Частотно-управляемый электропривод

(51)5 Н 02 Р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ре ча Ястоть ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР Н А ВТСРСНОМУ СВИДЕТЕЙЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1026275, кл, Н 02 Р /42, 1982,Зверев Г,А., Лувишис А.Л, и др.Электропривод электромобиля с асинхронным тяговым двигателем и аккумуляторным источником питанияТезисыдокладов Всесоюзной научно-техн,конф, "Нроблемы преобразовательнойтехники". " Киев, 1979, ч. 111,(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляуправления тяговыми асинхроннымиэлектродвигателями, в частности вэлектроприводе электромобиля, Цельюизобретения является повышение экономичности и эффективности рекуперативного .торможения. Частотно-управляемый электропривод содержит тяговый асинхронный электродвигатель 1, и образователь 2 частоты, датчик 31 вращения, переключатель 4 т га - торможение, регулятор 5 тока, регулятор 6 частоты вращения, блок 7 управления преобразователем частоты, датчик 8 тока статора, блок 9 формирования кода управления, задатчик 10 момента, умножающий цифроаналоговый преобразователь 11, источник питания (аккумуляторную батарею) 12, За счет формирования сигналов управления преобразователем 2 частоты с помощью блока 9 формирования кода управления, умножающего цифроаналогового преобразователя 11, регуляторов тока 5 и частоты вращения 6 на основе сигналов по току статора, частоте вращения электродвигателя 1 и задатчика 10 момента обеспечивается снижение максимального потребляемого от источника 12 питания тока при разгоне электромобиля, увеличение тормозного момента в зоне скоростей движения от 20 до 50 км/ч, увеличение тока, отдаваемого в источник питания при торможении. 3 ил.1552334 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляуправления тяговыми асинхроннымиэлектродвигателямиу в частности вэлектроприводе электромобиля,5Цель изобретения - повьппение экономичности и эффективности рекуперативного торможения,На Фиг, 1 приведена структурнаясхема электропривода; на фиг. 2 и3 - диаграммы, поясняющие его работу.Частотно-управляемый электропривод,содержит тяговый асинхронныйэлектродвигатель 1, преобразователь2 частоты, датчик 3 частоты вращения,Ипереключатель 4 тяга - торможение,регулятор 5 тока, регулятор 6 частоты вращения, блок 7 управления пре"обраэователем частоты, датчик 8 токастатора, блок 9 Формирования кодауправления, задатчик 10 момента,умножающий цифроаналоговый преобра зователь 11, Выводы статорной обмоткитягового асинхронного электродвигателя 1 соединены с выходами преобразователя 2 частоты, силовой вход которого подключен к первичному источнику питания - аккумуляторной батарее 12. Выход датчика 8 тока статора соединен с первым входом регулятора 5 тока. Выход датчика 3 частотывращения соединен с первым входомрегулятора 6 частоты вращения, второй вход которого соединен с первымвыходом переключателя 4 тяга - торможение, второй выход которого подключен к первому входу блока 9 Формирования кода управления, второйвход которого соединен с выходом 40датчика 3 частоты вращенщ. Выходыблока 9 формирования кода управленияи задатчика 10 момента соединены соответственно с первым и вторым входамиумножающего цифроаналогового преобразователя 11, первый и второй выходыкоторого соединены соответственно стретьим входом регулятора б частотывращения и вторым входом регулятора5 тока, Выходы регулятора 6 частотывращения и регулятора 5 тока соединены соответственно с первым и вторым входами блока 7 управления пре"образоватейем 2 частоты,На Фиг. 2 и 3 показаны сигналы навходах регулятора 5 тока и регулятора556 частоты вращения, поступающие сумножающего цифроаналогового преобразователя 11; кривая О А В С и кри- г вая 11 соответатвенно для режимов тяги и торможения (прямая О АС и прямая 1 соответствуют известному устройству), а также кривые изменения тока источника питания 1 - кривая ОАСи прямая Т 1 соответственно для режимов тяги и торможения (кривая ОАВСи кривая Т соответствуют режимам работы известного устройства)..Электропривод работает следующимобразом,В режиме тяги при наличии сигналана выходе задатчика 10 момента с выходов умножающего цифроаналоговогопреобразователя 11 на входы регулятора б частоты и регулятора 5 токапоступают задающие воздействия, определяемые как величиной сигнала задатчика 10 момента, так и частотойвращения двигателя 1, Одновременноерегулирование уставок фазного тока иабсолютного скольжения, определяемоесигналом на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 11,обеспечивает частотно-токовое регулирование двигателя 1 по минимумуФазного тока. При этом потери в природе минимальны.