Электропривод

(21) 3370885/24 (22)25.12.Ъ 1 (46) 30.03.84. (72) В,Н.Бродов и В.Я.Туровский (53.) 621.313.33 (56) 1. Авторск Р 847481, кл, Н2. Авторское Р 913545, кл. Н3. Авторское по, заявке В 252 1978. юл,Р 12кий, Е.С.Иван 00 М ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3(088;8)ое свидетельство СССР02 Р 7/42, 1979.свидетельство СССР02 Р 7/42, 1980,свидетельство СССР8732, кл. Н 02 Р 5/34(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный двигатель с фазным рото- . ром, статорные обмотки которого снабжены фазными выводами для подключения к сети, а роторные обмотки через преобразователь тока и блок прямого преобразования координат подключены к, выходам регуляторов частоты вращения и реактивной мощности, электрон-,1 ный датчик углового положения, входа= ми подключенный к фазным датчикам тока инапряжения статора и ротора, а выходами - к первым фазным входам формирователя гармонических Функций, вторые Фаэные входы которого предназначены для подключения к сети, а фазные выходы подключены к фаэным входам блока прямого преобразования координат, Формирователь сигнала частоты вращения с Фазными входами и выходом, подключенным к входу регулятора частоты вращения, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, он снабжен блоком контакторов с двумя управляющими входами, двумя группами фазных входов и Фаз- ными выходами, блоком переключения режимов с управляющим входом, двумя входами опорных сигналов и четырьмя вь 1 ходами, блоком коммутации с двумя группами Фаэных коммутирующих входов . и выходов, четырьмя коммутирукицими,ЯО 1083319 входами, четырьмя коммутирующими выходами и четырьмя управляющими входами, блоком опорных напряжений с четырьмя выходами, блоком выделения фаэных ЭДС ротора с фаэными входами тока и напряжения и фаэными выходами, блоком деления, управляемым многофаэным формирователем сигналов частоты статора с фазными входами и выходами и управляющим входом, а формирователь гармонических функций снабжен дополнительными фаэными входами, формирователь сигнала частоты вращения снабжен дополнительными фаэными входами, двумя входами опорных сигналов и входом и выходом коммутации, при этом выходы фазных датчиков сФ тока и напряжения ротора подключены соответственно к фазным входам тока фу и напряжения блока выделения фазных %ФУ ЭДС ротора, фазные выходы которого подключены к фаэным входам формирователя сигнала частоты вращения, вы ход которого подключен к управляющему входу блока переключения режимов, ваай первый и второй выходы которого под. ключены соответственно к первому и второму управляющим Входам блока кон такторов, первая группа фазных входов которого предназначена для подМ ключения к соответствующим фаэ сети, вторая группа фаэных входовобъединена в общую точку, а фазныевыходы подключены к соответствующимФазным выводам статорных обмоток,причем первый и второй выходы, блокапереключения режимов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока коммутации,третий и четвертый управляющие входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходамблока переключения режимов, первыйи второй входы опорных сигналов которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока опорныхнапряжений, третий и четвертый выхоТ - постоянная времени апериодического звена,При услОВии 1. = "У 2 сигнал 0 прОпОрАЭпионален фазному потокосцеплвниюо = кФ,В режиме двойного питания фазовый 5сдвиг выходных сигналов координатного преобразователя 99 недопустим Вотличие от асинхронного режима, гдеважна скорость изменения этих сигналов, а не их фазовый сдвиг. 30Сигнал, поступающий на вход 64сумматора 109, пропорционален скорости магнитного поля двигателя относительно статора, определяемой час тотой промышленной сети. Поэтомуна выходе 18 сумматора 109 будет сигнал, пропорциональный алгебраическойсумме частоты вращения магнитного по. ля относительно статора и частотывращения ротора относительно магнит-,ного поля, т.е. частоты вращения ротора относительно статора.При уменьшении частоты вращенияЯ двигателя до величины ЯЯ-.аЯ электронное реле 81 выключается, чтоприводит .к переключению структуры 25привода для работы в.асинхронном короткозамкнутом режиме. При реверсечастоты вращения двигателя и увеличения ее до величины Ясй-дЯ(фиг.7)срабатывает второе реле 82 и структура привода трансформируется дляработы во втором режиме двойногопита.чя (фиг.7, зона). При этомснова замыкаются ключи 95,97 и 98и разМыкается ключ 96, Вместо ключа94 замыкается ключ 93 и вместо первого контактора срабатывает второйконтактор блока 19 контакторов.Причем изменяется чередование фаз статора, подключенных к сети через замыкающие контакты 70-72 и, следовательно, изменяется на противоположную скорость магнитногО поля двигателя относительно статора. В соответствии с этим на вход 63 сумматора 109 поступает с выхода 54 блока 5 О опорный сигнал противоположного знака по отношению к сигналу выхода, 53.В остальном второй режим двойного питания ничем не отличается; от первого режима двойного питания.. Для обеспечения работы электро- привода в указанных режимах мощность преобразователя тока должна равняться половине номинальной мощности двигателя. При этом скоростной диапазон в соответствии с фиг.7 будет равен ЗЯ , где Я - так называемая синхронйая частота вращения, т.