Устройство для частотного управления тяговым асинхронным электродвигателем
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 62-83:621, .313.333.072.9 (088.8) Опубликовано 30.10.81. Бюллетень40 ло делам изобретений и открытийДата опубликования описания 05.1 .81 В. Н. Долуда, А. Г. Еремин, В, Е. Прокопов" и В, Ю. Розов(7 ) Заявитель 2торможение асинхронного двигателя, необходимое для улучшения энергетических итормозных характеристик электроприводаэлектромобиля,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройстводля частотного управления асинхронным. двигателем, содержащее источник сигналазадания момента, источник сигнала торможение, датчики, сумматор, регулятор скольжения, амплитудный модулятор. Это устройство позволяет реализовать генераторное (рекуперативное) торможение асинхронного двигателя по сигналу Торможение 12),Однако при использовании данного уст, ройства (дополненного контуром регулирования тока) время перевода асинхронного дви 1 гателя из тягового режима в режим генераторного (рекуперативного) торможения может быть иедонустимо большим, Действительно, для перевода асинхронного двигателя из тягового в генераторный режим необходимо изменение знака скольжения асинхЗ ронного двигателя (изменение знака выходного сигнала амплитудного модулятора).Переключение знака скольжения при наличии сигнала задания момента (и наличияИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для регулирова. ния крутящего момента электродвигателя путем изменения амплитуды и частоты питаю- щего напряжения, и может найти примене- ние в различных электротехнических уста- новках, например в устройствах для частот; но-токового управления электроприводом переменного тока электромобиля с аккумуля торным источником энергии и вентильным преобразователем частоты с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения.Известно устройство для частотного управления асинхронным электродвигателем, содержащее источники сигнала управления, датчики частоты вращения и частоты скольжения, регуляторы тока и скольжения, сумматор и систему управления преобразователем частоты. Это устройство осуществляет частотно-токовое регулирование крутящего момента асинхронного электродвигателя со стабилизацией тока статора и частоты скольжения и реализует тяговый режим асинхрон-, ного двигателя 11.Однако данное. устройство не позволяет реализовать генераторное (рекуперативное)(54) УСТРОР 1 СТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ АСИНХРОННЪМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ3тока в асинхронном двигателе) не может быть реализовано из-за насыщения магнит- ной цепи асинхронного двигателя в момент перехода скольжения через ноль и аварийного режима в преобразователе частоты.Поэтому для реализации режима торможе- с ния с известным устройством водитель электромобиля.производит сброс напряжен 14 я за- дания по моменту и далее с выдержкой времени, достаточной для спада до нуля тока асинхронного двигателя, формирует сигнал торможения (переключает знак скольжения) 10 и затем осуществляет наброс напряжения задания по моменту. Этн операции производятся водителем электромобиля воздействием на органы управления (вплоть до регулированйя необходимой задержки для спада .тока в асинхронном двигателе до нуля). При . этом время, необходимое для реализациитормозного момента, возрастает до единиц секунд, что не позволяет использовать гене-раторное торможение асинхронного двигателя при необходимости экстренного торможе ния в условиях дорожного движения, вызывает неуверенность водителя в электрическом тормозе и ведет к исключению пользования электрическим торможением в условиях эксплуатации электромобиля. В результате уменьшается пробег электромобиля без подзарядки аккумуляторных бэтарей, увеличивается тормозной путь (при пользовании только механическим тормозом) . Ошибка водителя при реализации тормозного режи-, ма вызывает насыщение магнитной цепи 30,. привода,Цель изобретения - уменьшение времени торможения асинхронного электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для частотного управления тяго:вым асинхронным электродвигателем, содержащее силовой преобразователь частоты с 40 системой управления, источник сигнала Тор-.можение, датчики тока и скольжения, под-:ключенные ко входам регуляторов тока н, скольжения, источник сигнала задания мо- мента, соединенный с другими входами регулятора скольжения и регулятора тока, вы з ход которого подключен ко входу сис.темы управления силовым преобразователемчастоты, к другому входу которой подключен выход сумматора, вход которогосоединен с выходом датчика частоты вращения, а другой вход - с выходом амплитуд-.ного модулятора, основной вход которогоподключен к выходу регулятора скольжения, снабжено компаратором, подключенным к выходу датчика тока, ключевым элементом, основные цепи которогб включены между выходом и дополнительным входом регулятора тока, логическим блоком, вход компаратора .