ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С НЕУПРАВЛЯЕМЫМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С НЕУПРАВЛЯЕМЫМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2067352 (13) C1

(51) 6 H02P7/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.09.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 93012637/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.09 
(45) Опубликовано: 1996.09.27 
(56) Аналоги изобретения: Авторское свидетельство СССР № 1310987, кл. Н 02 Р 3/42, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1309247, кл. Н 02 Р 7/42, 1985. 
(71) Имя заявителя: Научно-производственная фирма "Контекс" 
(72) Имя изобретателя: Богомолов С.В.; Бондарев С.А.; Рудев А.В. 
(73) Имя патентообладателя: Научно-производственная фирма "Контекс" 

(54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С НЕУПРАВЛЯЕМЫМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Использование: для регулирования частоты вращения общепромышленных механизмов. Сущность: в частотно-регулируемый электропривод с неуправляемым звеном постоянного тока введены управляемый ключевой элемент 8, ограничитель 6 тока, ограничитель 7 напряжения, формирователь 14 гармонических сигналов, блок 21 аварийных защит, логический элемент 3 ИЛИ, блок 24 индикации, датчик 22 несимметрии фазных токов электродвигателя, датчик 23 температуры электродвигателя, датчики 9, 10 напряжения питающей сети и напряжения питания инвертора. Введенные узлы позволяют обеспечить частотное управление электродвигателем в пусковом, рабочем и тормозном режимах при широком диапазоне регулирования частоты вращения, высокие энергетические показатели за счет улучшения формы тока питающего напряжения, режим токоограничения на заданном уровне, автоматическое отключение при превышении заданных значений напряжения, тока, температуры, провалах питающего напряжения, несимметрии фазных токов электродвигателя. 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения общепромышленных механизмов, приводимых во вращение асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями.

Известен частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной модуляцией, содержащий электродвигатель, инвертор напряжения, блок модуляции, распределитель импульсов, преобразователь кода в длительность импульса, задающий генератор, делитель частоты и счетчики импульсов (авт. св. СССР N 1310987, кл. Н 02 Р 7/42, 1982, Б.И. N 18, 1987). Данный электропривод позволяет обеспечить трапецеидальную форму напряжения питания двигателя, однако не обладает достаточной надежностью и экономичностью.

Известен частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, инвертор напряжения с датчиком тока в цепи питания, выпрямитель, фильтр, задатчик частоты, управляемый задающий генератор, блок задания напряжения, модулятор, блок формирования сигналов управления ключами инвертора, блок ограничения тока (авт. св. СССР N 1309247, кл. Н 02 Р 7/42, 1985, Б.И. N 17, 1987). Известное устройство позволяет обеспечить частотное управление электродвигателем с предельным максимальным значением фазного тока при заданном соотношении между частотой и напряжением электродвигателя. Недостатками данного устройства являются невысокие энергетические характеристики и надежность, ухудшение электромеханических характеристик при низких частотах вращения.

Преимущества предлагаемого электропривода заключаются в высокой надежности и экономичности при широком диапазоне регулирования частоты.

Указанные преимущества обеспечиваются за счет введения в состав электропривода управляемого ключевого элемента, ограничителя напряжения, формирователя гармонических сигналов, блока аварийных защит, логического элемента 3 ИЛИ, блока индикации, датчика несимметрии фазных токов электродвигателя, датчика температуры электродвигателя, датчиков напряжения питающей сети и напряжения питания инвертора, а также модулятора, блока ограничителя тока и токовой защиты, формирователя гармонических сигналов и ключа инвертора. Введение и выполнение указанных блоков позволяет осуществлять управление частотой вращения электродвигателя в широком диапазоне при заданном максимальном значении фазного тока, стабилизировать напряжение питания электродвигателя при изменении момента нагрузки на валу, осуществлять аварийное отключение электродвигателя при превышении заданных значений тока, напряжения питания и температуры электродвигателя, понижении напряжения питающей сети, несимметрии фазных токов электродвигателя.

