Устройство для управления частотой асинхронных тяговых двигателей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(57) Изоб тротехник но для тяжелезнодо изобретен хронных д содержит гателеи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46).30.06.86. Бюл. У 24 (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта(56) Литовченко В.В. и др. Работа асинхронного тягового двигателя при импульсном способе управления частотой. - Сб. Электротехническая промышленность, сер. "Подъемно-транспортное оборудование", 1976, У 6, с, 1-3.Авторское свидетельство СССР У 740551, кл. В 60 Ь 9/16, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГА- ТЕЛЕЙ етение относится к элеки может быть использоваовых электроприводов в ожном транспорте. Цель я - повышение КПД асин- и " (АД). Устр-во реобразователь частоты(Пч) 1, АД 2 и 3, на валу каждогоустановлены датчики частоты вращения 4, 5, генератор абсолютногоскольжения 6, сумматор 7, блок управления 8. В устр-во введены реверсивный счетчик (РС) 9, снабженныйсуммирующнм, вычитающим входами имногоразрядным выходом, управляемыйделитель частоты (УДЧ) 10, неуправляемый делитель частоты (НДЧ) 11 игенератор тактовых импульсов 12.Выходная частота УДЧ 10 может бытьочень большой, что позволяет применить НДЧ 11 с большим коэффициентом деления и свести неравномерностпериода следования управляющих импульсов ПЧ 1, питающего АД 2 и 3до любой необходимой величины.Величина скачка определяется количеством разрядов РС 9, т.е. требуетсяРС 9 сне менее 10-ти двоичнымиразрядами, Введение в устр-во указанных узлов обеспечивает неравно"мерность периодов следования управляющих импульсов ПЧ 1 до заданнойминвеличины, что уменьшает паразитную фазовую модуляцию напряженийпитающих Ад, уменьшает дополнитель"ные пульсирующие составляющие моменты, что повышает КПД. 1 ил.1 124Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамдля управления асинхронными двигателями, питаемыми от преобразователейчастоты, и может быть использовано,например, для тяговых электроприводовподвижного состава в железнодорожномтранспорте.Цель изобретения - повышение КПДасинхронных тяговых двигателей эасчет уменьшения неравномерности периодов питающих напряжений,На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления частотой асинхронных тяговых двигателей.Устройство содержит преобразователь 1 частоты, подключенный выходами кпофазно объединенным между собой обмоткам двух асинхронных тяговых двигателей 2 и 3, на валу каждого из которых установлены датчики 4 и 5 частоты вращения, генератор6 абсолютного скольжения, подключенный выходом к первому суммирующемувходу сумматора 7, второй и третийсуммирующие входы которого соединенысоответственно с выходами датчиков4 и 5 частоты вращения и блок 8управления преобразователем .частоты,подключенный выходами к управляющимвходам преобразователя частоты 1. В устройство для управления частотой асинхронных тяговых двигателей введенЫ реверсивный счетчик 9, снабженный суммирующим, вычитающим входом и многоразрядным выходом, управляемый делитель 10 частоты с многоразрядным входом и тактовым входом, неуправляемый делитель 11 частоты и генератор 12 тактовых импульсов.Сумматор 7 дополнительно снабжен выходами положительной и отрицательной разности сигналов и вычитающим входом, объединенным с входом блока 8 управления преобразователем частоты и подключенным к выходу неуправляемого . делителя 11 частоты. Выходы положительной и отрицательной разности сигналов сумматора 7 подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 9, выходами соединенного поразрядно с входами управляемого делителя 10 час" тоты, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 12 тактовых импульсов, а выход - к входу неуправ ляемого делителя 11 частоты. 1402Устройство для управления частотой асинхронных тяговых двигателей работает следующим образом.Импульсы с датчиков 4 и 5 частотывращения, пропорциональные частоте ,)вращения соответствующего асинхронного двигателя 2 и 3, поступают на суммирующие входы сумматора 7, гдесуммируются с импульсами, поступающими с выхода генератора 6 абсолютного скольжения и соответствующимиудвоенному (по числу асинхронныхдвигателей) значению абсолютногоскольжения. На вычитающий вход сум матора 7 поступает сигнал с выходанеуправляемого делителя 11 частоты.На выхоцах сумматора 7 появляютсяимпульсы с раэностной частотой,причем при положительном знаке разности сигнала поступают на суммирующий вход "+1" реверсивного счетчика 9, а при отрицательной разности - соответственно на вычитающийвход "-1".Реверсивный счетчик 9подсчитывает (интегрирует) импульсыразностной частоты, т.е. в нем хранится сумма интеграл) импульсов,поступивших на входы "+1" и "-1" завсе время работы устройства.Двоичный код этой суммы появля"ется на выходах реверсивного счетчика 9 Сигналы с этих выходов поступают на управляющие входы управляе"мого делителя 10 частоты, выходнаячастота которого пропорциональна 5 частоте тактовых импульсов, поступающих с выхода генератора 12 тактовых импульсов и управляющему кодуна входах. Выходные импульсы поступают на неуправляемый делитель 11частоты выходной сигнал которогоиспользуется для управления преобразователем частоты 1 через блок 8 управления, Одновременно сигнал с неуправляемого делителя 11 частоты ф поступает на вычитающий вход сумматора 7.