Частотно-регульований електропривід
Номер патенту: 8810
Опубліковано: 30.09.1996
Автори: Андрієнко Петро Дмитрович, Волков Олександр Васильович
Формула / Реферат
Частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный двигатель, обмотки которого подключены к выходам формирователя статорного тока, снабженного первым и вторым управляющими входами и клеммами для подключения питающей сети, датчик частоты и датчик ЭДС, связанные с асинхронным двигателем, узел заданий управляющих сигналов с первым и вторым выходами, регулятор частоты, подключенный управляющим входом к первому выходу узла заданий управляющих сигналов, входом обратной связи - к выходу датчика частоты, а выходом - к, первому управляющему входу формирователя статорного тока, узел двухзонного регулирования, подключенный входом обратной связи к выходу датчика ЭДС, а выходом - к одному из входов сумматора. другой вход которого соединен с вторым выходом узла заданий управляющих сигналов, при этом выход сумматора подключен к второму управляющему входу формирователя статорного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации частоты при колебаниях напряжения сети, в него введены последовательно соединенные датчик напряжения, фильтр и блок ограничения, а узел заданий управляющих сигналов имеет дополнительный выход, подключенный к другому входу блока ограничения, при этом входы датчика напряжения подключены к клеммам для подключения питающей сети, а выход блока ограничения соединен с управляющим входом узла двухзонного регулирования.
Текст
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов Цель изобретения — повышение точности стабилизации частоты при колебаниях напряжения сети Электропривод содержит асинхронный двигатель (АД)1, формирователь 2 статорного тока, датчик 6 частоты, датчик ЭДС 7, узел 8 заданий управляющих сигналов, регулятор 11 частоты, узел 12 двухзонного регулирования, сумматор 13 Введение датчика 14 напряжения, фильтра 15 и блока 16 ограничения и снабжение >зла 8 заданий управляющих сигналов дополнительным выходом 17 обеспечивает более высокую степень стабилизации частоты во всем диапазо не ее изменения Стабилизация частоты, а следовательно, момента, тока и скорости вращения АД 1 обеспечивает увеличение производительности рабочих механизмов 4 ил (Л 00 N3 Фиг? V " 1246321 1 Изобретение относится к электротехнике, ного ограничении выходного напряв частности к частотно-управляемым электжения регулятора, выполненные, соответроприводам, и может быть использовано в ственно, на компараторе 23, диоде 24 различных отраслях промышленности: химии компараторе 25, диоде 26, переменном реческой, горно-добывающей, металлургичесзисторе 27, при этом входы регулятора 22 кой и других. напряжения образуют входы узла 12 двухЦель изобретения — повышение точносзонного регулирования, выход регулятора 22 ти стабилизации частоты при колебаниях напряжения образует выход сумматора 13, напряжения сети. а вход компаратора 23 образует один из На фиг. 1 представлена функциональвходов сумматора 13. ная схема частотно-регулируемого электроНа схеме замещения главной цепи электпривода; на фиг. 2 — принципиальная схеропривода (фиг. 4), формирователь статорма блока ограничения; на фиг. 3 — принного тока выполнен на основе преобразоципиальная схема узла двухзонного регувателя частоты с промежуточным звеном лирования и сумматора; на фиг. 4 — схепостоянного тока, приняты следующие обома замещения главной цепи электропривода. значения: 6d — ЭДС управляемого выпрямиЧастотно-регулируемый электропривод со- '5 x e J ] H ; Єи __ - , д ь и „ в е ртора; id, /„, ic — токи, содержит асинхронный двигатель 1 (фиг. 1), ответственно, на выходе выпрямителя, входе обмотки которого подключены к выходам инвертора и через емкостной фильтр; Ld, формирователя 2 статорного тока, снабженс — параметры схемы замещения, соотГи ного первым и вторым управляющими вховетственно, эквивалентные индуктивность и дами З и 4 соответственно, и клеммами 5 2 Q активное сопротивление главной цепи электдля подключения питающей сети. Датчик ропривода, емкость силового фильтра. 