На фиг.1 приведена структурная схема электропривода, на фиг.2 схема выполнения блока ограничения тока и токовой защиты; на фиг.3 схема выполнения формирователя гармонических сигналов; на фиг.4 схема выполнения силового ключа инвертора напряжения; на фиг.5, 6 диаграммы, поясняющие работу электропривода.

Частотно-регулируемый электропривод на фиг.1 содержит асинхронный электродвигатель 1, инвертор 2 напряжения с датчиком тока 3 в цепи питания, последовательно соединенные выпрямитель 4, фильтр 5, ограничитель 6 тока и ограничитель 7 напряжения, управляемый ключевой элемент 8, датчик 9 напряжения питающей сети, датчик 10 напряжения питания инвертора, задатчик 11 частоты, задающий генератор 12, блок 13 задания напряжения, формирователь 14 гармонических сигналов, модулятор 15, выполненный в виде блока 16 компараторов и генератора 17 пилообразного напряжения, блок 18 формирования сигналов управления ключами инвертора, блок 19 ограничения тока, логический элемент 3 ИЛИ 20, блок 21 аварийных защит, датчик 22 несимметрии фазных токов электродвигателя, датчик 23 температуры и блок 24 индикации. Входы выпрямителя 4 через управляемый ключевой элемент 8 соединены с зажимами для подключения питающей сети. Выходы ограничителя напряжения 7 соединены с входами питания инвертора 2. Выход задатчика частоты 11 соединен с первым входом блока 13 задания напряжения и входом задающего генератора 12, выход которого соединен с первым входом формирователя 14 гармонических сигналов, второй вход которого подключен к выходу блока 13 задания напряжения. Выход датчика 3 тока соединен с вторым входом блока 13 задания напряжения и первым входом блока 19 ограничения тока, второй вход которого предназначен для подачи сигнала задания, а выход соединен с первым входом логического элемента 3 ИЛИ. Выходы формирователя 14 гармонических сигналов через модулятор 15 соединены со входами управления блока 18 формирования сигналов управления ключами инвертора, выходы которого подключены ко входам управления инвертора 2 напряжения. Первый, второй и третий выходы блока 21 аварийных защит соединены, соответственно, с управляющим входом ограничителя 7 напряжения и вторым входом логического элемента 3 ИЛИ 20, управляющим входом ключевого элемента 8 и третьим входом логического элемента 3 ИЛИ 20 и входом блока 24 индикации. Выход логического элемента 3 ИЛИ 20 соединен с входом запрета блока 18 формирования сигналов управления ключами инвертора. Выходы инвертора 2 напряжения через датчик 22 несимметрии фазных токов соединены с выводами статорных обмоток электродвигателя 1. Первый, второй, третий и четвертый входы блока аварийных защит соединены, соответственно, с выходами датчика 10 напряжения питания инвертора, датчика 9 напряжения питающей сети, датчика 23 температуры и датчика 22 несимметрии фазных токов. Пятый, шестой, седьмой и восьмой входы блока 21 аварийных защит предназначены для подачи сигналов задания. Выход генератора 17 пилообразного напряжения соединен с первым входом блока 16 компараторов, вторые входы и выходы которого образуют, соответственно, входы и выходы модулятора 15. Ограничитель тока 6 выполнен в виде последовательно соединенных дросселей 25, 26, каждый из которых шунтирован в обратном направлении соответствующими диодами 27, 28.

Блок ограничения 19 тока по фиг.2 содержит первый и второй компараторы 29, 30, D-триггер 31, три резистора 32, 33, 34, диоды 35, 36, 37 и конденсатор 38. Инвертирующий вход первого компаратора 29 соединен с первым выводом первого резистора 32 и образует первый вход блока 19 ограничения тока и токовой защиты. Второй вход блока 19 образован неинвертирующим входом первого компаратора 29, соединенным с первым выводом второго резистора 33. Вторые выводы первого и второго резисторов 32 33 объединены и соединены с неинвертирующим входом второго компаратора 30. Инвертирующий вход второго компаратора 30, D-вход D-триггера 31 и первый вывод конденсатора 36 соединены с общей шиной устройства. Выходы первого и второго компараторов 29, 30 соединены, соответственно, с S-входом и С-входом D-триггера 31. R-вход D-триггера объединен с вторым выводом конденсатора 38 и через параллельно соединенные третий резистор 34 и диод 35 подключен к выходу D-триггера 31. Выходы второго компаратора 30 и D-триггера 31 объединены через диоды 36, 37 и образуют выход блока 19 ограничения тока и токовой защиты.

