Способ торможения асинхронного вентильного каскада

(19) . (1) 51)5 Н 02 Р 3/2 ЗОБ ПИСАН ТЕ К АВТОР У СВИДЕТЕЛЬСТ менении велиия сетевого ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ,И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Онищенко Г.Б. "Асинхронный вентильный каскад", М., "Энергия", 1967, с.62-64.Чермалых В.М., Родькин Д.И., Каневский В.В. Системы электропривода и автоматики рудничных стационарных машин и установок, М., "Недра", 1976, с.164-166. (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИЙХРОННОГО ВЕНТИЛЬНОГО КАСКАДА(57) Способ торможения асинхронного вентильного каскада. Использование: электроИзобретение относится к области электротехники, а именно к автоматизированному электроприводу; и может быть использовано в электроприводах грузо- подъемных механизмов, которые работают в условиях изменения статического момента в широких пределах.Известен способ торможения асинхронного вентильного каскада, заключающийся в том, что роторный выпрямитель переводят в инверторный режим с углом опережения ф сетевой выпрямитель - в выпрямительный режим с углом запаздывания а, а интенсивность торможения изменяют путем регулирования угла запаздывания сетевого выпрямителя. Отмеченный способ торможения предполагает работу с постоприводы грузоподъемных механизмов с изменяющимся в широких пределах статическим моментом. Сущность изобретения: для торможения приводят роторный выпрямитель в инверторный, а инвертор - в выпрямительный режимы. Регулируют интенсивность торможения, контролируют знак напряжения управления. Перевод выпрямителя и инвертора в указанные режимы осуществляют при "изменении знака напряжения управления на противоположный. Осуществляют регулирование угла опережения роторноговыпрямителя по соответствующему загону. Повышается коэффициент мощности и надежность. 4 ил. янным углом опережения мителя при непрерывном чины угла запаздыв выпрямителя. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и остигаемому результату является способ торможения асинхронного вентйльного каскада, роторная цепь которого содержит последовательно включенные роторный и сетевой выпрямители с системой управления, заключающийся в том, что переводят роторный выпрямитель в инверторный режим с углом опережения ф а сетевой выпрямитель в выпрямительный режим с углом запаздывания а, изменяя величину угла запаздывания регулируют интенсивность торможения по заданной программе.Недостатком указанного способа торможения являются недостаточно высокие надежность и энергетические показатели электропривода. Это объясняется следующим, Предположим, что торможение осуществляется с углом опеРбжения р= 60 эл. град, так как такой угол обеспечивает работу в широком диапазоне моментов нагрузки. В этом случае максимальные коэффициенты мощности сетевого и ротор- ного. выпрямителей будут иметь недостаточно высокие значения, что приведет к снижению и средневзвешенного коэффициента мощности электропривода за время торможения. Указанный недостаток будет вызывать повышенный расход электроэнергии. Отсутствие контроля за углом коммутациироторного выпрямителя может приводить к нарушению режима инвертирования, что снижает надежность тормозныхпроцессов. Переключение в тормозной режим в функции рассогласования по скорости не позволяет контролировать угол управления сетевым выпрямителем, чтотакже снижает надежность торможения.Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических показателей электропривода.Поставленная цель достигается тем, что. в известном способе торможения асинхронного вентильного каскада, снабженного роторным и сетевым выпрямителями с системой управления, при котором роторный выпрямитель переводят в инверторныйрежим с углом опережения Р, а сетевой выпрямитель - в выпрямительный режим с углом запаздывания а, изменяя величину угла запаздывания, регулируют интенсивность торможения по заданной программе,контролируют знак напряжения на выходесистемы управления и при его изменении на противоположный осуществляют указанный перевод роторного и сетевого выпрямителей в упомянутые режимы идополнительно изменяют угол опереженияроториого выпрямителя по закону/3=3 ГС 81 П 43 +дгде гп - заданный момент электродвигателя;д - угол восстановления запирающих свойств управляемого вентиля.Перевод роторного выпрямителя в инверторный режим работы в функции знака выходного сигнала системы управления, управление углом опережения роторного вы 5 10 15 прямителя по арксинусоидальному закону в функции заданного момента электродвигателя позволяет минимизировать угол опережения роторного выпрямителя при изменении момента нагрузки в широких пределах и снизить потери электроэнергии в процессе торможения, что повышает надежность и энергетические показатели электропривода.На фиг.1 приведена схема электропривода, реализующая. способ торможения; на фиг.2 показана зависимость угла опережения роторного выпрямителя от заданного момента электродвигателя; на фиг.З и 4 представлены векторные диаграммы асинхронного вентильного каскада в режиме торможения. 20 25 30 40 50 55 На фиг.