6 частоты и датчик 7 ЭДС связаны с Частотно-регулируемый электропривод раасинхронным двигателем 1 Частотно-регулиботает следующим образом. руемый электропривод содержит, кроме тоС выхода 10 узла 8 заданий управляюго, узел 8 заданий управляющих сигналов щих сигналов на один из входов сумматос первым и вторым выходами 9 и 10 соответ- 25 ра ІЗ поступает сигнал задания / *я намагниственно, регулятор 11 частоты, подключенчивающей составляющей статорного тока ный управляющим входом к первому выхоасинхронного двигателя 1, величина котороду 9 узла заданий управляющих сигналов, го соответствует номинальному магнитному входом обратной связи — к выходу датпотокосцеплению "фїі.С выхода 9 узла 8 зачика б частоты, а выходом — к первому даний управляющих сигналов на управляюуправляющему входу 3 формирователя 2 30 щ и и вход регулятора 11 частоты'поступает статорного тока, узел 12 двухзонного ресигнал задания частоты ш*, а с выхода 17 на гулирования, подключенный входом обратодин из входов блока 16 ограничения поступаной связи к выходу датчика 7 ЭДС, а ет сигнал задания номинального значения выходом — к одному из входов сумматора ЭДС Е* 13, другой вход которого соединен с втоpZ=UK (\) рым выходом 10 узла 8 заданий управ- 35 где и*— номинальное напряжение сети. ляющих сигналов, выход сумматора 13 подРегулятор 11 частоты, на входах котоключен к второму управляющему входу 4 рого сравниваются сигнал задания а>* формирователя 2 статорного тока. и фактического значения wj. частоты асинхВ частотно-регулируемый электропривод введены последовательно соединенные дат- 40 ронного двигателя 1, поступающий с выхода датчика 6 частоты, формирует на своем чик 14 напряжения, фильтр 15 и блок 16 выходе сигнал і* задания активной составограничения, а узел 8 заданий управляюляющей статорного тока асинхронного двищих сигналов снабжен дополнительным выхогателя 1. При этом под намагничивающей дом 17, подключенным к другому входу блока (|Д и активной іа составляющими статорно16 ограничения, при этом входы датчика 14 напряжения подключены к клеммам 5 для 4 5 г 0 т о к а с л е д У е г принимать проекции обобподключения питающей сети, а выход блока шейного вектора статорного тока двигателя на ортогональные оси системы координат, 16 ограничения соединен с управляющим связанной вещественной осью \х с обобщенвходом узла 12 двухзонного регулированым вектором потокосцепления двигателя. ния. Датчик 14 напряжения снабжен трехРассмотрим работу частотно-регулируемофазным трансформатором 18 и выпрямитего электропривода при напряжении сети, лем 19. Блрок 16 ограничения содержит 50 равном номинальному значению (Уя,На входе пропорциональный усилитель 20 (фиг. 2), паблока 16 ограничения поступает с выхода раллельно которому подключен транзистор датчика 14 напряжения через фильтр 15 21. сигнал U\s=Ua, а с выхода 17 узла 8 заданий управляющих сигналов — сигнал £я' заУзел 12 двухзонного регулирования с сум- 55 лания номинальной ЭДС двигателя. Блок 16 матором 13 снабжен регулятором 22 напряограничения формирует на своем выходе сигжения (фиг. 3), параллельно которому поднал Е* задания ЭДС, пропорциональный ключены звенья максимального и минимальноминальному значению £/*.