SU1431028A2 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к элект - ротехнике. Целью изобретени   вл етс  улучшение динамических характеристик путем регулировани  посто нной времени регул тора тока. С этой целью электропривод переменного тока снабжен блоком 30 адаптации регул тора тока, входами подключенного к выходам блока 22 задани  режимов работы , которые определ ют двигательный режим, генераторный режим с самовозбуждением и генераторный режим при нормальной схеме включени  асинхронного двигател  1, которые подключены к входам блока 24 управлени  коммутаторами 25 и 26 и блоком 27 разрешени  управлени  моментом. Выход блока 30 подключен к одному из входов блока 9 регулировани  тока с блоком 13 ограничени  в цепи обратной св зи. Второй вход блока 9 соединен с выходом блока 10 сравнени , в котором сравниваютс  сигналы, поступающие с выходов датчика 4 тока, включенного в цепь вентильного преобразовател  2 и инвертора 5, установленных в роторной цепи двигател  1, с выходов регул торов 11 и 12 момента и скорости. Блок 30 обеспечивает настройку параметров блока 9 в соответствии с заданными режимами работы. 1 ил. Sg (Л

Description

4ib

СО

го

00

N

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов и машин с повышенными требовани ми к динамическим характеристикам и  вл етс  дополнительным изобретением к изобретению по авт.ей. № 1246326.

Целью изобретени   вл етс  улучшение динамических характеристик путем регулировани  посто нной времени регул тора тока.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого электропривода переменного тока.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором, в роторную цепь которого включен вентильный преобразователь 2, цепь выпр мленног тока которо.го через сглаживающий дроссель 3 и датчик 4 тока соединена с мостовым тиристорным инвертором 5, ведомым сетью,, датчик 6 скорости и датчик 7 момента, соединенные с. валом электродвигател . Управл ющие входы мостового тиристорно го инвертора 5 подключены к выходам блока 8 импульсно-фазового управлени , вход которого соединен с выходом блока 9 регулировани  тока, подключенного входом через первьш блок

10сравнени  к выходам регул тора

11момента, регул тора 12 скорости и датчика 4 тока. В цепи обратных св зей блока 9 регулировани  тока, регул тора 11 момента и регул тора 12 скорости включены первый 13, второй 14 и третий 15 блоки ограничени . Регул тор 11 момента входом подключен к выходу второго блока 16 сравнени , к входу которого подключены объединенные выходы первого блока 17 разрешени  управлени  моментом и второго блока 18 разрешени  управлени  моментом. Регул тор 12 скорости входом подключен к выходу третьего блока 19 сравнени , первый вход которого св зан с выходом блока 20 разрешени  управлени  скоростью, а второй вход с выходом блока 21 управлени  сигналом обратной св зи по скорости. Кроме,того, электропривод содержит блок 22 задани  режимов работы, блок

23 запрета сигналов, блок 24 управлени  коммутаторами, трехфазный 25, однофазный 26 и двухфазньш 27 коммутаторы , задатчик 28 скорости и задат чик 29 момента. Силовой вход трех

0

5

5

0

5

0

5

0

0

5

фазного коммутатора 25 подключен к трехфазной сети переменного то ка, а выход - к фазам статорной обмотки асинхронного электродвигател  1; перва  фаза статорной обмотки асинхронного двигател  1 соединена через двух фазный коммутатор 27 с первым силовым вьгео.дом однофазного коммутатора 26 и с мостовым тиристорным инвертором 5, втора  фаза статорной обмотки асинхронного электродвигател  1 соединена через двухфазный коммутатор . 27 с вторым силовым ВЫВОДОМ

однофазного коммутатора 26 и с вентильным преобразователем 2. Управл ющие выводы трехфазного 25, однофазного 26 и двухфазного 27 коммутаторов св заны двусторонними св з ми К1, К2, КЗ, соответственно с первым, вторым и третьим управл ют1ими выводами блока 24 управлени  коммутаторами и односторонними св з ми с первым, вторым и третьим входами первого блока 17 разрешени  управлени  моментом .

