Способ управления асинхронновентильным каскадом

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11) 604115 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 16,0 З,75 (21) 2184408/24.07с присоединением заявкиМ. К Н 02 Р 7/78 Н 02 Р 7/42 осударотаеииыи иомитеСовета 1 йииистрав СССРпо делам изобретеиийи открытий) Дата опубликова 1 72) Авторы изобретени А, Н. Миля М. Чехе Институт эпектродинамики АН Украинской) Заявитель СОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОН КАСКАДОМ НТИЛЬНЫМ Изобретение отн может быть использ хронно-вентильных для двухзонного ре хронного двигателя иосится к электротехнике и овано при разработке асин- каскадов, предназначенных гулирования скорости асинИзвестны способы двухзонного регулирования скорости в асинхронно-вентильных каскадах, обмотки ротора в которых питаются как от преобразователей частоты со звеном постоянного тока, так и от преобразователей частоты с непосредственной связью (НПЧ).Известен способ управления асинхронновентильным каскадом с преобразователем частоты со звеном постоянного тока, позволяюший получить двухзонное регулирование 1,Получение двухзонного регулирования в рассматриваемом случае принципиально возможно, если в роторной цепи имеются два выпрями- тельных моста на управляемых вентилях (тиристорах). При работе в нижесинхронной области мост, подкгпоченный к ротору, переводится в выпрямительный режим, а мост, подключен. ный к сети, - в инверторныйВ области от точки естественного сколькения до синхронной скорости режимы раооты мостов меняются на противоположные. При синхронной скорости мост, подключенный к сети, работает в выпрямительном режиме, а в мосте, подключенном к ротору, постоянно включаются два или три вентиля. При выше синхронной скорости мост, подключенный к ротору, переводится в инверторный режим, а второй мост - в выпрямительный.Однако описанный способ управления в слчае применения серийных двигателей практ чески непригоден для двухзонного регулирования скорости, так как при малых частотах ротора в кривой ЭДС ротора зубцовые гармонические становятся больше основной гармоники, поэтому работа выпрямительного моста в режиме зависимого инвертора при околосинхронной скорости практически невозможна. Переход через синхронную скорость без введения искусственной коммутации вентилей также невозможен, так как ЭДС в роторе на синхронной скорости отсутствует, Таким образом, хотя принципиально здесь и возможно двухзонное регулирование скорости, практическое его осуществление очень затруднительно, а некоторые режимы во всем диапазоне регулирования вообше невозможны.Известен способ управления, в котором для 5 осушествления двухзонного регулирования ско(1 Ы) бОдо 45 50 55 60 рости в роторной цепи примененЧ, а способ управления асинхронно-вентцлыым каскадом заклкчается в следующем 2. Все режимы работы каскада определяются переключателем режима работы, имеюц 1 см четыре положения: нижесинхроццая скорость, сцнхронизм, переход через сцнхронизм. вышссицхронная скорость.В первом положении переклочдтеля на входсистемы управления СУ) НПЧ напряжениеподается от неавтономного генератора (датчика скольжения), во втором положении ца входСУ НПЧ подается постоянное напряжение,третьем - напряжение от автономного генератора низкой частоты и в четвертом - сноваот неавтономного генератора. Описанный способ управления позволяет осуществить переходчерез синхронную скорость и обесцсчть двухзонное регулирование скорости в асинхронновентильном каскаде,Недостатком способа является отсутствиеплавного регулирования в режиме двойногопитания ас.нхронного двигателя и трудностив его реа,изации ввиду весьма низкой доли Г 1) частоты автоцомюго генератора, Этосужает возможности в выборе более оптимального режима работы электропривода в зависимости от характера нагрузки и требований, которые к цему предъявляются.Целью изобретения является расширениедиапазона плавного регулирования скорости.Это достигается тем, что при способе автоматического управления асинхронно-вентильным каскадом, выполненным по схеме с преобразователем частоты на полностью управляемых кночевых элехситах и с циклическим алгорилгмом работы, заключающемся в сравнениичастот напряжения обмотки стдтора 1 ь неав.