е частота вращения магнитного поля, определяемая сетью. Таким образом, в предлагаемом электроприводе обеспеччивается работа асинхронной машины с фазным ротором с управляемым моментом не только в режиме двойного питания, но и в асинхронном короткозамкнутом режиме. Обеспечивается также автоматиче%ское переключение с режима на режим, реверс частоты вращения и организо" ван второй режим двойного питания, Все это позволяет использовать электропривод не только в тех случаях, когда требуется регулировать частоту вращения исполнительного механизма в небольших пределах около номинального значения, но и в случаях широкодиапазонного регулирования частоты вращения и ее реверса..Кур 4/ Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.П ая 1771/49Тираж б 67 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР ро делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д.ды которого подключены соответственно к второму и первому коммутирующим входам блока коммутации, первый и второй коммутирующие выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам опорных сигналов формирователя сигнала частоты вращения, вход и выход коммутации которого подключены соответственно к третьим коммутирующим выходу и входу блока коммутации, первая группа фазных коммутирующих входов которого подключена к фазным выходам блока выделения фазных ЭДС ротора, а первая группа фазных коммутирующих выходов к дополнительным фазным входам формирователя гармоническхи функций, вторые фазные входы которого подключейы к фазным выходам управляемого многофаэного формирователя сигналов частоты статора, фазные входы которого подключены к второй группе фазных коммутирующих выходов блока коммутации, вторая группа фазных коммутирующих входов которого подключена к фазным датчикам напряжения статора, четвертый коммутирующий выход блока коммутации подключен к управляющему входу управляемого многофазного формирователя сигналов частоты статора, а четвертый коммутирующий вход блока коммутации - к выходу блока деления, вход делимого которого подключен к выходу регулятора частоты вращения, вход делителя - к выходу регулятора реактивной мощности, фазные выходы формирователя гармонических функций подключены к дополнительным фазным входам Формирователя сигнала частоты вращения.2. Электропривод по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что блок контакторов содержит два контактора, каждый иэ которых снабжен управляющими входами и замыкающей и размыкающей Фазными группами контактов, управляющие входы указанных контакторов образуют первый и второй управляющие входы блока контакторов, в каждом контакторе разноименные контакты попарно объединены, причем точки соединения разноименных контактов второго контактора образуют соответствующие Фазные выходы блока контакторов, а каждая точка соединения разноименных контактов первого контактора связана со свободным выводом соответствующего размыкающего контакта второго контактора, свободные выводы размыкающих контактов первого контактора образуют вторую группу фазных входов блока контаткоров, а свободные выводы замыкающих контактов образуют первую группу фазных входов блока контакторов, свободный вывод замыкающего контакта, одной из фаз второго контактора соединен с одноименным фазным входом первой группы фазных входов блока контакторов, а свободные выводы замыкающих контактов двух других фаз второго контактора подключены к разноименным входам этой группы.3. Электропривод по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок пере- ключения режимов содержит два сумматора, два электронных реле, схему ИЛИ, инвертор, блок выдержки времени й блок памяти с управляющим и информационным входами и выходом, подключенным к первым входам сумматоров, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго электронного реле, выходами соединенных с входами схемы ИЛИ, выход которой подключен к входу инвертора и входу блока выдержки времени, выходом подключенного к управляющему входу блока памяти, информационный вход которого образует управляющий вход блока переключения режимов, входы опорнык сиг- налов которого образуют вторые входы сумматоров, при этом выходы электронных реле образуют первые два выхода блока переключения режимов, выход схемы ИЛИ - третий, а выход инвертора - четвертый его выходы.4. Электропривод по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок коммутации содержит четыре управляемыхключа и две группы фазных управляемыхключей, при этом управляющие электроды четырех управляемых ключей образуют соответственно четыре управляющих входа блока коммутации, один коммутируемый электрод каждого ив этихключей образует соответствующий коммутирующий вход блока коммутации,другой коммутируемый электрод каждогоиз указанных ключей - соответствующийкоммутирующий выход этого блока, управляющие элЕктроды обеих группфаэных ключей объединены и подключе-.ны к третьему управляющему входу блока коммутации, а один из коммутируемых электродов каждого ключа первойгруппы фазных управляемых ключейобразует соответственно один из входов первой группы Фазных коммутирующих входов блока коммутации, другойкоммутируемый электрод каждого изэтих фазных управляемых ключей образует соответственно один из выходовэтой группы, при этом коммутируемыеэлектроды второй группы фазных управляемых ключей аналогично образуютвторую группу Фазных коммутирующихвходов и выходов,5. Электропривод по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я. тем, что формирователь гармонических функций содержитпоследовательно соединенные преобразователь координат с двумя группамифазных входов, образующих первый и1083319 второй фазные входы формирователягармонических функций, блок апериодических звеньев, снабженный дополнительными фазными входами, образующими дополнительные фазные входыформирователя гармонических функций,и блок нормирования, фазные выходыкоторого являются фазными выходамиФормирователя гармонических функций. 