PL176313B1 - Sposób i układ do tłumienia niestabilności filtra wejściowego ipodharmonipzndus erądu nipci da napędaek z prznksrtałtniPumiimpuisowymi lub falownikami napięcia - Google Patents

Abstract

1. Sposób do tłumienia niestabilności filtra wejściowego i podharmonicznychprądu sieci w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia, znamienny tym, ze mierzy się prąd w kondensatorze filtra, a następnie przetwarza się ten sygnał prądowy w bloku inercyjnym lub bloku całkującym (BI) i dopasowuje się wzmocnienie w bloku proporcjonalnym (BP), po czym przemnaża się przez sygnał momentu zadanego (mz) z zadajnika momentu (ZM) i tak uzyskany sygnał (mkd), w zakresie pracy silnikowej napędu, dodaje się do sygnału momentu lub prądu zadanego z zadajnikamomentu lub prądu (ZM), a w zakresie pracy generatorowej napędu sygnał (mkd) odejmuje się od sygnału (mz), zaś suma lub różnica tych sygnałów stanowi skompensowany moment lub prąd zadany (mzk), będący wejściem do układu regulacji napędu (REG)

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób i układ do tłumienia niestabilności filtra wejściowego i podharmonicznych prądu sieci w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia z szybką pętlą regulacji prądu lub momentu elektromagnetycznego.

W układach napędowych z przekształtnikami mocy zasilanymi z obwodu prądu stałego stosuje się często filtry dolnoprzepustowe dla zmniejszenia oddziaływania przekształtnika na sieć zasilającą. Sąto najczęściej filtry typu “gamma”. Jeśli regulacja napędu odbywa się w układzie zamkniętym z wykorzystaniem szybkiej pętli regulacji prądu lub momentu elektromagnetycznego maszyny, tj. pętli, której stała czasowa jest dużo mniejsza od okresu drgań rezonansowych filtra, to w układzie tym mogą wystąpić niegasnące oscylacje (niestabilność) filtra. Niestabilność filtra uniemożliwia poprawną pracę takiego napędu. W takich układach napędów przekształtnik pracujący ze stosunkowo niewielką częstotliwością na skutek nieregularności procesu łączeniowego może generować gasnące oscylacje filtra wejściowego lub filtra obwodu pośredniego, które przenoszą się na stronę zasilania jako niskoczęstotliwościowe drgania (podharmoniczne) prądu wejściowego. Podharmoniczne te powodują istotny wzrost odkształceń prądu zasilającego, co może być przyczyną niedopuszczenia napędu do eksploatacji.

Znany sposób do tłumienia oscylacji filtra obwodu pośredniego napędu z falownikiem napięcia z bezpośrednią regulacją momentu elektromagnetycznego polega na pomiarze napięcia

176 313 chwilowego na kondensatorze obwodu pośredniego. Z sygnału napięcia na filtrze wydziela się następnie względną składową przemienną A poprzez podzielenie sygnału napięcia chwilowego przez odfiltrowany z sygnału napięcia chwilowego sygnał napięcia średniego. Tłumienie oscylacji filtra wejściowego uzyskuje się poprzez pomnożenie sygnału momentu zadanego przez sygnał A, A² lub A³ dla mocy silnikowej oraz sygnał 1/A lub 1/A² dla pracy generowanej napędu.

Znany układ do tłumienia oscylacji filtra obwodu pośredniego napędu z falownikiem napięcia z bezpośrednią regulacją momentu elektromagnetycznego składa się z układu pomiaru napięcia na kondensatorze obwodu pośredniego, którego dwa wejścia połączone są z zaciskiem górnym i dolnym kondensatora, którego wyjście połączone jest z pierwszym wejściem układu dzielonego oraz połączone jest z pierwszym wejściem filtra inercyjnego. Wyjście filtra inercyjnego połączone jest z drugim wejściem bloku dzielącego, którego wyjście połączone jest z pierwszym wejściem bloku mnożącego, którego drugie wejście połączone jest z zadajnikiem momentu silnika. Natomiast wyjście bloku mnożącego połączone jest z wejściem układu sterowania falownika.

Według wynalazku sposób tłumienia niestabilności filtra wejściowego i podharmonicznych prądu sieci w napędach z przekształtnikiem impulsowym lub falownikami napięcia polega na tym, że mierzy się prąd w kondensatorze filtra, a następnie przetwarza się ten sygnał prądowy w bloku inercyjnym lub bloku całkującym i dopasowuje się jego wzmocnienie w bloku proporcjonalnym. Następnie przemnaża się ten sygnał przez sygnał momentu zadanego z zadajnika momentu. Tak uzyskany sygnał dodaje się (a w zakresie pracy generowanej odejmuje się) do sygnału momentu lub prądu zadanego z zadajnika momentu. Tak uzyskuje się sumę sygnałów stanowiącą skomensowany moment lub prąd zadany będący wejściem do układu regulacji napędu.

Układ według wynalazku zawiera czujnik pomiaru prądu, którego wyjście połączone jest z wejściem bloku filtrującego, którego wyjście połączone jest z wejściem bloku wzmacniającego. Wyjście bloku wzmacniającego połączone jest z pierwszym wejściem bloku mnożącego, a drugie wejście połączone jest z wyjściem zadajnika momentu i to wyjście jest jednocześnie połączone z pierwszym wejściem bloku sumacyjnego, którego drugie wejście połączone jest z wyjściem bloku mnożącego. Natomiast wyjście bloku sumacyjnego połączone jest z wejściem regulatora falownika.