гоцомцого генератора 1 ц автономного генератора, частоту автономного генератора выбирают рдвнои 1, - Л 1 и прц 1, (1 (1, - Ь 1 импульсы упрдвленця на указанный преобразователь подают от автономного гнератора, апрц 1 ) )г )+ Ь 1 - от неавтономного генератора,Сх щность предлагаемого способа состоитследующем. звестцо, что основная гармоника выходного напряжения преобразователей частоты с циклическим алгоритмом управления определяется с помощью выражения 3).,(1) = -- 1 г).1 оз(л. - , 1,) 3 "/3 где г- - для нулевой схемы;г=2 - для мостовой схемы;- угловая частота переключения силовых ключевых элементов;в- угловая частота питающей.Таким образом, частота первой гармоники выходного напряжения преобразователя равна разности частот коммутации г и питающей сети ы ь Это обстоятельство позволяет весьма просто сформировать с достаточно высокой степенью точности напряжение частоты скольжения, если в- это частота напряжения пита 5 в 15 ю зо ния стдпрд, а га - пропорциоцал цдкороли ротора.Прц песходе через синхроццуо корость (когда т. становится больше в,), кдк следует), меняется знак частотьц т. е. порядок чередования фаз выходного напряжения изменяется ца противоположный, что цеобхо,ц ю при вышссинхронной скорости. Если по.,дд 1 в преобразователь частоты импульс )врдпения от автономного генератора, выбрав аготу равной 1;фЬ и предусмотреть сс рсгулцро- ку, то можно легко осугцествлять плдвнсн цзмснение скорости двигателя в режиме двойного пигания.Регулирование частоты автономного гснсрдтора 1 + Л можно совместить с регулированием выходного напряжения ПЧ 5 и а чдг), обеспечивая таким образом как дсицхроццьй режим работы двигателя, так и рским двойного питания регулирования скоросгп, устандвливая диапазоны плавного регулирования скорости в этих режимах в зависимости от конкретных гребований к электроприводу.На чертеже изображена структурная схема, реализующая предлагаемый способ.Напряжения частоты сети 1, неавтономцогО генератора 1 (синхронный тахогенератор) с час. тотой 1 р автономного генератора частоты 1, + .+ ЛГ, сравниваются по частоте в блоке сравнения 3. Если 1, (1, на вход формирователя импульсов 4 через блок сравнения 3 подается напряжение неавтономного генератора, ца выходе ПЧ 5 формируется напряжение с частотой скольжения, вводимое в виде добавочной ЭЛС в цепь ротора. Изменяя ее величину, т.е. регулируя впа, можно изменять скорость элект. родвигатсля. При 1;1, через блок сравнения 3 на вход формирователя 4 подается напряжение с автономного генератора с частотой 1+ ЛГ, двигатель работает в режиме двойного питания, ротор питается частотой Ь 1, а скорость его 60плавно изменяется от величиныР Регулирование частот автономного генератора может быть совмещено с регулированием выходного напряжения ПЧ, а диапазон работы двигателя в режиме двойного питания можно установить в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к электроприводу.При ),)1 + Ь через блок сравнения в формирователь 4 снова подается напряжение с неавтономного генератора и электродвигатель работает в асинхронном режиме с вышесинхронной скоростью. Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять плавное регулирование скорости во всех рекимах работы асинхронно- венггильцого каскада, обеспечцдя необходимые диапазоны ее изменения.60415 Фордула изобретения Составитель Т. ВасильеваТехред О. Луговая Корректор Л. Гриценко Тираж 892 Подписное Рслактор В. Гончуков Заказ 221/47 ННИПИ Государевенного комитета Совета Министров СССР ио лсла м изобрстсни, и открытий3035, 1 ос.ва, Ж, Рау иская нзб. л. 45 Филил ППП Патсиг, г. дягорл, ул. Проектная. 4Способ управления асинхронно-всптпльным каскадом выполненных по схеме с преобразова телем частоты на полностью управляемых ключевых элементах и с циклическим алгоритмом работы,заключаюший в сравнении частот апря жепия обмотки статора 1 неавтономного генератораи частоты автономного генератора, оглшчающнйся тем, что, с целью расширения диапазона плавного регулирования скорости, частоту автономного генератора устанавливают равной 1 + Л 1 и при 1, ((+ Ь импульсы управления на указанный преобразователь частоты подают от автономного генератора, а прп 1, 1. 1+ Ь 1 - от неавтономного генератора.11 сточнпки информации, принятые во внимание при экспертизе:. Парфенов Э, Е., Ровинский П, А. Асинхронно-вентильные каскады для двухзонного регулирования скорости асинхронных электродвигателей, Л., Наука, 1969, с. 80,2. Авторское свидетельство СССР219690, кл. Н 02 Р 7/42, 18.05.67,3. Федий В. С., Чехет Э, М. Гармонический анализ напряжений и токов на выходе преобразователя частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией. Проблемы технической электродинамики, вып. 35, Киев, 1972.