При значениях частоты вращениядвигателя 1 в диапазоне от 0 до ГЯ(фиг, 2) сигнал на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя11 определяется сигналом на выходезадатчика 10 момента и неизменен отчастоты,При значениях частоты вращениядвигателя 1 в диапазоне от 1 до Гяблок 9 Формирования кода управленияобеспечивает изменение сигнала навыходе умножающего цифроаналоговогопреобразователя 11 при максимальномзначении напряжения на выходе задатчика 10 момента в соответствии с кривой А ВС , При этом обеспечиваетсяменьшее по сравнению с известнымустройством потребление тока источника 12 питания (аккумуляторной батареи). В режиме рекуперативного торможения блок 9 формирования кода управления, воздействуя на умножающийцифроаналоговый преобразователь 11,обеспечивает изменение сигналов задания момента на входах регуляторов5 тока и 6 частоты вращения в соответствии с кривой 11 (Фиг, 3) примаксимальном значении сигнала навыходе задатчика 10 момента, 5 1552При этом по сравнению с известным устройством возрастает значение тормозного момента и величина энергии, отдаваемой в источник 12 (аккумуля 5 торную батарьо). В регуляторе б частоты вращения обеспечивается стабилизация частоты абсолютного скольжения (частоты тока ротора) асинхронного тягового двигателя 1, На вход регулятора б частоты вращения поступают сигналы задания (с выхода умножающего цифроаналогового преобразователя 11), обратной связи по частоте вращения (с датчика 3 частоты вращения) и сигнал с выхода переключателя 4 тяга - торможение.На выходе регулятора б частоты вращения формируется частота тока статора, которая определяется как: 20в режиме тяги1 Я св режиме рекуперативного торможения1 Я сК фгде Е - частота вращения ротора;Х - частота тока ротора.В регуляторе 5 тока обеспечива- З 0 ется стабилизация фазного тока асинхронного тягового двигателя 1. При этом.на вход регулятора .5 тока поступают сигналы задания (с выхода умножающего цифроаналогового преобразователя 11) и обратной связи по Фазному току двигателя (с датчика 8 тока статора),Блок 7 управления преобразователем частоты обеспечивает регулирование наО пряжения силового преобразователя 2 с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) по синусоидальному закону за период выходной частоты. На выходе блока 7 управления формируются одиночные импульсы для включения ком-мутирующих тиристоров и серии импульсов для включения главных тиристоров преобразователя 2 частоты, Преобразователь 2 частоты выполнен по схеме трехфазного инвертора напряжения и преобразует напряженйе источника 12 питания в трехфазное переменное напряжение, частота которого регулируется от 0,8 до 100 Гц. Ъ 334 6Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет по сравнению с известным примерно на 202 снизить максимальный потребляемый от источника питания ток при разгоне электромобиля, увеличить тормозной момент электродвигателя не менее чем в 2 раза в зоне скорости движения от 20 до 50 км/ч, увеличить значение тока, отдаваемого в источник питания при торможении, что дополнительно увеличивает запас хода электромобиля. Формула изобретенияЧастотно-управляемый электропривод, содержащий тяговый асинхронный электродвигатель, выводы статорной обмотки которого соединены с вь 1 ходами преобразователя частоты, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с первым входом регулятора частоты вращения, выход которого. подключен к первому входу блока управления преобразователем частоты, датчик тока статора электродвигателя, выход которого соединен с первым входом регулятора тока, выход которого подключен к второму входу блока управления преобразователем ча" стоты, переключатель тяга - торможение, первый выход которого соединен с вторым входом регулятора частоты вращения, задатчик момента, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и эффективности рекуперативного торможения, введены блок формирования кода управления и умножающий цифроаналоговый преобразователь, переключатель тяга " торможение снабжен вторым выходом, соединенным с первым входом блока Формирования кода управления, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, выход блока формирования кода управления соединен с первым входом умножающего цифроаналогового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу задатчика момента, первый и второй выходы умножающего цифроаналогового преобразователя соединены соответст" венно с третьим входом регулятора частоты вращения и с вторым входом регулятора тока.