Zaletą wynalazku jest wyeliminowanie konieczności normalizowania składowej zmiennej napięcia w kondensatorze obwodu pośredniego oraz możliwość nastawiania wielkości tłumienia oscylacji obwodu pośredniego poprzez dobór wzmocnienia pętli kompensującej. Uzyskuje się w ten sposób lepsze tłumienie podharmonicznych w porównaniu ze znanymi rozwiązaniami.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowo-blokowy układu do tłumienia niestabilności filtra wejściowego i podharmonicznych prądu sieci w napędach z silnikami indukcyjnymi, zasilanych z falowników napięcia i sterowanych bezpośrednio metodami regulacji momentu elektromagnetycznego i strumienia. Fig. 2 przedstawia schemat funkcjonalny tego układu,

Jak ilustruje fig. 1, wejście falownika napięcia CV połączone jest ze źródłem napięcia stałego przez filtr wejściowy, składający się z indukcyjności LF i pojemności CF. Stojan maszyny indukcyjnej M przyłączony jest do wyjścia falownika napięcia CV. Wyjście czujnika i układu pomiaru prądu CP połączone jest z wejściem bloku inercyjnego BI, którego wyjście połączone jest z wejściem bloku proporcjonalnego BP. Wyjście bloku proporcjonalnego BP połączone jest z pierwszym wejściem bloku mnożącego BM, którego drugie wejście połączone jest z wyjściem zadajnika momentu ZM. Wyjście zadajnika momentu ZM połączone jest z pierwszym wejściem bloku sumującego BS, którego drugie wejście połączone jest z wyjściem bloku mnożącego BM. Wyjście bloku sumującego BS będące skompensowanym sygnałem momentu zadanego połączone jest z pierwszym wejściem układu regulacji napędu REG, którego drugie i trzecie wejście połączone sąz czujnikami pomiaru dwóch napięć fazowych CU, a czwarte i piąte wejście połączone jest z czujnikami pomiaru dwóch prądów fazowych CI, zaś szóste wejście połączone jest z wyjściem układu pomiaru prędkości TG maszyny indukcyjnej M.

176 313

Przykład wykonania sposobu według wynalazku ilustruje fig. 2. Na podstawie pomiaru prądu ic w kondensatorze filtra poprzez filtrowanie w bloku inercyjnym BI i wzmocnienie w bloku proporcjonalnym BP tworzy się sygnał kompensujący mk, który następnie wymnaża się przez sygnał momentu zadanego mz, uzyskując w ten sposób dodawczy sygnał kompensujący mkd. Sygnał ten dodaje się następnie do sygnału momentu zadanego mz i uzyskuje się przez to moment zadany skompensowany mzk, będący wejściem układu regulacji napędu, czego nie uwidacznia fig. 2.

Działanie układu według wynalazku jest następujące. Na podstawie pomiaru prądu w kondensatorze filtra CF wytwarza się sygnał kompensujący mk będący wynikiem przetwarzania prądu kondensatora w bloku inercyjnym BI i bloku proporcjonalnym BP. Następnie poprzez wymnożenie sygnału kompensującego mk przez sygnał momentu zadanego mz w bloku BM tworzy się dodawczy sygnał kompensujący mkd, który dodaje się następnie do sygnału mz w bloku zadajnika momentu ZM, uwidocznionego na rysunku fig. 1, tworząc w ten sposób sygnał momentu zadanego skompensowanego mzk będący wejściem układu regulacji napędu REG.

Fig. 1

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób do tłumienia niestabilności filtra wejściowego i podharmonicznych prądu sieci w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia, znamienny tym, że mierzy się prąd w kondensatorze filtra, a następnie przetwarza się ten sygnał prądowy w bloku inercyjnym lub bloku całkującym (BI) i dopasowuje się wzmocnienie w bloku proporcjonalnym (BP), po czym przemnaża się przez sygnał momentu zadanego (mz) z zadajnika momentu (ZM) i tak uzyskany sygnał (mkd), w zakresie pracy silnikowej napędu, dodaje się do sygnału momentu lub prądu zadanego z zadajnika momentu lub prądu (ZM), a w zakresie pracy generatorowej napędu sygnał (mkd) odejmuje się od sygnału (mz), zaś suma lub różnica tych sygnałów stanowi skompensowany moment lub prąd zadany (mzk), będący wejściem do układu regulacji napędu (REG).
2. 2. Układ do tłumienia niestabilności filtra wejściowego i podharmonicznych prądu sieci w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia, w którym do bieguna dodatniego źródła zasilania dołączony jest dławik filtra połączony z kondensatorem filtra i jednocześnie połączony z dodatnim zaciskiem zasilającym falownika napięcia, natomiast drugi zacisk kondensatora filtra połączony jest z biegunem ujemnym źródła zasilania i zaciskiem ujemnym zasilania falownika napięcia zasilającego silnik indukcyjny, natomiast wejścia obwodów bramkowych falownika napięcia połączone są z wyjściami układu regulacji falownika przetwarzającego sygnały dwóch prądów i napięć fazowych silnika i sygnał prędkości, znamienny tym, że zawiera czujnik pomiaru prądu (CP) kondensatora filtra, którego wyjście połączone jest z wejściem bloku filtrującego (BI), którego wyjście połączone jest z wejściem bloku wzmacniającego (BP), którego wyjście połączone jest z pierwszym wejściem bloku mnożącego (BM), a drugie wejście połączone jest z wyjściem zadajnika momentu (ZM) i to wyjście jest jednocześnie połączone z pierwszym wejściem bloku sumacyjnego (BS), którego drugie wejście połączone jest z wyjściem bloku mnożącego (BM), zaś wyjście bloku sumacyjnego (BS) połączone jest z wejściem regulatora falownika (REG).