6, Электропривод по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь сигнала частоты вращения содержит последовательно соединенные Формирователь сигнала относительной 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам переменного тока, и может быть использовано для создания электро- приводов с асинхронными двигателями с 5 с фаэным ротором.Известен электропрнвод, содержащий асинхронную машину с фазным ротором, контактор для подключения Фазных обмоток статора к промышленной сети, ц второй контактор для, соединения фаэйых обмоток статора и ротора между собой и преобразователь тока, подключенный к фаэным обмоткам ротора 1.Недостаток электропривода - ограниченный диапазон регулирования, обусловленный тем, что в немне обес-. печивается реверс магнитного поля асинхронной машины с Фазным ротором при подключении статорных обмоток к промышленной сети. 26Известен .также электропривбд, содержащий асинхронную машину с фаэным ротором, контактор с фазными замыкающими и раэмыкающими контактами для подключения обмоток статора к про : мышленной сети и обмоткам ротора, преобразователь тока, подключенный к обмоткам ротора, и схему управления 2.Недостатком такого электропривода ЗО также является ограниченный диапазон, регулирования скорости, обусловленный отсутствием реверса магнитного поля асинхронной машины с фазным ро- тором при подключении статориых обмо 5 ток к промышпенной сети.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электропривод, содержащий асинхронный двигатель с Фаэным ротором, статор- . ные обмотки которого снабжены фаэны ми выводами для подключения к сети, а роторные обмотки через преобразователь тока,и блок прямого преобраэовачастоты вращения с двумя группамифазных входов, образующих соответственно фазные и дополнительные Фазныевходы формирователя сигнала частотывращения, апериодическое звено, входи выход которого соединены соответственно с выходом и входом коммутацииформирователя сигнала частоты вращения, и сумматор с основным и двумядополнительными входами и выходом,при этом дополнительные входы сумматора образуют первый и второй входы опорных сигналов, а его выход - выход формирователя сигнала частотывращения. 2ния координат подключены к выходам регуляторов частоты вращения и реактивной мощности, электронный датчик углового положения, входами подключенный к Фазным датчикам тока и напряжения статора и ротора, а выходами - к первым Фазным входам Формирователя гармонических функций, вторые фазные входы которого предназанчены для подключения к сети, а фазные выходи подключены к фазным входам блока прямого преобразования координат, формирователь сигнала частоты вращения .с Фазными входами и выходом, подключенным к входу регулятора частоты вращения Г 33.Недостатком известного электропривода является узкий диапазон регулирования скорости, так как в нем реализован только режйм двойного питания асинхронного двигателя с фазным ротором, что предполагает ограниченный диапазон регулирования скорости около синхронной.Бель изобретения - расширение диапазоне регулирования.Указанная цель достигается тем, что электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, статорные обмотки которого снабжены фаэными выводами для подключения к сети, а роторные обмотки через преобразователь тока и блок прямого преобразования координат подключены к выходам регуляторов частоты вращения и реактивной мощности, электронный .датчик углового положения, входами подключенный к .фазным датчикам тока и напряжения статора и ротора, а выходами . - к первым фазным входам формирователя гармонических функций, вторые фазные входы которого предназначены для подключения к сети, а Фазюе выходы подключены к. Фаз ным входам блока прямого преобразования координат;Формирователь сигнала частоты вращения с фазными входами и выходом;подключенным к входу регулятора частотывращения, снабжен блоком контакторовс двумя управляющими входами, двумягруппами Фазных входов и фазными выходами, блоком переключения режимов с .управляющим входом, двумя входамиопорных сигнаЛов и четырьмя выходами,блоком коммутации с двумя группамифазных коммутирующих входов и выходов, четырьмя коммутирующими выходамии четырьмя управляющими входами, блоком опорных напряжений с четырьмя выходами, блоком выделения Фазных ЭДСротора с фазными входами тока и напряжения и фазными выходами, блокомделения, управляеьжм многофазным формирователем сигналов частоты статора сс Фазными входами и выходами и управляющим входом, а Формирователь гармонических функций снабжен дополнитлеьными фаэными входами, формирователь сигнала частоты вращенияснабжен дополнительными Фазными входами, двумя входами опорных сигналов ивходом и выходом коммутации, при этом 25выходы фазных датчиков тока и напряжения ротора подключены соответственнок фаэным входам тока и напряжения блока выделения фазных ЭДС ротора, фазные .