Предположим, что суммарная частота импульсов с датчиков 4 и 5 частоты вращения и генератора 6 абсолютного скольжения больше, чем частота импульсов с выхода неуправляемого делителя 11 частоты. В этом случае на выходе сумматора 7 появляются импульсы с частотой положительной разности, которые поступают1на суммирующий вход 1 реверсивного счетчика 9, что приводит к увеличению двоичного кода на его выхо 3 1241 дах. Это в свою очередь приводит к увеличению выходной частоты управляемого делителя 1 О частоты и, следовательно, неуправляемого делителя 11 частоты. В результате раз 5 ность входных частот сумматора 7 уменьшается. Этот процесс продолжается до тех пор, пока входные частоты не сравниваются. В этом случае на выходах сумматора 7 .импульсы отсутствуют, в реверсивном счетчике 9 хранится некоторое число, двоичный код которого поступает на управляющие входы управляемого делителя 10 частоты, поддерживая его выходную частоту, а значит и выходную частоту неуправляемого делителя 11 постоянной и равной суммарной час. тоте импульсов, поступающих с выходов датчиков 4 и 5 частоты вращения и генератора 6 абсолютного скольжения.При уменьшении частоты на суммирующих входах сумматора 7 импульсы разностной частоты поступают на вычитающий вход "-1" реверсивного счетчика 9, что приводит к уменьшению двоичного кода на его выходах и, сле. довательно, к уменьшению частоты на выходах управляемого и неуправляемого делителей частоты.На выходе неуправляемого делителя 11 частоты частота импульсов всегда устанавливается в соответствии с суммарной выходной частотой датчиков частоты вращения 4 и 5 и генератора 6 абсолютного скольжения.Выходная частота управляемого делителя 10 частоты может быть очень большой, что позволяет применить делитель 11 частоты с большим коэффициентом деления и свести неравномерность периода .следования управляющих импульсов преобразователя 1 частоты, питающего асинхронные тяговые двигатели 2 и 3 до любой необходимойвеличины.Выходная частота управляемого делителя 10 частоты изменяется дискретно, скачком. Величина скачка может быть сделана сколь угодно малой, что определяется количеством разрядов реверсивного счетчика 9. Для тягового асинхронного электро- привода величина скачка, например, не должна превышать О, 13 номинальной 55 частоты, Это требует для своей реализации реверсивного счетчика 9 с не менее 10-двоичными разрядами. При 402 4реализации устройства на микросхемах средней степени интеграции удобно применять 12-разрядные реверсивные счетчики, т.е. три корпуса, каждый из которых содержит четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик (например типа 155 ИЕ 7). В этом случае управляемый делитель 1 О частоты также выполняется 12-разрядным, что тре.бует двух корпусов 6-разрядного двоичного счетчика с переменным коэффициентом деления (например, типа 155 ИЕ 8).Для,построения импульсного сумматора 7 целесообразно применять 3- 4-разрядный реверсивный счетчик.Таким образом, введение в устройство для управления частотой асинхронных тяговых двигателей реверсивного счетчика, управляемого и неуправляемого делителей частоты и генератора тактовых импульсов обеспечивает неравномерность периодов следования управляющих импульсов преобразователя частоты до любой заданной минимальной величины, что уменьшает "паразитную" фазовую модуляцию напряжений, питающих асинхронные тяговые двигатели, уменьшает дополнительные пульсирующие составляющие момента н повышает КПД в сравнении с известным решением.Формула из обретенияУстройство для управления частотой асинхронных тяговых двигателей, содержащее преобразователь частоты подключенный выходами к пофазно обьединенньщ между собой обмоткам двух асинхронных тяговых двигателей, на валу каждого из которых установлен датчик частоты вращения, генера тор абсолютного скольжения, подключенный выходом к первому суммирующему входу сумматора, второй и третий суммирующие входы которого соединены соответственно с выходами датчиков частоты вращения, и блок управления преобразователем частоты, подключенный выходами к управляющим входам преобразователя частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД путем уменьше- . ния неравномерности периодов напряжений, питающих асинхронные тяговые двигатели, введены реверсивный счетчик, снабженный суммирующим,вычитающим входами и многоразрядным выСос,тавителв А, ЖилинТехред Л,Олейник Корректор М. ИакснмишннецРедактор А. Долинич Заказ 3609/52 Вираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий 1 13 О 35, МоскваЖ, .Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная,4 1 ходом, управляемый делитель частоты с многоразрядньв входом и тактовым входом, неуправляемый делитель частоты и генератор тактовых импульсов,.а сумматор дополнительно снабжен выходами положительной и отрица тельной разности сигналов и вычитающим входом, объединенньи с входом блока управления преобразовате" лем частоты и подключенным к выходу неуправляемого делителя частоты,241402при зтом выходы положительной иотрицательной разности сигналовсумматора подключены соответственно к суммирующему и вычитающему вхо дам реверсивного счетчика, выходами соединенного поразрядно с входами управляемого делителя частоты,тактовый .вход которого подключенк выходу генератора тактовых им 1 О пульсов, а выход - к вХоду неуправляемого делителя частоты,Ф