Частотно-управляемый электропривод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А И:к 4 РгФ"ФЮЪМФ Лени юции энерг 8 3-57367181972.198 81,, И 1 О,. а- ек ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордедена Октябрьской Ревтический институт(56) 1. Патент США Укл, 38-227, опублик.2. "Электричествос.34-39,(54)(57) ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель переменного тока, последователь но соединенные управляемый выпрямитель и автономный инвертор тока, на выход которого подключен электродвигатель переменного тока, систему уп. равления, соединенную первыми вход ми с датчиками потокосцепления эл тродвигателя, а вторым входом через измерительныи выпрямитель-с датчиками, тока, включенными во входные цепи управляемого выпрямителя, а вы- ходами - с входами блоков управления выпрямителя и инвертора соответственно, формирователь фазных токов, сое-. диненный с выходом измерительного выпрямителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона регулирования скорости, формирователь фазных токов снабжен инвертирующим усилителем и шестью полупроводниковыми ключами, управляющие входы которых подключены к многофазному выходу блока управления инвертором, причем три ключавключены между входом и выходами формирователя фазных токов двигателя, а три других - между выходамиформирователя фазных токов двигателя и выходом инвертирующего усилителя, вход которого является входом формирователя фазных токов.Изобретение относится к электротехнике, и предназначено для использования в системахавтоматизированного электропривода переменного тока. 5Известен частотно-управляемый электроприводсодержащий автономный инвертор тока и систему управления, формирующую частоту тока якоря в зависимости ат измеренной частоты вращения ротора ЯНедостаток такого электроприводаналичие сочлененного с валом двигателя датчика частоты вращения, что ограничивает область его применения,15 Кроме того, отсутствие контроля вэа имной ориентации векторов тока и по, токосцепления двигателя не позволяет обеспечить высокие динамические показатели электропривода, 20Наиболее близким к предлагаемому является частотно-управляемый электропривод, содержащий электродвигатель переменного тока, последовательно соединенные между собой управляе мый выпрямитель и автономный инвертор тока, на выход которого подключен электродвигатель переменного тока, систему управления, соединенную первымн входами с датчиками потокосцеп ления машины, а вторым входом через измерительный выпрямитель - с датчиками тока, включенными во входные це" пи управляемого выпрямителя, а выходами - с входами блоков управления выпрямителя и инвертора, формирователь фазных токов, соединенный с выходом измерительного выпрямителя 12.Наличие в таком электроприводе дат чиков тока якоря, которые должны ра ботать в широком диапазоне частот, в том числе и на весьма низких частотах, существенно усложняет схему электропривода. В случае использования в формирователе фазных токов 45 трансформаторов тока двигателя они должны быть рассчитаньь на минимальную частоту рабочего диапазона, поэтому их габариты получаются значительными, а точность сравнительно невысока. 50 Датчики тока, работающие по принципу "модуляция - демодуляция", обеспечи;вают, высокую точность измерения при низких частотах, однако имеют ограни. ченную полосу пропускания, т.е. ра ботают с заметными погрешностями в зоне высоких частотрабочего диапазона. Кроме того, такие датчики имеют довольно сложное устройство, высокую стоимость и требуют наличие дополнительного источника питания, электрически не связанного с основ-. ным.Цель изобретения " упрощение электропривода и расширение диапазона регулирования скорости.Поставленная цель достигается тем, что в частотно-управляемом электроприводе, содержащем: электродвигатель переменного така, последовательно соединенные между собой управляемый выпрямитель с автономным инвертаром тока, на выход которого подключен электродвигатель переменного тока, систему управления, соединенную первыми входами с датчиками потокосцепления машины, а вторым входом через измерительный выпрямитель с - датчиками тока, включенными в линейные провода, предназначенные для подключения к сети переменного тока, а выходамис входами блоков управления выпрямителя и инвертора, формирователь фазных токов, саединенйый с выходом измерительного выпрямителя, формирователь фаэных токов снабжен инвертирую. щим усилителем и шестью полупроводниковыми ключами, управляющие входы которых подключены к многофазному выходу блока управления инвертором, причем три ключа включены между входом и выходами формирователя фазныхтоков двигателя, а три других - между выходами . формирователя фаэных токов двигателя и выходом инвертирую" щего усилителя, вход которого является входом формирователя фазных токов.