 рой функциональный преобразователь паздывания, второй вход которого с третьим входом второго блока сумсоединен с выходами системы управлемирования, выход третьего блока сумния инвертором, а третий вход - с мирования подключен к входу блока опревыходами датчиков тока двигателя, деления направления вращения и к входу причем выход блока определения нап15 первого блока выделения модуля, выравления вращения соединен с вторым ход которого соединен с первым входом входом системы управления инвертором^ Составитель В.Тарасов Редактор Л.Зайцева Техред м .Дидык Корректор И.Муска Заказ 4439/55 Тираж 583 . Подписное В И П Государственного комитета СССР НИИ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная^ 4