Формирователь 14 гармонических сигналов по фиг.3 содержит счетчик 39, первое и второе постоянные запоминающие устройства 40, 41, первый и второй умножающие цифроаналоговые преобразователи 42, 43 и сумматор 44. Вход счетчика 39 образует первый вход формирователя гармонических сигналов. Вход счетчика 39 соединен с входами первого и второго постоянных запоминающих устройств 40, 41, выходы которых соединены с цифровыми входами, соответственно, первого и второго умножающих цифроаналоговых преобразователей 42, 43. Аналоговые входы умножающих цифроаналоговых преобразователей 42, 43 объединены и образуют второй вход формирователя гармонических сигналов. Выходы первого и второго умножающих цифроаналоговых преобразователей 42, 43 соединены, соответственно, с первым и вторым входами сумматора 44 и совместно с его выходом образуют выходы формирователя гармонических сигналов.

Каждый из ключей инвертора напряжения 2 содержит (фиг.4) дополнительный источник питания, выполненный в виде выпрямителя 45, трех конденсаторов 46, 47, 48, стабилитрона 49 и резистора 50, логический элемент 2 ИЛИ-НЕ 51, логический элемент НЕ 52, три транзистора n-p-n типа 53, 54, 55, транзистор p-n-p типа 56, оптодиодный элемент 57, конденсатор 58, стабилитрон 59, четыре диода 60, 61, 62, 63 и три резистора 64, 65, 66. Первые выводы первого, второго и третьего конденсаторов 46, 47, 48 и катод стабилитрона 49 дополнительного источника питания объединены. Второй вывод первого конденсатора 46 дополнительного источника питания соединен с положительным выводом выпрямителя 45, отрицательный вывод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора 47 и первым выводом резистора 50 дополнительного источника питания. Вторые выводы третьего конденсатора 48 и резистора 50 и анод стабилитрона 49 дополнительного источника питания объединены. Первые выводы первого и второго резисторов 64, 65, катоды стабилитрона 59 и первого диода 60, коллектор первого n-p-n транзистора 53 и положительный вывод питания логического элемента 2 ИЛИ-НЕ 51 объединены и подключены к положительному выводу выпрямителя 45 дополнительного источника питания. Анод стабилитрона 59 подключен к первому входу логического элемента 2 ИЛИ-НЕ 51 и через третий резистор 66 соединен с первым выводом конденсатора 58, эмиттером второго n-p-n транзистора 54, анодом второго диода 61, отрицательными выводами питания логических элементов 2 ИЛИ-НЕ 51 и НЕ 52 и анодом стабилитрона 49 дополнительного источника питания. Вторые выводы конденсатора 58 и первого резистора 64 и коллектор второго n-p-n транзистора 54 объединены и подключены к второму входу логического элемента 2 ИЛИ-НЕ 51, выход которого соединен с входом логического элемента НЕ 52. Катод второго диода 61, база второго n-p-n транзистора 54 и первый выход оптодиодного элемента 57 объединены и через четвертый резистор 67 соединены с эмиттером третьего n-p-n транзистора 55, анодом третьего диода 62 и катодом стабилитрона 49 дополнительного источника питания. Второй выход оптодиодного элемента 57 соединен с коллектором p-n-n транзистора 56 и отрицательным выводом выпрямителя 45 дополнительного источника питания. Выход логического элемента НЕ 52 с базами первого n-p-n транзистора 53 и p-n-p транзистора 56, эмиттеры которых объединены и соединены с базой третьего n-p-n транзистора 55. Положительный вывод питания логического элемента НЕ 52 соединен с вторым выводом второго резистора 65 и анодом первого диода 60 и через четвертый диод 63 подключен к коллектору третьего n-p-n транзистора 55 и катоду третьего диода 62. Входы оптодиодного элемента 57 образуют вход управления ключа, а коллектор и эмиттер третьего n-p-n транзистора 55 выходы ключа.