выходы которого подключены к фаз- ЗОным входам формирователя сигнала частоты вращения, выход которого подключен к управляющему входу блока переключения режимов, первый и второйвыходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока контакторов, первая группа фазных входов которогопредназначена для подключения к соответствующим фазам сети, вторая группафазных входов объединена в общую4 Оточку, а фазные выходы подключены к соответствующим фазным выводамстаторных обмоток, причем первый ивторой выходы блока переключениярежимов подключены соответственно к 45первому и второму управляющим входамблока коммутации, третий и четвертыйуправляющие входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока переключения 5 Орежимов, первый и второй входы опорных сигналов которого подключены соответственно к первому и второму вы,ходам блока опорных напряжений, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к второму ипервому коммутирующим входам блокакоммутации, первый и второй коммутирующие выходы которого подключенысоответственно к первому и второмувходам опорных сигналов формирователясигнала частоты вращения, вход и выход коммутации которого подключенысоответственно к,третьим коммутирующим выходу и входу блока коммутации,первая группа фазных коммутирующих 65 входов которого подключена к выходам блока выделения фазных ЭДС ротора, а первая группа фазных коммутирующих выходов - к дополнительным фазным входам формирователя гармонических Функций, вторые Фазные входы которого подключены к фазным выходам управляемого многофазного формирователя сигналов частоты статора, фазные входы которого подключены к второй группе фазных коммутирующих выходов блока коммутации, вторая фазная группа коммутирующих входов которого подключена к фазным датчикам напряжения статора, четвертый коммутирующий выход блока коммутации подключен к управляющему входу управляемого многофаэного формирователя сигналов частоты статора, а четвертый коммутирующий вход блока коммутации - к выходу блока деления, вход делимого которого подключен к выходу регулятора частоты вращения, вход делителя - к выходу регулятора реактивной мощности, фазные выходы Формирователя гармонических функций подключены к дополнительным фаэным входам формирователя сигнала частоты вращенияКроме того, блок контакторов содержит два контактора,каждый из которых снабжен управляющими входами изамыкающей и раэмыкающей фазными группами контактов, управляющие входыуказанных контакторов образуют первыйи второй управляющие входы блока контакторов, в каждом контакторе разноименные контакты попарно объединены, причем точки соединения разноименных контактов второго контактора образуют соответствующие фазные выходы бло, ка контакторов, а каждая точка соединения разноименных контактов первого контактора связана со свободным выводом соответствующего раэмыкающего контакта второго контактора, свободные выводы размыкающих контактов первого контактора образуют вторую группу фазных входов блока контакторой, а свободные выводы замыкающих контактов образуют первую группу фазных входов блока контакторов, свободный вывод замыкающего контакта одной из фаз второго контактора соединен с одноименным Фаэным входом первой группы фаэных входов блока контакторов, а свободные выводы замыкающих контактов двух других фаэ второго контактора пОдключены к разноименным входам этой группы.При.этом блок переключения режимов содержит два сумматора, два электронных реле, схему ИЛИ, инвертор, блок выдержки времени и блок памяти с управляющим и .информационным входами и выходом, подключенным к первым входам сумматоров, выходы коуо" рых подключены соответственно к входам первого и второго электронного реле, выходами соединенных с входами,схемы ИЛИ, выход которой подключен к входу инвертора и входу блока выдержки времени, выходом подключенного к управляющему входу блока памяти, информационный вход которого образует управляющий вход блока переклю чения режимов, входы опорных сигналов которого образуют вторые входы сумматоров, при этом выходы электронных реле образуют первые два выхода блока переключения режимов, выходы схемы ИЛИ- третий, а выход инвертора - четвертый его выходы.Причем блок коммутации содержит четыре управляевых ключа и две группы фазных управляемых ключей, при этом управляющие электроды четырех управляемых ключей образуют соответственно четыре управляющих входа блока коммутации, один коммутируемый электрод каждого из этих ключей обра-, зует соответствующий коммутирующий 20 вход блока., коммутации, а другой коммутируемый электрод - соответствующий коммутирующий выход этого блока, управляющие электроды обеих групп Фазных ключей объединены и подключены к тре 25 тьему управляющему входу блока коммутации, а один из коммутируемых электродов каждого ключа первой группы фазных управляемых ключей образует соответсвенно один из входов первой 30 группы Фазных коммутирующих входов блока коммутации, другой коммутируемый электрод каждого из этих фаэных управляемых ключей образует соответственно один из выходов этой группы, З 5 при этом коммутируемые электроды второй группы фазных управляемых ключей аналвгично образуют вторую группу Фазных коммутирующих входов и выходов.