При этом при ра 1246321 боте электропривода с выходными частотами u)f. ниже номинального значения OJS, сигнал Е датчика 7 ЭДС, равен где \р — потокосцепление двигателя, и не превышает номинального значения ЭДС £я - т. о. Е4Ем*= W H b (3) Таким образом, в первой зоне работы для частот (Of. к выходной сигнал Д/(1 узла 12 двухзоиного регулирования равен нулю, на вход 4 формирователя 2 статорного тока с выхода сумматора 13 посгупает сигнал задания 1*уи. номинальной намагничивающей составляющей статорного тока двигателя. В соответствии с указанным сигналом намагничивающей составляющей 15 тока и сигналом задания /* активной соетавляющеи статорного тока, поступающим с выхода регулятора 11 частоты, с помощью формирователя 2 статорного тока в двигаг г теле 1 создаются номинальное потокосцепление фи и активная составляющая статор- 20 ная ТОКУ іа, а значит создается электромагнитный момент, равный |x=i|Vu и направленный на сведение к нулю ошибки между заданным Му и фактическим ы^ значениями частоты. 25 Во второй зоне работы для частот выше номинального значения ш^>-Юн. на входе узла 12 двухзонного регулирования нарушается неравенство (3) вследствие появившегося рассогласования &Е=Е*—£К:>о:>* в электроприводе осуществляется стабилизация ЭДС двигателя на новом уровне £=£fc а потокосцепление двигателя изменяется в функции частоты по закону „ ,,« ,о, ** Л •9 ^ Т а к и м образом, несмотря на уменьшение пропорционально напряжению питающей сети максимального значения ЭДС 6^ управляемого выпрямителя (фиг. 3) преобразователя частоты, содержащегося в составе формирователя 2 статорного тока, осуществляется стабилизация ЭДС £ двигателя 1 за счет создания режима ослабления магнитного поля двигателя при частотах выше КЧІІІЯ- То есть, при уменьшении максимальной ЭДС ed выпрямителя (из-за снижения напряжения питающей сети) в устройстве изменяется (уменьшается пропорционально > Убавка ЭДС £* для второй зоны работы. При этом уменьшается максимальное значение противо-ЭДС инвертора еп=К,2Е, следовательно остается неизменной разница Ае=Єс/~еп, необходимая для создания рабочего тока їа в звене постоянного тока преобразователя, независимо от колебания на4 пряжения питающей сети. Следовательно, во второй зоне работы в Рассмотрим работу частотно-регулируеэлектроприводе осуществляется работа асинмого электропривода при напряжении сети хронного двигателя 1 при постоянстве ЭДС выше номинального значения i)c>Vv (для £, равной номинальному значению £ н При преобразовательных устройств согласно станэтом потокосцепления изменяется обратнопропорционально выходной частоте, т. е. 40 дарту СЭВ допускается превышение напряжения сети до 1,1 с/и К В этом случае, >= несмотря на пропорциональное увеличение ~7^Г' (5) выходного сигнала датчика 14 напряжения, Рассмотрим работу частотно-регулируемопоступающего через фильтр 15 на вход блока го электропривода при напряжении сети ни16 ограничения, посредством транзистора 21 же номинального значения Uc0, вследствие чего сигнал 10 тимых для промышленных сетей колебаний питающего напряжения (от 0,85 до 1,10 от на его выходе является постоянным по велиноминала) в сравнении с известным техничине и стабилизируется посредством звена ческим решением. Стабилизация частоты, максимального ограничения, выполненного а следовательно, момента, тока и скорости на компараторе 23, диоде 24, на уровне вращения асинхронного двигателя в конеч(*в • Во второй зоне работы при рассогвыходной сигнал регу- 1 5 ном счете обеспечивает увеличение произволасовании дительности рабочих механизмов (без увелилятора 22 напряжения изменяется в предечения установленной мощности электроприволах tpmm^h^iipH- Пр-И Э О МИНИМЗЛЬНОЄ ТМ да) и улучшение качества продукции (надопустимое значение і*тіп намагничивающей пример, химического волокна, прокатываемосоставляющей статорного тока двигателя заго металла и др.). дается переменным резистором 27 и поддерживается равным заданному с помощью звена минимального ограничения, выполненноФормула изобретения го на компараторе 25 и диоде 26. В частотно-регулируемом электроприводе обеспечивается повышение точности