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - блок-схема формирователя фазных токов двигателя; на фиг,Э- диаграмма напряжений формирователя, фаэных токов двигателя. Электропривод содержит последовательно соединенные управляемый выпрямитель 1, автономный инвертор 2 тока, к"выходу которого подключенэлектродвигатель 3 переменного токас подключенными к нему датчиками 4потокосцепления, Во входные цепиуправляемого выпрямителя вклюйныдатчики 5 тока, подключенные через измерительный выпрямитель 6 к второму входу системы 7 управления, первыйвход которой соединен с датчиками потокосцепленияС выходом измерительного выпрямителя соединен формирователь 8 фаэных токов. Выход сис" темы 7 управления соединен с входа ми блоков 9 и 10 , управления соот" ветственно управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока.формирователь 8 фазных токовэлектродвигателя (фиг.2) содержит . инвертирующий усилитель 11 и шесть полупроводниковых ключей 12 - 17, Ключи 12,3 и 14 включены между вхо;дом формирователя 8 фазных токов электродвигателя.и тремя его выхода ми, а ключи 15,16 и 17 - между выходом инвертирующего усилителя 11 и выходами формирователя 8 фазных токов двигателя. Управляющие входы ключей 2 - 17 подключены к многофазному выходу системы 7 управления инвертором.На фиг. 3 приведены диаграммы 18 - 23 напряжений на управляющих входах соответствующих ключей 12, 17,13,15,14 и 6 и диаграммы 24,25 и 26 напряжений на выходах формирователя 8 фазных токов электродвигателя.Электропривод работает следую щим Ьбразом.Переменный ток питающей сети выпрямляется с помощью управляемого выпрямителя. 1 и затем инвертируется инвертором 2. Система 7 управления З 1 по .измеренным в векторной форме сиг. иалам тока якоря и потокосцеппения двигателя формирует командные сиг" налы, в соответствии с которыми на выходах блоков 9 и 1 О управления 40 выпрямителем и автономным инвертором генерируются сигналы управления тиристорами управляемого выпрямителя 1 и автономного инвертора 2. При этом в фазах двигателя формируется 45 переменный ток с заданной частотой и амплитудой и, кроме этого, обеспечивается принудительное ориентирова"ние результирующего вектора токаякоря относительно потокосцеплениядвигателя, измеренного в векторнойформе с помощью датчика 4 потокосцеплений. Амплитуда тока якоря двигателя, управляемого с помощью преобразователя с автономным инвертором тока,равна амплитуде тока, потребляемогоиэ сети. Благодаря этому с помощьюдатчиков 5 тока, включенных на входе управляемого выпрямителя 1 и измерительного выпрямителя 6, формируется сигнал, пропорциональный модулю тока якоря . фаэовые токиэлектродвигателя определяются алгоритмом, работы тиристоров автономного инвертора 2 тока, который задается блоком 1 О управления автономныминвертором. Поэтому, используя сигнал модуля тока якоря 1 и выходныесигналы блока 10 управления инвертором, можно сформировать сигналыфазных токов якоря 1, ,з.З ,дЭти функции выполняются формирователем 8 фаэных токов, который работаетв соответствии с диаграммой фиг.3.:Полупроводниковые ключи 12 - 17,переключаемые выходными сигналами18 - 23 блока 10 управления инвертором, формируют на выходе формирователя 8 фаэных токов сигналы 24, 25 и26 фазных токов якоря. Использование в устройстве формирователя фазных токов, преобразующего фазные токи на входевыпрямителя, позволяет осуществлять их измерение на постоянной частоте, что повышает точность измерения, упрощает реализацию. Расширение диапазона регулирования достигается благодаря возможности точного измерения токов на любой выходной частоте преобразователя.37 Диг,Юавитель В.Тараед Т,Маточка о Корректор В.Бутяг едактор Л.Алексеенк одписн За ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Ф 7470/43 Тираж бббВНИКНИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5