Кроме того; формирователь гармонических Функций содержит последовательно соединенные преобразователь координат с двумя группами Фавных входов, образующих первый и второй Фазные входы формирователя гармонических функций, блок апериодических звеньев,45 снабженный дополнительными фазными входами, образующими дополнительные фазные входы формирователя гармонических Функций, и блок нормирования, Фаэные выходы которого являются фазными выходами формирователя гармонических Функций.При этом формирователь сигнала ча- стоты вращения содержит последовате" льна соединенные междУ собой формирователь сигнала относительной частоты вращения с двумя группами фазных,вхбдов, образующих соответственно фаз ные и дополнительные Фазные входы . формирователя сигнала частоты враще- ния, апериодическое звено, вход и 1 выход которого соединены соответственно с выходом и входом. коммутации . формирователя сигнала частоты вращения, и сумматор с основным и двумя до. полнительнымн входами и выходом, при 65/ этом дополнительные входы сумматора образуют первый и второй входы опорных сигналов, а его выход - выход формирователя сигнала частоты вращения.На фиг.1 представлена схема электропривода с асинхронной машиной с фазным ротором; на фиг,2 - схема блока контакторов, на фиг.3 - схема блока переключения режимов,: на фиг.4 - схема блока коммутации, на фиг.5 - схема формирователя гармонических функций; на фиг.б - схема сигнала частоты вращения; на фиг.7 диаграмма режимов работы электропривода с асинхронной машиной с фазным ротором.Электрошривод (фиг.1) содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, статорные обмотки которого снабжены фазными выводами для подключения к сети 2, а роторные обмот-. ки через преобразователь 3 тока и блок 4 прямого преобразования координат подключены к выходам регуляторов частоты вращения 5 и реактивной мощности .6. Электронный датчик 7 углового положения входами подключен к Фазным датчикам 8 и 9 така и фазным датчикам 10,и 11 напряжения статора и ротора, а выходами в .к первым фазным входам 12 формирователя 13 гармонических функций. Вторые фазные входы 14 Формирователя 13 гармонических функций предназначены для подключения к сети, а его фазные выходы 15 подключены к фаэным входам блока 4 прямого преобразования координат. формирователь 16 сигнала частоты вращения с фазными входами 17 своим выходом 18 подключен к входу регулятора 5 частоты вращения. Кроме того, электро- привод снабжен блоком 19 контакторов с двумя управляющими входами 20 и 21, двумя группами Фазных входов 22 и 23 и фазными выходами 24, блоком 25 переключения режимов с управляющим входом 26, двумя входами 27 и 28 опорных сигналов и четырьмя выходами 29" 32. Кроме того, электропривод снабжен блоком 33 коммутации с двумя группами фазных коммутирующих входов 34 и 35 и выходов 36 и 37, черырьмя коммутирующими входами 38-41, четырьмя коммутирующими выходами 42-45 и четырьмя управляющими входами 46-49, блоком 50 опорных напряжений с четырьмя выходами 51-54, блоком 55 выделения Фазных ЭДС ротора с Фазными входами тока и напряжения и фазными выходами, блоком 5 деления, управляемым многофазным формирователем 57 сигналов частоты статора с Фазными входами 58 и выходами 59 и управляющим входом 60. Формирователь 13 гармонических функций снабжен дополнительными фазными входами 61. Формйрователь 1610833 сигнала частоты вращения снабжен дополнительными фаэными входами 62,двумя входами 63 и 64 опорных сигналов и входом и выходом 65 и 66 коммутации, Выходы датчиков тока 9 инапряжения 11 ротора подключены соответственно к фаэным входам тока и напряжения блока 55 выделения фазныхЭДС ротора, фазные выходы которогоподключены к фазным входам 17 формирователя 16 сигнала частоты вращения. Выход 18 формирователя 16 частоты вращения подключен к управляющему входу 26 блока 25 переключения режимов, первый и второй выходы 29 и30 которого подключены соответственно к первому и второму управляющимвходам 20 и 21 блока 19 контакторов.Первая группа фазных входов 22 блока19 контакторов предназначена для подключения к соответствующим фазам сети2, вторая группа Фаэных входов 23 20объединена в общую точку, а Фазныевыходы 24 подключены к соответствующим Фазным выводам статорных обмотокасинхронного двигателя 1. Первый ивторой выходы 29 и 30 блока 25 переключения режимов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам 46 и 47 блока 33 коммутации, третий и четвертый управляющиевходы 48 и 49 которого подключены соответственно к третьему и четвертому выходам 31 и 32 блока 25 переключения режимов. Первый и второй входы27 и 28 опорных сигналов блока 25переключения режимов подключены соответственно к первому и второму выходам 51 и 52 блока 50 опорных напряжений. Третий и четвертый выходы53 и 54 блока опорных напряжений подключены соответственно к второму ипервому коммутирующим входам 39 и 38 40блока 33 коммутации, первый и второйкоммутирующий выходы 42 и 43 которого подключены соответственно к первому и второму входам 63 и 64 опорных.сигналов формирователя 16 сигналов частоты вращения. Вход и выход65 и 66 коммутации формирователя 16сигналов частоты вращения подключенысоответственно к третьим коммутирующим выходу 44 и входу 40 блока 33коммутации, первая группа фаэных коммутирующих входов 34 которого подключена к фаэным выходам блока выделения фаэных ЭДС ротора, а первая группа Фазных ко мутирующих выходов 3 - 55к дополнительным фазным входам 61формирователя 13 гармонических функций. Вторые фазные входы 14 формирователя 13 гармонических функций подключены к Фазным выходам 59 управляемого многофазного формирователя 57 60сигналов частоты етатора, Фазные входы 58 которого подключены к второйгруппе фазных коммутирующих выходов37 блока 33 коммутации.:Вторая груп.