Кроме того, управл ющие вьюоды трехфазного 25 и однофазного 26 коммутаторов подключены соответственно к первым и вторым входам второго блока 18 разрешени  управлени  моментом , блока 20 разрешени  управлени  скоростью и блока 23 запрета сигналов. Первый выход АО блока 22 задани  режимов работы подключен к первому входу блока 21 управлени  сигналом обратной св зи по скорости , второй выход Wi| блока 22 подключен к первому входу блока 24 управлени  коммутаторами и к третьему входу блока 20 разрешени  управлени  скоростью , третий выход IСС1М блока 22 подключен к четвертому входу первого блока 17 разрешени  управлени  моментом , к первому управл ющему входу первого блока 13 ограничени , к третьему входу блока 23 запрета сигналов и к второму входу блока 24 управлени  коммутаторами, четвертый выход , блока 22 подключен к четвертому входу блока 23 запрета сигна.пов, к третьему входу второго блока 18 разрешени  управлени  моментом и к третьему входу блока 24 управлени  коммутаторами, п тьп выход Т блока 22 задани  режимов работы подключен к п тому входу блока 23 запрета сигналов , к четвертому входу блока 24 управлени  кoм yтлтopaми и к второ

31

му управл ющему входу первого блока 13 ограничени . П тый вход первого блока 17 разрешени  управлени  моментом и четвертый вход второго блока 18 разрешени  управлени  моментом объединены и подключены к выходу Uj. задатчика 29 момента, а выходы первого 17 и второго 18 блоков разрешени  управлени  моментом объединены и соединены с первым входом второго блока 16 сравнени , второй вход которого подключен к выходу датчика 7 момента. Первый и второй выходы блока 23 запрета сигналов подключены к второму Y1 и третьему Y2 входам блока 21 управлени  сигналом обратной св зи по скорости, четвертый вход Ut которого подключен к выходу датчика 6 скорости, п тьй вход D - к выходу блока 20 разрешени  управлени  скоростью и к первому входу третьего блока 19 сравнени , а выход - к второму входу третьего блока 19 сравне

0

жет шунтироватьс  цепью из резистора и ключа. Выход А1 соединен с его инвертирующим входом через конденсатор и резисторы, причем последний может шунтироватьс  второй цепью из резисRi Причем, --

Ri- ; коммутаци  ключей

тора и ключа. R2R3(R4+Ri-)

5

0

() R4:R/

осуществл етс  одновременно со второ го входа блока 9, в качестве ключей использованы оптронные транзисторы, RY, R, R, Rj- величины сопротивлений указанных резисторов.

Блок 30 представл ет из себ  дешифратор с одним выходом, собранный на элементах ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Выход блока 30 соединен с входом 2 блока 9.

Электропривод работает следующим образом.

При включении питани  в схему управлени  или при наличии управл ющего сигнала на первом выходе блока 22

ни , четвертый вход блока 20 разреше- 25 задани  режимов работы двухфазный

ни  управлени  скоростью подключен к задатчику 28 скорости.

Блок 17 разреп ени  управлени  моментом пропускает сигнал управлени  с задатг ика 29 момента на второй блок 16 сравнени  в режиме самовозбуждени  асинхронного электродвигател  1, а блок 18 разрешени  управлени  моментом - при нормальной схеме включени  асинхронного вентильного каскада. Блок 30 адаптации регул тора тока формирует оптимальную настройку регул тора тока 9 путем коммутации RC-цепочек в соответствии с положением управл ющего сигнала в блоке 22 задани  работы.

Сигналы с выходов блока 22 задают следующие режимы работы электропривода: с первого выхода - торможение на выбеге (АО), со второго выхода - двигательный режим (ulj), с третьего выхода - генераторный режим с самовозбуждением асинхронного двигател  Цсам) четвертого выхода - генераторный режим при нормальной схеме включени  (1да), с п того выхода - динамическое торможение (Т).

Блок 9 представл ет из себ  пропорционально-интегральный регул тор тока с измен емой посто нной времени Основу ее составл ет операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым входом блока через резисторы, причем последний мо0

5

0

5

0

5

коммутатор 27 включен и угол управлени  мостовым тиристорным инвертором 5 равен минимальной величине Дл  работы электропривода в режиме стабилизации скорости блок 22 задани  режимов работы устанавливают в положение , при котором имеет место сигнал на втором его выходе (г) При этом через блок 24 включаетс  трехфазный коммутатор 25, подключа  статор асинхронного двигател  1 в сети и разреша  блоку 20 пропустить сигнал управлени  Wo. на вход регул тора 12 рости. Величиною 11 j задаетс  нужна  скорость привода. Если первоначальный режим электропривода - генераторный в нормальной схеме включени  вьше синхронной скорости, блок 22 задани  режима работы став т в положение управл ющего сигнала на четвертом выходе (Тдв). В этом случае также через блок 24 замыкаетс  коммутатор 25, запитыва  двигатель 1 и разреша  блоку 18 пропустить сигнал управлени  Uj на вход регул тора 11 момента . Из-за наличи  на входе блока 20 комбинации сигналов У1ЛУ2ЛВ, где Y1 Ic«MVlA6, Y2 ТЛПЛКЗ; I) - выходной сигнал блока 20; К1, К2, КЗ. - логические сигналы на выводах блока 24 управлени  коммутаторами 25-27 соответственно, блок 21 не пропускает сигнал и с. и нужный момент привода задают величиной . Блок

13 в двигательном режиме и генераторном режиме при нормальной схеме включени  ограничивает максимальный угол управлени  инвертором 5 на уровне ,кс 93 эл.град.