стабилиЧастотно-регулируемый электропривод, зации частоты за счет устойчивого регу- 25 содержащий асинхронный двигатель, обмотки которого подключены к выходам формилирования намагничивающей и активной сосрователя статорного тока, снабженного пертавляющих статорного тока двигателя незавым и вторым управляющим входами и клемвисимо от колебаний напряжения питаюмами для подключения питающей сети, датщей сети, Что осуществляется путем автомачик частоты и датчик ЭДС, связанные с тического изменения в функции величины напряжения питающей сети заданного значе- 30 асинхронным двигателем, узел заданий управляющих сигналов с первым и вторым ния уставки ЭДС для второй зоны работы выходами, регулятор частоты, подключенный двигателя. За счет указанного, «следящеуправляющим входом к первому выходу узго» за сетью, изменения уровня уставки ла заданий управляющих сигналов, входом ЭДС двигателя в зависимости от величины обратной связи — к выходу датчика часнапряжения питающей сети регулируется 35 тоты, а выходом — к первому управляюмаксимальное значение противо-ЭДС инверщему входу формирователя статорного тотора так, что независимо от изменения века, узел двухзонного регулирования, подклюличины напряжения питающей сети, а значенный входом обратной связи к выходу датчит и максимальной ЭДС выпрямителя, вхочика ЭДС, а ВЬЕХОДОМ — к одному из входящего в состав преобразователя частоты, дов сумматора, другой вход которого соеудается устойчивое регулирование тока в главной цепи электропривода, а значит и 40 динен с вторым выходом узла заданий управляющих сигналов, при этом выход сумрегулирование намагничивающей и акматора подключен к второму управляющетивной составляющей статорної о тока двигаму входу формирователя статорного тока, теля. Очевидно, в обеспечиваемых электроотличающийся тем, что, с целью повышеприводом двух зонах работы: при постоянном номинальном потокосцеплении и постоян- 45 ния точности стабилизации частоты при колебаниях напряжения сети, в него введены ной ЭДС двигателя, независимо от колебапоследовательно соединенные датчик напряний напряжения питающей сети осуществляжения, фильтр и блок ограничения, а узел ется режим стабилизации частоты на заданзаданий управляющих сигналов имеет дополном уровне и ЭДС на уровне уставки, нительный выход, подключенный к другому пропорциональной напряжению сети. В результате указанного управления достигается 50 входу блока ограничения, при этом входы датчика напряжения подключены к клеммам наилучшее использование (исходя из текущедля подключения питающей сети, а выход блого значения напряжения сети) преобрака ограничения соединен с управляющим вхозователя частоты — по напряжению, а двидом узла двухзонного регулирования. гателя — по перегрузочной способности по 1246321 Фиг. Z Фиг.З ФигМ Составитель А Жилин Техред И Верес Корректор И Муска Редактор Н Бобкова Тираж 631 Подписное Зака * 4018/53 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб , д 4/5 Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул Проектная, 4
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюFrequency-controlled electric drive
Автори англійськоюVolkov Oleksandr Vasyliovych, Andriienko Petro Dmytrovych
Назва патенту російськоюЧастотно-регулируемый электропривод
Автори російськоюВолков Александр Васильевич, Андриенко Петр Дмитриевич
МПК / Мітки
МПК: H02P 27/04
Мітки: електропривід, частотно-регульований
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-8810-chastotno-regulovanijj-elektroprivid.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Частотно-регульований електропривід</a>
Попередній патент: Пристрій для керування тиристорним перетворювачем
Наступний патент: Пристрій для живлення дугової сталеплавильної печі постійного струму
Випадковий патент: Дренаж для дренування черевної порожнини