па фазных коммутирующих входов 35 19 8блока 33 коммутации подключена к фазным датчикам 10 напряжения статора, четвертый коммутирующий выход 45 подключен к управляющему входу 60 управляемого многофаэного формирователя 57 частоты статора, а четвертый коммутирующий вход 41 - к выходу блока 56 деления. Вход делимого блока 56 деления подключен к выходу регулятора 5 частоты вращения, вход делителя - к выходу регулятора 6 реактивной мощности, Фазные выходы 15 формирователя.13 гармонических функций подключены к дополнительным фазным входам 62 формирователя 16 сигнала частоты вращения.Блок 19 контакторов (фиг.2) содержит два контактора, каждый из которых снабжен управляющими входами 65 и 66 и замыкающей и раэмыкающей Фаэными группами контактов 67-72 и 73-78. Управляющие входы 65 и 66 указанных контакторов образуют первый и второй управляющие входы 20 и 21 блока 19 контакторов. В каждом контакторе разноименные контакты объединены (67 и 73, 68 и 74, 69 и 75, 70 и 76, 71 и 77, 72 и 78 ) Точки соединения раз- ноименных контактов второго контактора образуют соответствующие Фазные выходы 24 блока 19 контакторов. Каждая точка соединения разноименных контактов первого контактора связана со свободным выводом соответствующего размыкающего контакта второго контактора, Свободные выводы размыкаюших контактов .73-75 первого контактора образуют вторую группу фазных входов 23 блока 19 контакторов, а его ,свободные выводы замыкающих контактов 67-69 - первую группу фазных входов 22 блока 19 контакторов. Свободный вывод замыкающего контакта 75 второго контактора соединен с одноименным фаэным входом первой группы фазных входов 22 блока 19 контакторов, а свободные выводы замыкающих контактов 70 и 72 двух других фаэ второго контактора подключены к разно- именным входам этой группы.Блок 25 переключения режимов (фиг.З) содержит два сумматора 79 и 80, два электронных реле 81 и 82, схеМу ИЛИ 83, инвертор 84, блок 85 выдержки времени и блок 86 памяти с управляющим и информационными входами 87 и 88, Выход блока 86 памяти подключен к первым входам 89 и 90 сумматоров 79 и 80, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго электронного реле 81 и 82. Выходы последних соединены с входами Схемы ИЛИ 83, выход которой подключен к входу инвертора 84 и входу блока 85 выдержки времени. Выход блока 85 выдержки времени подключен к управляющему входу 87 блока 86 памяти, информационный вход 88 которого образует управляющий вход 26блока 25 переключения режимов.Входы опорных сигналов 27 и 28 блока 25 переключения режимов образуютвторые входы 91 и 92 сумматоров 79и 80. Выходы электронных реле 81 и 82образуют первые два выхода 29 и 30 5блока 25 переключения режимов, выход схемы ИЛИ 83 третий, а выходинвертора 84 - четвертый его выходы31 и 32.Блок 33 коммутации (фиг.4) содержит четыре управляемых ключа 9396 и две группы фазных управляемыхключей 97 и 98. Управляеьые электроды указанных ключей образуют соответственно четыре управляющих входа 46- 1549 блока 33 коммутации. Один коммутируемый выход каждого из этих ключейобразует соответствующий коммутирующий вход 38-41, блока 33 коммутации,а другой коймутируемый электрод - 20соответствующий коммутирующий выход42-45 этого блока. Управляющие электроды обеих групп фазных ключей 97и 98 объединены и подключены к третьему управляющему входу 48 блока 33коммутации, один из коммутируемыхэлектродов каждого ключа первой группы Фазных управляемых ключей 97 образует соответственно один из входовпервой группы Фазных коммутирующихвходов 34 блока 33 коммутации, а дру-З 0.гой коммутируемый электрод каждогоиэ Фазных управляемых ключей образуетсоответственно один из выходов 36этой группы. Коммутируемые электродывторой группы фаэных управляемых клю чей 98 аналогично образуют вторуюгруппу фазных коммутирующих входов:35 и выходов 37,Формирователь 13 гармоническихФункций (фиг.5) содержит последовате льно соединенные между собой преобразователь 99 координат с двумя группами фазных входов 100 и 101, образующих первый и второй Фазные входы 12и 14 Формирователя 13 гармонических 45Функций, блок 102 апериодическихзвеньев, снабженный дополнительнымйФазными входами 103, образующими до-.полнительные .Фаэные входы 61 формирователя 13 гармонических функций,и блок 104 нормйрования. Фазные выхо ды блока нормирдвания являются фаэными выходами 15 формирователя 13 гармонических функций.Формирователь 16 сигнала частотывращения (фиг.б) содержит последовательно соединенные между собой формирователь 105 сигнала относительнойчастоты вращения с двумя группамифазных входов 106 и 107, образующихсоответственно фазные и дополнительные фазные входы 17 и 62 формирователя 16 сигнала частоты вращения, апериодическое звено 108; вход и выходкоторого соединены соответственно свыходом и входом бб и 65 коммутации формирователя 16 сигнала частоты вращения, и сумматор 109 с основным 110 и двумя дополнительными входами 111 и 112 и выходом. Дополнительные входы 111 и 112 сумматора 109 образуют первый и второй входы 63 и 64 опорных сигналов формирователя 16 частоты вращения, а выход сумматора 109 - выход 18 формирователя 16 сигнала частоты вращения.Электропривод работает следующим образом.