При необходимости первоначального включени  электропривода в генера- торлый режим работы с самовозбуждением асинхронного электродвигател  блок 22 задани  режимов работы выс- :тавл ют в положение управл ющего сиг- : нала на третьем выходе (Хса/к)- Про- ;цесс самовозбуждени  осзтцествл етс 

ограничением угла управлени  в блоке 15 и изменением Ui можно устанавливать : 13 на уровне /Зд,акс 93 эл.град., нужньш момент двигател . :благодар  чему инвертор 5 на началь- : ньгй период самовозбуждени  перевоОбратный переход из генераторного режима с самовозбуждением в двигательный осуществл етс  следующим

дитс  в вьтр мительный режим, подпи-, тыва  обмотку статора выпр мленным током ротора, а после развити  процесса самовозбуждени  инвертор 5 вновь переводитс  в инверторньй режим . При этом сигналом с блока 24 включаетс  коммутатор 27 и отключаетс  коммутатор 26, разреша  бло- , ку 17 пропустить в схему регулировани  сигнал задани  момента . В случае необходимости перехода из двигательного режима работы в генераторный в нормальной схеме включени  привода на скорости вьше синхронной последовательность работы схемы следующа .

Обратный переход из генераторного режима с самовозбуждением в двигательный осуществл етс  следующим

20 образом.

Блок 22 задани  режимов перевод т в положение управл ющего сигнала на втором выходе (, блок 13 переводитс  на ограничение /j 25 90 эл.град., управл ющие импульсы блока 8 смещаютс  на

, включаетс  ком1 1утатор 26, при спадании тока 1 до нул  отключаетс  коммутатор 27 и при включении коммутатора 25 выход- 30 ные сигналы блоков 20 и 21 позвол ют устанавливать нужную скорость электродвигател  изменением Uvc .

При переходе с двигательного режима в режим динамического торможени  Блок 22 задани  режимов работы пе- gg с самовозбуждением асинхронного дви- реводитс  в положение управл ющего гател  блок 22 задани  режимов уста- сигнала на четвертом выходе (1дв), навливают в положение управл ющего при этом закрываетс  блок 20 сигнала- сигнала на п том выходе (Т), блоки ми Ы., К1, К2 и блок 21 сигналами 21 и 20 в начале закрываютс , блок 13 Y1 , Y2, D, после чего блок 18 разре- до переводитс  на ограничение ft шает пропустить сигнал U, на регул тор 11 момента. При этом коммутаторы 25 и 26 включены, а коммутатор 27 отключен, состо ние блока 13 не мен етс .

При обратном переходе из генераторного режима () в двигательный (Wi) необходимо выставить V м - О а блок 22 задани  режимов работы перевести в положение управл ющего сиг- 50 блока 24 отключаетс  коммутатор 27. нала на втором выходе (w,p . Тогда им- Переход в двигательный режим из .пульсы управлени  сетевым инвертором- 5 уход т на /ь включаютс  блоки 20 и 21 и разрешают изменением II«с ус 93 эл.град.,, управл ющие импульсы н а выходе блока 8 смещаютс  на р,оин , отключаетс  коммутатор 25, включаетс  коммутатор 27, потом отключаетс  }g коммутатор 26 сигналом, открываетс  блок 21, который реверсирует пол рность и. Торможение идет в режиме токоограничени  до тех пор пока Uj, не станет равным ну.ггю, далее сигналом

динамического торможени  осуществл етс  переводом блока 22 задани  режимов работы в положение управл ющего

тановить необходимую скорость приво- 55 сигнала на втором выходе (w, блок да. Состо ние блока 13 и коммутато- 13 переводитс  на 90 эл.град., ров 25-27 не мен етс . Коммутаторы блок 21 закрываетс , управл ющие им- 25 и 26 включены, а коммутатор 27 пульсы блока 8 смешаютс  на , отключен.

включаетс  коммутато) 26 и при дости

Переход из двигательного режима в генераторный при самовозбуждении асинхронной машины следующий.

Блок 22 задани  режимов перевод т в положение управл ющего сигнала на третьем выходе (ICWM При этом блок 13 ограничени  выставл ет ограничение /ь 93 эл.град., закрьтаютс  блоки 20 и 21, управл ющие импульсы устанавливаютс  в /3, , выключаетс  коммутатор 25 и включаетс  коммутатор 27, а при спадании тока ротора 1 до, нул  выключаетс  коммутатор 26

и изменением Ui можно устанавливать нужньш момент двигател .