подключен .к выходу датчика тока, а 4выход его и выход. источника сигнала Тор.моженне подключены ко входу логического блока, один из выходов которого соединенс управляющей цепью ключевого элемента, адругой с управляющей цепью амплитудногомодулятора.Логический блок содержит инвертор, двадвухвходовых элемента И - НЕ, ЙЬ-триг-; гер и элемент эквивалентность, причем вы.ход упомянутого источника сигнала Торможение подключен ко входу первого элемента И - НЕ и через инвертор ко входу второго элемента И - НЕ, другиевходы элементов И - НЕ объединены и подключены к выходу упомянутого компаратора, а выходыэлементов И - НЕ подключены ко входамЙБ-триггера, выход которого соединен с управляющей цепью упомянутого амплитудного модулятора и входом элемента эквива-лентность, другой вход которого подключенк выходу инвертора, а выход соединен с управляющей цепью упомянутого ключевогоэлемента.На фиг. 1 представлена схема устройства- для частного управления тяговым асинхрон. ным электродвигателем; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства,Устройство для частотного управлениятяговым асинхронным электродвигателем(фиг. 1) содержит источник 1 сигнала задания момента, подключенный ко входу регулятора 2 тока и регулятора 3 скольжения.,На другие входы регулятора 2 тока и регулятора 3 скольжения подключены соответственно выходы датчика 4 .тока и датчика 5скольжения, Выход регулятора 2 тока подключен ко входу системы 6 управления силовым преобразователем частоты, на другой,вход которой подключен выход сумматора 7.Ко входамсумматора 7 подключены датчик 8 частоты вращения асинхронного электродвигателя и выход амплитудного модулятора 9, основной вход которого подключенк =ыходу регулятора 3 скольжения. Источник 10 сигнала Торможение и выход компаратора, 11 подключены ко входам логическога блока 12. Вход компаратора 1 под,ключен к выходу датчика 4 тока, Выходлогического блока 12 подключен к управляющей цепи ключевого элемента 13, основные цепи которого включены между выходом н дополнительным входом регулятора 2тока. Другой выход логического блока 12подключен к управляющей цепи амплитудного модулятора 9. Логический блок 12 содержит инвертор 14, элемент 15 эквивалентность, два элемента И - НЕ 16 и 17 иЯЗ.триггер 18. Выход иивертора 14 соединенсо входом элемента 5 эквивалентностьи входом элемента И - НЕ 16, Вход инвертора 14 соединен с выходом источника 10сигнала торможение и входом элементаИ - НЕ 17. Вторые входы элементов И - НЕ16 и 17 объединены и подключены к выходукомпаратора 1. Выходы элементов И - НЕ877768 Формула изобретения 1. Устройство для частотного управления тяговым асинхронным электродвигателем, содержащее силовой преобразователь частоты с системой управления, источник сигнала Торможение, датчики тока и скольже- ния, подключенные ко входам регуляторов тока и скольжения, источник Сигнала задания момента, соединенный с другими входамн регулятора скольжения и регулятора тока, выход регулятора тока подключен ко входу системы управления силовым преобразователем частоты, к другому входу которой подключен выход сумматора, вход которого соединен с выходом датчика часготы вращения, а другой вход - с выходом ампли. тудного модулятора, основной вход которо-. го подключен к выходу регулятора скольжения, отличающееся тем, что, с целью сок.ращения времени торможения асинхронного электродвигателя; оно снабжено компаратором, ключевым элементом, логическим блоком, причем основные цепи ключевого элемента включены между выходом и дополнительным входом регулятора тока, вход компаратора подключен к выходу датчика тока, а выход его и выход источника сигнала Торможение подключены ко входу логического блока, один нз,выходов которого соединен с управляющей цепью ключевого элемента,516 и 17 подключены к входам асинхронногоЯЬ-триггера 18, выход которого соединенсо вторым входом элемента 15 эквивалентность и управляющей цепью амплитудногомодулятора 9, Выход элемента 15 эквивалентность подключен к управляющей цепи ьключевого элемента 13,Устройство. работает следующим образом.В исходном состоянии на выходе источника 10 сигнала Торможение имеется сигнал, логической(график 19, фиг 2), 10что соответствует тяговому режиму асинхронного двигателя. При этом асинхронныйдвигатель реализует тяговый момент, пропорциональный напряжению, соответствующему графику 20 задающему фазный ток ичастоту скольжения асинхронного двигателя,а на выходе амплитудного модулятора 9 - .йоложительное напряжение (график 21).Для реализации генераторного торможенияасинхронного двигателя на выходе источни- .ка 10 формируется сигнал логического 0 20(график 19), При этом в момент времени1. (график 19) на выходе элемента 15 .