Частотно-регулируемый привод

(23) П рноритет обретений ио де публиковано 3 0,05.80 Бюллетень М 20ата опубликования описания 02,06,80 53) УДК 62-83:621,31 3. 333,072,9-59088 8 открытии 72) Авторы изобретен ричина и В, П й(7 нтель 4) ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМЫЙ ПР тотноИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в раз-личных отраслях промышленности, например, химической, текстильной, металлургической и других отраслях,Известен частотно-регулируемый привод, включающий асинхронные двигатели,преобразователь частоты, содержащийуправляемый выпрямитель, фильтр, которые последовательно через предохранители соединены с автономным инвертором напряжения )1.Недостатком такого частотно-регулируемого привода является то, что при срыве инвертирования батарея конденсаторов фильтра разряжается. по цепи: предохранители, основные тиристоры инвертора напряжения, что приводит к перегоранию предохранителей, которые установлены с целью защиты тиристоров инверторного моста от сверхтоков при разряде батареи конденсаторов фильтра,Вторым недостатком указанного час тотно-регулируемого привода является;,то что при быстром сбросе частоты пре образователя, например, при аварийной остановке двигателей, двигатель переходит в генераторный режим, и запасенная кинетическая энергия двигателя и махо.вых масс механизма пребразуется вэлектрическую энергию, которая через мост обратных циодбв переходит в кон денсаторную батарею фильтрачто приводит к значительному росту напряжения на конденсаторах фильтра (в 2-3 раза больше номинального значения) - и, как следствие,к выходу из строя конденсаторов фильтра и тиристоров основного и коммутирующих мостов инвертора напряжения.Эти недостатки устранены в час:регулируемом электроприводе 121.Указанный частотно-регулируемыйпривод содержит асинхронный двигатель Ми преобразователь частоты, включающий регулируемый выпрямитель, последовательно соединенный через фильтр и устройство токоогранпчения с автономнымуправления выпрямителем и автономным инвертором, датчики напряжения и датчики тока в цепи питания инвертора, введены блок, формирующий сигнал включения тиристоров одного иэ плеч инверторногомоста автономного инвертора напряжения,пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика напряжения, авыход порогового устройства соединен совходом блока, формирующего сигнал включения тиристоров одного из плеч инверторного моста автономного инвертора напряжНа чертеже представлена схема частотно-регулируемого привода. Частотно- регулируемый привод содержит асинхронный двигатель 1 и преобразователь частоты, включающий последовательно соединенный регулируемый выпрямитель 2,фильтр 3, устройство токоограничения 4,автономный инвертор напряжения 5, датчик напряжения 6 и датчик тока 7 в цепи питания инвертора, разрядное устройство 8, подключенное параллельно конденсатору фильтра 3, причем управляю щий вход разрядного устройства 8 соединен с выходом датчика 9 включения разрядного устройства, первый управляющий вход которого соединен с датчиком тока 7, а второй управляющий вход датчика 9 включения разрядного устройства через схему ИЛИ" 10 и пороговое устройство 11 соединен с выходом датчика напряжения 6, Второй выход схемы "ИЛИф 10 подключен к блоку 12, выдающему сигнал включения тиристоров одного иэ плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения 5, Регулируемый выпрямитель управляется системой 13 управления выпрямителя, на вход которого поступает сигнал задания и сигнал обратной связи-с датчика напряжения 6. Автономный инвертор напряжения 5 управляется системой 14 уйравления инвертором, на вход которой поступает сигнал задания на частоту . В случае, если преобразователь имеет небольшую мощность, и емкость конденсаторной батареи фильтра,3 невелика, функции разрядного устройства 8 могут быть выполнены двумя одновременно включенными тиристорами плеча инверторного моста автономного инвертора напряжения 5, и токоограничивающим устройством 4, а разрядное уст. ройство 8 может отсутствовать.Частотно регулируемый привод работает следующим образом, Сетевое напра жение выприьйяется регулируемым выпря 3 738089 4"КнверФором напряжения; системы управ "-"Венйя" выйрямйтелем иавтономным ин вертором, датчики напряжения и датчикИтока"асинхронного двигателя, разрядноеустройство; подключенное параллельнофильтру, причем, управляющий вход разрядного устройства соединен с выходомдатчика включения разрядного устройства, управляющий вход которого соединен с датчиком тока, который дает сигнал о срыве инвертирования.,При срыве инвертирования ток в звене постоянного тока превышает уставку и датчикения.включения разрядного устройства даетсигнал на включение разрядного устройства. Так как индуктивность дросселяразрядного устройства меньше значительно индуктивности дросселя устройстватокоограничения, то ток разряда батареи.