Обратный переход из генераторного режима с самовозбуждением в двигательный осуществл етс  следующим

образом.

Блок 22 задани  режимов перевод т в положение управл ющего сигнала на втором выходе (, блок 13 переводитс  на ограничение /j 90 эл.град., управл ющие импульсы блока 8 смещаютс  на

, включаетс  ком1 1утатор 26, при спадании тока 1 до нул  отключаетс  коммутатор 27 и при включении коммутатора 25 выход- ные сигналы блоков 20 и 21 позвол ют устанавливать нужную скорость электродвигател  изменением Uvc .

При переходе с двигательного режима в режим динамического торможени  с самовозбуждением асинхронного дви- гател  блок 22 задани  режимов уста- навливают в положение управл ющего сигнала на п том выходе (Т), блоки 21 и 20 в начале закрываютс , блок 13 переводитс  на ограничение ft

блока 24 отключаетс  коммутатор 27. Переход в двигательный режим из

93 эл.град.,, управл ющие импульсы н а выходе блока 8 смещаютс  на р,оин , отключаетс  коммутатор 25, включаетс  коммутатор 27, потом отключаетс  коммутатор 26 сигналом, открываетс  блок 21, который реверсирует пол рность и. Торможение идет в режиме токоограничени  до тех пор пока Uj, не станет равным ну.ггю, далее сигналом

сигнала на втором выходе (w, блок 13 переводитс  на 90 эл.град., блок 21 закрываетс , управл ющие им- пульсы блока 8 смешаютс  на ,

включаетс  коммутато) 26 и при достижении 1 нул  отключаетс  коммутатор 27 и включаетс  коммутатор 25, открываютс  блоки 20 и 21, и по вл етс  возможность с помощью управл ть скоростью двигател .

При переходе из генераторного, режима с самовозбуждением асинхронного двигател  в динамическое торможение и обратно измен етс  только источник задани  тока, а коммутаторы 25-26 не переключаютс , т.е. при динамическом торможении работает сигнал DC (блок 21 открыт и реверсирует сигнал обратной св зи по скорости), а при генераторном режиме с самовозбуждением работают. 115.

Дл . реализации отключени  электродвигател  1 в режиме выбега блок 22 задани  режимов-работы перевод т в положение управл ющего сигнала на первом выходе (АО). При этом закрываютс  блоки 20, 21, 17 и. 18, управл ющие импульсы блока 8 смещаютс  на мин причем при переходе из двигательного режима и генераторного режима выше синхронной скорости при нормальной схеме включени  отключаетс  коммутачгор 25, а при переходе из генераторного и тормозного режимов при самовозбуждении асинхронного двигател  при I ij О отключаетс  коммутатор 27, затем включаетс  коммутатор 26 и привод останавливаетс .

Дл  создани  режима стабилизации тока необходимо коэффициент регул тора 11 сделать единичным. Так как коммутаторы 26 и 27 отключаютс  в бестоковую паузу, их габариты уменьшаютс . Блок 30 адаптации регул тора тока коммутирует величины пропорциональной и интегральной частей регул тора тока 9 при переходе из двигательного или генераторного режимов в нормальной схеме в режимы самовозбуждени  или динамического торможени  и наоборот таким образом, чтобы

его передаточна  функци  в новом режиме соответствовала по быстродействию настройке контура регулировани  тока.

При работе электропривода в двига тельном или генераторном режимах в нормальной схеме включени  на выходах u) при 1дб блока 22 имеетс  сигнал 1, а на других выходах этого блока - О. В этом случае сигнал на вьг- ходе блока 30 единичный, и ключи блока 9 замкнуты, а посто нна  времени регул тора тока соответствует параметрам электромагнитной цепи данных режимов.

При работе электропривода в генераторном режиме с самовозбуждением или в режиме динамического торможени  на выходе I сом или Т блока 22 по вл етс  сигнал 1, а на других его вы- ходах - О, В этом случае на выходе

блока 30 сигнал О, который выключает ключи блока 9, в результате чего увеличиваетс  посто нна  времени интегрировани  и коэффициент передачи регул тора тока (блок 9),

Таким образом осуществл етс  адаптаци  настройки регул тора тока в зависимости от выбранного режима.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод переменного тока по авт.св. № 1246326, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик путем регулировани  посто нной времени ре-

   гул тора тока, в него введен блок адаптации регул тора тока с четьфьм  входами, которые соединены с соответствующими выходами блока задани  режимов работы, блок регулировани  тока

   снабжен вторым входом, к которому присоединен выход блока адаптации регул тора тока.