эквивалентность формируется сигнал логической 1, вызывающий замыкание ключевого элемента 3 (сброс регулятора 2 тока)и снижение тока асинхронного двигателя(график 22) до, значения, при котором исключается насыщение магнитной цепи асинхронного двигателя. При этом компаратор 11переключается (график 23) из состояниялогического О в логическую 1, разрешая . зопереключение триггера 18 (график 24),.чтовызывает изменение знака напряжения навыходе амплитудного модулятора 9 (график 2) и знака скольжения асинхронногодвигателя, На выходе элемента 15 формируется сигнал логического О (график 25), З 5 .вызывая размыкание ключа 13 и нарастаниетока асинхронного двигателя до заданногозначения (график 22). Реализуется режимгенераторного (рекуперативного) торможе.ния асинхронного двигателя с тормозным:" моментом, пропорциональным амплитуденапряжения, соответствующего, графику 20,Переключение знака скольжения асинхрон ного двигагеля"в устройстве возможно только при минимальном значении тока статораасинхронного двигателя, определяемого по- мрогом переключения компаратора 1, чтоисключает насыщение магнитной цепи асинхронного двигателя н возникновение аварий-.ного режима в переходном режиме, Задержка от момента прихода сигнала Торможение (11) до момента времени, при котором зореализуется заданный тормозной моментасинхронного двигателя (1 з) определяетсявременем сброса тока статора асинхронногодвигателя, ограниченного условием непрерывности тока для исключения перенапряжений в,схеме, и временем нарастания тока(Ь - 1) до заданного значения, определяемого постоянной времени контура регулироваиия тока, Так как величина Ьпри асвйьзовании данного устройства не зависит от реакции водителя и от постоянной времени контура регулирования скольжения (что име. ет место в известном устройстве), время для реализации заданного тормозного момента асинхронного двигателя может быть умень-, шено иа порядок и составляет 0,15 - 02 с, что позволяет осуществить экстренное генераторное торможение асинхронного двигателя, Переход из режима торможения асинх-. ронного двигателя в тяговый режим также: происходит автоматически за минимальный интервал времени Ь(фиг, 2). Таким образом, использование в данном устройстве компаратора, ключевого элемента и логического блока позволяет существенно уменьшить время реализации генератор- ного торможения .асинхронного двигателя по сигналу водителя электромобиля и реализовать экстренное генераторное торможение асинхронного двигателя, исключить аварию электропривода в переходном режиме, .повысить безопасность движения, увеличить пробег электрОмобиля без подзарядки аккумуляторных батарей за счет повышения уверенности водителя при пользовании электрическим тормозом и увеличения количества энергии, возвращаемой в аккумуля торные батареи в условиях дорожного движения,8777687а другой - с управляющей цепьЬ амплитудного модулятора,2. Устройство по п. 1, отличаюц 1 ееся тем, что логический блок содержит инвертор, два двухвхоиовых элемента И - НЕ, ЯЬ-триггер и элемент эквивалентность, причем выход упомянутого источника сигнала Торможение подключен ко входу первого элемента И - НЕ и через инвертор ко входу второго элемента И - НЕ, другие входы элементов И - НЕ объединены и подключены к выходу упомянутого компаратора, а выходы элементов И - НЕ подключены ко входам К 5 - триггера, выход которого соединен с управляю 8щей цепью упомянутого амплитудного моду.лятора и входом элемента эквивалентность,другой вход которого подключен к выходуннвертора, а выход соединен с управляющейцепью упомянутого ключевого элемента.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Дацковский Л, Х. и др, Принципыпостроения систем регулирования асинхронных электроприводов с инверторными преобОразователями частоты, Сборник Электротехническая нромышленность, сер. Электропривод, 1974, вып. 5 (31), с. 29, рис. 4.2, Авторское свидетельство СССР по заявке2800320/07, кл. Н 02 Р /42, 1979,Редактор С. ТараЗаказ 9638/84 Тарасовс КорректоПодписноекомитета СССРи от крыти 1шская иаб., д.род, ул. Проси Составитель Т ко Телред А. БоЯка Тираж 7 И ИИПИ Государственного по . ааламизобретений 5, Москва, Ж - 33, Рау ППП Патент, г, Ужго
СмотретьЗаявка
2886360, 25.02.1980
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-2241
ДОЛУДА ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, ЕРЕМИН АНАТОЛИЙ ГЕОРГИЕВИЧ, ПРОКОПОВ ВИКТОР ЕФИМОВИЧ, РОЗОВ ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02P 7/42
Метки: асинхронным, тяговым, частотного, электродвигателем
Опубликовано: 30.10.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-877768-ustrojjstvo-dlya-chastotnogo-upravleniya-tyagovym-asinkhronnym-ehlektrodvigatelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для частотного управления тяговым асинхронным электродвигателем</a>
Предыдущий патент: Устройство для управления многофазным асинхронным электродвигателем (его варианты)
Следующий патент: Устройство для управления асинхронными короткозамкнутым двигателем
Случайный патент: Устройство для записи и воспроизведения магнитограмм