конденсаторов фильтра замыкается черезразрядное устройство, что предохраняеттирйсторы инверторного моста от протекания по ним сверхтоков, При быстромуменьшении частоты инвертора напряжеййя в указанном приводе, дЛя исключения 25перенапряжений на конденсаторах фильтра,в регулируемом выпрямителе предусмотрен второй рекуперативный мост, которыйрекуйерирует энергию, запасенную маховыми массами приводного механизма и ЗОдвигателя в сеть, исключая, таким обраЪбм; перенапряжения на конденсаторахфильтра"и"на элементах автономногоинвертора.Данное устройство является наиболее 35бпизким техническим рещением к изобретению.Недостатком такого "частотйо-фегулирушимого феода является йовышейнаяслозйость м"счет наличия рекуператив 40ного, моста, что требует дополнительнойсистемы управления им, логики раздельного управления, кроме того, за времяпаузы которая необходима при раздельФ45" ном ффавлении для переключения мостов,напряжение на конденсаторах фильтра может достичь опасной величины, значительно. превышающей номинальную.Целью изобретения является упрощение,частотно-регулируемого привода и50повышения его надежности.Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство, содержащееасинхронный двигатель и преобразователь55частоты, включающий последовательносоединенный регулируемый вьптрямитель,фильтр, устройство токоограничения, автономный инвертор йайряжеййя систему8089 ность. 4Формула20 изобретения Частотно-регулируемый привод, содержащий асинхронный цЬигатель и преобразователь частоты, включающий последовательно соединенные регулируемый вы прямитель, фильтр, устройство токоогра ничения, автономный инвертор напряжения, системы управления выпрямителем и .автономным инвертором, датчики напряжения и тока в цепи питания инвертоф ра,. о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью упрощения и повышения надежности, введены блок, формирующий сигнал включения тиристоров одного из плеч инверторного моста автономного инвер- ЗЗ тора напряжения, пороговое устройство,вход которого соединен с выходом дат чика напряжения, а выход порогового устройства соединен со входом блока, формирующего сигнал включения тирис-, 40 торов одного из плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения,5 73 мителем 2 и сглаживаетея фильтром 3. Затем напряжение постоянного тока 2 преобразуется в трехфазное напряжение переменного тока заданной частоты и амплитуды и поступает на синхронный двигатель 1, Величина выпрямленного напряжения определяется углом регулирования выпрямителя 2,а частота выходного напряжения автономного инвертора напряжения 5 определяется частотой за дающего генератора сйстемы 14 управления инвертором напряжения, Соотношение между выходной частотой и напряжением автономного инвертора напряжения может поддерживаться по любому из известных законов.При резком уменьшении частоты автономного инвертора напряжения, например, при аварийном останове привода, скольжение асинхронного двигателя изменяет знак и двигатель переходит в генераторный режим. Энергия, запасенная маховыми массами асинхронного двигателя и приводного механизма, преобразуется асинхронным генератором в электрическую энергию и поступает в конденсаторную батарею фильтра 3. При повышении напряжения на конденсаторах фильтра выше заданного уровня сигнал с датчика напряжения б переключает пороговое устройство 1 1 и сигнал через схему ФИЛИ"-10 поступает на второй вход датчика 9 включения разрядного устройства 8, который включает тиристоры разряд ного устройства 8, и батарея конденсаторов фильтра 3 разряжается через разрядное устройство 8, что предотвращает перенапряжение на конденсаторах фильтра и элементах схемы автономного инверто ра напряжения.Если преобразователь имеет неболь шую мошность, то специально выполнен ное разрядное устройство 8 может отсутствовать, так как батарея конденса- торов фильтра 3 имеет небольшую емкость и функции разрядного устройства 8 могут быть выполнены двумя одновре менно включенными тиристорами одного из плеч тиристорного моста и устройством токоограничения 4. В этом случае выходной сигнал схемы ИЛИ - 10 по ступает по второму каналу на вход бло ка 12 включения тиристоров одногоиз плеч инверторного моста автономного инвертора напряжения 5. В этом случае конденсаторная батарея фильтра разряжает поцепи гокоограничиваюшее устрой ство 4 - два последовательно включенные тиристора одного из плеч инверторнога моста. Устройство обеспечивает исключение 10перенапряжений на конденсаторах фильт ра и элементах схемы автономного ин" вертора напряжения без применения второго рекуперирующего моста управляемого выпрямителя, что позволяет упростить устройство и повысить его надежИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Новый преобразователь типа Силоверт" со звеном постоянного тока дляхимической промышленности, 5 втепв2 еАэсЬ Ж 49 (1975) НеИ., стр,484490),2. Электротехническая промышленностьЗаказ 2826/35 ЦНИИП по де 113035, Мос, илиал ПП Тираж 783 ПодписноеГосударственного комитета СССРм изобретений и открытийква, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5атент, г. Ужгород, ул. Проектная