З и фиг,4 обозначено: 1 - ток статора, 1- намагничивающий ток; 12 приведенйый ток ротора; О 1, 6 - напряжение и ЭДС статора, Е 2 - ЭДС ротора, 1 г 1311 х 1 - падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях статора; р 1,р 2 - фазовые углы между напряжением и током статора и между ЭДС и током ротора; ф - угол опережения ротор- ного выпрямителя,На схеме изображены асинхронный электродвигатель 1, роторная цепь которого содержит последовательно включенные роторный выпрямитель 2 и сетевой выпрямитель 3 с соответствующими блоками 4 и 5 импульсно-фазового управления, сглаживающий дроссель 6 и датчик 7 выпрямленного тока, согласующий трансформатор 8, который соединен с входом сетевого выпрямителя 3, последовательно соединенный блок 9 заданного момента, вход которого подключен к источнику заданной частоты вращения и система 10 управления, выход которой соединен с входами блоков 4 и 5 управления, блок 11 суммирования, на один вход которого через функциональный преобразователь 12 подключен выходной сигнал блока 9 заданного момента, нэ другой - сигнал, пропорциональный углу восстановления запирающих свойств, а выход блока 11 суммирования соединен с другим входом . блока 4 управления роторного выпрямителя 2, датчик 13 частоты вращения, выход которого подключен ко второму входу блока 9 заданного момента и блок 14 текущего момента электродвигателя, один вход которого соединен с выходом блока 11 суммирования, другой с выходом датчика 7 выпрямленного тока ротора, а выход блока 14 подключен ко второму входу системы 10 управления.Способ торможения осуществляют следующим образом,При поступлении команды наторможение сигнал заданной частоты вращения чачинает уменьшаться. По рассогласованию между заданной и действительнойчастотой вращения с помошью блока 9 определяется заданный момент электродвигателя. По величине заданного момента спомощью функционального преобразователя 12 определяется соответствующий уголкоммутации у вентилей роторного выпрямителя, который после суммирования с углом запаса д на восстановлениезапирающих свойств, будет представлять 15требуемый угол Р опережения роторноговыпрямителя.Выходной сигнал системы 10 управления будет снижаться, а в момент времени,когда произойдет изменение его полярности, сигнал на выходе блока 4 управленияроторным выпрямителем 2 скачком возрастет до уровня, определяемого выходнымсигналом узла 11 суммирования. При возрастании момента нагрузки будет уменьшаться заданный момент электродвигателя и токротора, При этом по зависимости Р= %в )(фиг.2) будет уменьшаться и угол опережения роторного выпрямителя, что приведет кповышению оэффициента мощности роторного выпрямителя и энергетических характеристик электропривода (фиг,З и 4),Кроме того, уменьшение угла опереженияроторного выпрямителя вызовет и уменьшение угла запаздывания сетевого выпрямителя, что обеспечит повышение егокоэффициента мощности. Действительно, вконце торможения, лриЯо=1,соза=созР, т,е. при минимальном угле опережения ф сетевой 40выпрямитель будет также работать с минимальным углом управления а, что, в своюочередь, приведет к повышению энергетических показателей злектропривода, Использование предлагаемого способаторможения обеспечивает следующие преимущества: минимизация углов управления роторным и сетевым выпрямителями позволяет повысить коэффициент мощности электро- привода в процессе торможения, уменьшить электрические потери и нагрев электродвигателя;конроль угла коммутации роторного выпрямителя в инверторном режиме позволяет повысить надежность торможения;перевод роторного выпрямителя в инверторный режим в функции знака напряжения на выходе системы управления позволяет осуществлять переключение в бестоковую паузу, что повышает надежность и динамические характеристики каскадного злектропривода;замь;кание внутреннего контура системы управления по моменту двигателя позволяет стабилизировать динамические характеристики асинхронного вентильного каскада,Фа р мул а изобретен ия Способ торможения асинхронного вентильного каскада, снабженного роторным и сетевым выпрямителями с системой управления в цепи ротора электродвигателя; при котором переводят роторный выпрямитель в инверторный режим с углом опережения Ра сетевой выпрямитель - в выпрямительный режим с углом запаздывания, изменяя величи .у угла запаздывания, регулируют интенсивность торможения по заданной программе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, улучшения энергетических показателей, контролируют знак напряжения на выходе системы управления и при его изменении на противоположный осуществляют перевод роторного и сетевого выпрямителей в упомянутые режимы и дополнительно изменяют угол опережения ф роторного выпрямителя по закону р = 8 гсю "п+дгде п 1 - заданный момент электродвигателя;д - угол восстановления запирающих свойств управляемого вентиля.176(674 2 3 5 5 акт Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 аказ 3557 ВНИИПИ Гос Составитель Г,БогдановаТехред М.Моргентал Корректор Т.Вашкови Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5