В устройстве реализован частотнотоковый способ управления машинами переменного тока, т.е. способ, при котором по сигналам задания 0 и осуществляют управление моментом двигателя и потребляемой им реактивной мощностью Для этого у асинхронного двигателя 1 с Фазным ротором осуществляют регулирование активной и реактивной составляющих роторного тока с помощью преобразователя 3 тока.Сигналами задания для преобразователя 3 тока служат сигналы блока 4 прямого преобразования координат. На управляющие входы этого блока подают сигналы 0 и ЦВ, формируемые в регуляторах 5 и 6 частоты вращения и реактивной мощности. На фазные входы блока 4 прямого преобразования координат подаются опорные сигналы, формируемые в формирователе 13 гармонических функций. Выходные сигналы этого формирователя пропорциональны фазным потокосцеплениям ротора. Они формируются путем координатного преобразования сигналов двух частот: частоты вращения ротора и частоты статора, вырабатываемых электронным датчиком 7 углового положения, управляемым многофазным формирователем 57 сигналов частоты статора. Датчик 7 представляет собой электронный датчик углового положения ротора, в котором для определения углового положения используются сигналы датчиков тока и напряжения статора и ротора двигателя 1:,Формирователь 57 представляет собой электронный генератор переменной частоты, состоящий из зам,кнутых в кольцо фаэных интеграторовВыходы фазных интеграторов являются Фазными выходами 59 формирователя 57. Частота формирователя 57 регулируется сигналом на его управляющем входе 60. Фазные интеграторы имеют:входы, являющиеся фазными входами 58 Формирователя 57. При равенстве нулю сигнала на управляющем входе 60 Фазные интеграторы просто интегрируют сигналы фазных входов 58, Координатное преобразование сигналов Формирователя 57 электронного датчика 7 происходит в координатном преобразователе 99 (Фиг5)., Выходные сигналы координатного преобразователя пропускаютсячерез блок 102 апериодических звеньев, где они сглаживаются и поступают в блок 104 нормирования, в котором чормируются, т.е. превращаются в сигналы стандартной амплитуды.Для получения сигнала, пропорцио нального частоте вращения вала двигателя, используемого в качестве сигнала обратной связи в регуляторе 85 частоты вращения, служит Формирователь 16 частоты вращения. В формирова 10 теле 105 относительной частоты вращения (Фиг.б) производится Фазирован- ное выпрямление Фазных ЭДС ротора, Формируемых методом 1 Е-компенсации в блоке 55 выделения фазных ЭДС ротора.15 В качеотве опорных для Формирователя 105 используются выходные сигналы Формирователя 13. Величина Фаэных ЭДС ротора пропорциональна частоте вращения обмоток ротора относительно.магнитного потока. двигателя. Магнитный поток двигателя в свою очередь вра-, щается относительно неподвижного статора. Поэтому для получения сигнала частоты вращения ротора относительно статора требуется к сигналу Формирователя 105 суммировать сигнал, пропорциональный частоте вращения магмагнитного потока относительно статора. Эта операция производится в сумматоре 109, 30 Электропривод имеет два вида режимов: асинхронный короткозамкнутыйи двойного питания. Структура привода при работе в короткозамкнутом режиме несколько отличается от структуры в режиме двойного питания. Длятрансформации структуры из одной вдругую служат блок 19 контакторов,блок 25 переключения режимов и блок33 коммутации. Переключение режимов 40из одного в другой осуществляется посигналу частоты вращения, поступающему на вход 26 блока 25. Всего в ,приводе, в зависимости от частотывращения вала двигателя, организует ся три режима. Один асинхронный короткозамкнутый и два режима двойного питания. В соответствии с этим весь скоростной диапазон от -Я, до +Р разбит на три зоны: 1, И и е . Зона 1 (фиг.7) вэона асинхронного короткозамкнутого режима, зоны Й иЩ зоны первого и второго режимов двой,ного питания. Сигнал, пропорциональный частоте а вращения вала , с управляющего входа 26 .(Фиг.3) через блок 86 памяти поступает на первые входы 89 и 90 сумматоров. На вторые входы 91 и 92 этих сумматоров с выходов 51 и 52 блока 50 опорных напряжений поступают опорные сигналы, про 60порциональные.частотам вращения переключения Я и=оп(фиг,7). Выходныеисигналы сумматоров 79 и 80 поступают на входы электронных реле 81 и 82. Электронные реле включаются или вы ключаются в том случае, если сигналына их входах превышают величину ихгистереэиса, пропорционального лЯ(фиг.7), При включении реле 81 или82 появляются управляющие сигналы напервом или втором и третьем выходах(29 или 30 и 31) блока 25, трансформирующие структуру п.ализода для работысоответственно в первом или второмрежимах двойного питания. При выклюном состоянии обоих реле появляетсяуправляющий сигнал на выходе инвертора 84 и на четвертом выходе 32блока 25, трансформирующий структурупривода для работы в асинхронном короткозамкнутом режиме. В моменты переключения режимов происходит коммутация Фазных цепей статора. Поэтомуинформация о частоте вращения валадвигателя искажается, что может привести к паразитным срабатываниям реле 81 и 82. Для исключения этого выходные сигналы реле 81 и 82 через схему ИЛИ 83 поступают на вход блока85 выдержки времени, в котором формируется выдержка времени в моменты включения и выключения каждого реле,т.ев моменты любого переключениярежимов. На время выдержки в блоке86 памяти сохраняется значение сиг-нала частоты вращения, предшествующеепереключению. Величина выдержки времени соответствует времени переходного процесса в электроприводе. После окончания выдержки времени блок86 памяти без искажения пропускает сигнал частоты вращения на входы 89 и 90 сумматоров 79 и 80.При значениях частоты вращения вала двигателя Я, находящихся в зоне 1 (Фиг.7) скоростного диапазона, реле 81 и 82 выключены. Сигналы на их выходах отсутствуют, т,е. отсутствуют сигналы на управляющих входах 65 и 66 первого и второго контакторов блока 19 контакторов (фиг,2), Фазы статора двигателя через размыкающие контакты 73-75 и 76-78 закорочены накоротко. Двигатель работает в асинхронном короткозамкнутом режиме. Прй этом на выходе инвертора 84 имеется управляющий сигнал, поступающий на упраВляющий вход 49 управляемого ключа 96 (фиг.4), который при этом находится в замкнутом состоянии. Остальные управляемые ключи 93-95 и обе группы фазных управляемых ключей 97-98, входящие в блок 33 коммутации, находятся в разомкнутом состоянии.На управляющий вход 60 управляемого многофазного формирователя 57 через управляемый ключ 96 поступает выходной сигнал блока 56 деления. При этом Формирователь 57 вырабатывает сигналы, круговая частота й которых является частотой скольженйя, которая в соответствии с частотно-токовым способом управления асинхронной короткозамкнутой машиной формируется поформуле3 дй = КСБкк (1) где К - коэффициент пропорциональности.Выходной сигна,. Формирователя 105 в таком режиме пропорционален алгебраической сумме частоты вращениЯ. вала двигателя и частоты скольжения Известно, что при частотно в токовом управлении асинхронным коротко- замкнутым двигателем его момент пропорционален частоте скольжения. Если нагрузка двигателя чисто инерционная, то ускорение вала пропорционально моменту,В таком случае частота скольжения 20 пропорциональна ускорению двигателяф(3) Я = а= арЯ,25 где а - коэффициент пропорциональности,Тогда выражение (2) можно записать в виде тзф = с(Я + арф ), (4) 30 где р - оператор дифференцирования.Если сигнал Цпропустить,через апериодическое звено 108, то еговыходной сигнал УЯ будет иметь вид я+ я) ( ) 35 1+ тр где Т - постоянная времени аперио-. дического звена 108.Если выбрать постоянную времени Т,40 равную коэффициенту а, т.е. Т = а, сигнал У . будет(+ ко(ЯЗ 1 +т р45, т.е. выходной сигнал апериодического звена в этом случае строго пропорционален частоте вращения вала двигателя, Это .обстоятельство используется в формирователе 16 для того, чтобы получить сигнал, пропорциональный частоте вращения я вала в асинхронном режиме. Сигнал Пф Формирователя 105 пропускается через апериодическое звено 108, который проходит через сумматор 109 на выход 18 Формирователя 16 без изменений, так каКсигнали на его входах 63 и 64 в асинхронном короткозамкнутом режиме равны нули,Если нагрузка не чисто инерционнай, выходной сигнал формирователя 16 си гнала частоты вращения будет иметь ошибку, зависящую от статического мОмента на валу.При достижении частоты вращения вала двигателя величины ЯЯчЯ(фиг. 7) 65Рде К и: к - гкк,. (7(Яз 1 + трК - коэффициенты пропорцигональности;- оператор дифференцирования; срабатывает первое реле 79. Это приводит к появлению управляющих сигналов на втором 30 и третьем 31 выходах блока 25. Сигнал второго выхода 30 поступает на управляющий вход 65 первого контактора иуправляющий вход 47 второго управляемого ключа 94, Сигнал третьего вйхода 31 поступает на управляющие входы ключа 95 и обеих групп фазных управляемых ключей 97 и 98. Это приводит к следующим переключениям в электроприводе. Включается первый контактор блока 19 контакторов, При этом фазы статора двигателя через размыкающие контакты 76 - 78 и замыкающие контакты 67-69 подключаются к фазам сети 2. Замыкаются ключи 94,95,97 и 98. Размыкается ключ 96. При этом выходные сигналы фазных датчиков 10 напряжения ста- тора через ключи 98 поступают на фазные входы 58 формирователя 57, на управляющем входе 60 которого напряжение становится равным нулю. Выходные напряжения блока 55 через ключи 97 поступают на дополнительные фазные входы 61 блока 102 апериодических звеньев. Выходной сигнал формирователя 105 через ключ 104 поступает на основной вход. 110 сумматора 109, минуя апериодическое, звено 108. На опорный вход 64 суматора 109 через ключ 94 поступает опорное напряжение с выхода 53 блока 50. На выходах 59 Формирователя 57 появляются сигналы частоты промышленной сети, пропорциональные фазным потокосцеплениям статора, полученные интегрированием сигналов фазных датчиков 10 напряжений статора. При координатном преобразовании этих сигналов с сигналами блока 7 в координатном преобразователе 99 на выходах последнего получаются сигналы, пропорциональные Фазным потокосцеплениям ротора. Далее эти сигналы поступают на фазные входы блока 102 апериодических звеньев, на дополнительные фазные входы 103 которого поступают сигналы фазных ЭДС ротора. Это позволяет профильтровать выходные сигналы координатного преобразователя 99 и при этом избежать фазного сдвига этих сигналов. Действительно, если выходные сигналы координатного преобразователя 99 пропорциональны Фазным потокосцеплениям У, а фаэные ЭДС пропорциональны производным фазным потокосцеплений - , то Йх сумма,апропущенная через апериодическое звено 102, т.е. выходной сигнал апериодического звена Б будет иметь вид