Электропривод по фиг.1 работает следующим образом.

Частота и уровень напряжения питания электродвигателя 1 формируются трехфазным инвертором 2, построенным по мостовой схеме на шести управляемых транзисторных ключах. Питание инвертора 2 осуществляется от сети переменного тока через управляемый ключевой элемент 8, выпрямитель 4, фильтр 5 и ограничители 6, 7 тока и напряжения, регулирование частоты выходного напряжения инвертора 2 производится за счет изменения частоты сигналов управления ключами инвертора 2. Уровень выходного напряжения инвертора 2 регулируется путем высокочастотной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) ключей инвертора 2 на интервалах их проводимости, причем ШИМ осуществляется по синусоидальному закону, что позволяет обеспечить синусоидальную форму первой гармоники напряжения питания электродвигателя 1, а, следовательно, его высокие энергетические характеристики на всем диапазоне регулирования.

Аналоговый сигнал с выхода задатчика 11 частоты (фиг.1) поступает на вход управляемого задающего генератора 12 и первый вход блока 13 задания напряжения. На выходе задающего генератора 12 формируется последовательность импульсов с частотой f1, пропорциональной входному сигналу, поступающая на первый вход формирователя 14 гармонических сигналов, на второй вход которого подается сигнал с выхода блока 13 задания напряжения, определяющий в конечном итоге уровень выходного напряжения инвертора 2.

В счетчике 39 формирователя 14 гармонических сигналов (фиг.3) входная частота f1 преобразуется в цифровой n-разрядный двоичный код K угла v, числовое значение которого изменяется по пилообразному закону с частотой f = f1/K1 где К1 2n коэффициент деления счетчика 39 (фиг.5). Цифровой код K поступает на входы постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 40, 41, которые преобразуют его в цифровой код полуволн синусоидального сигнала, причем на выходе ПЗУ 40 формируется цифровой код функции sin, а на выходе ПЗУ 41 функции sin(+2/3 (фиг. 5). Указанные цифровые коды подаются на цифровые входы цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 42, 43, на аналоговые входы которых поступает сигнал с выхода блока 13 задания напряжения. На выходах ЦАП 42, 43 формируются аналоговые сигналы вида Amsin и Amsin(+2/3) соответственно, которые используются для формирования сигналов управления ключами первой и второй фаз инвертора. Сигнал вида Amsin(+4/3) для управления ключами третьей фазы инвертора 2 формируется на выходе сумматора 44 на основе известного соотношения

Amsin+Amsin(+2/3)+Amsin(+4/3) = 0.

Таким образом, на выходе формирователя 14 формируется трехфазная система синусоидальных напряжений заданной частоты и амплитуды (фиг.5).

Блок 13 задания напряжения представляет собой функциональный преобразователь, выходное напряжение которого изменяется в соответствии с сигналом задатчика 11 частоты и корректируется выходным сигналом датчика тока 3, что позволяет обеспечить требуемое соотношение для конкретного электродвигателя уровня и частоты напряжения питания при частотном регулировании и при изменении нагрузки на валу.

Сформированная система трехфазных напряжений подается на вторые входы блока 16 компараторов модулятора 15, на первый вход которого поступает высокочастотный сигнал с выхода генератора 17 пилообразного напряжения. На выходе модулятора 15 формируются последовательности импульсов, скважность которых на периоде Т1 К1/f1 изменяется по синусоидальному закону (фиг.5). В блоке 18 формирования сигналов управления ключами инвертора осуществляется усиление сформированных сигналов и их распределение по цепям управления соответствующих ключей инвертора 2, а также формирование команды на принудительное выключение всех ключей инвертора по сигналу на входе запрета.

Таким образом, на выходе инвертора 2 формируется трехфазное напряжение заданной частоты с синусоидальной ШИМ, обеспечивающей требуемый уровень напряжения питания электродвигателя при частотном управлении.

Формирование заданного максимального уровня тока электродвигателя осуществляется с помощью блока 19 ограничения тока. На первый вход блока 19 поступает сигнал In с датчика тока 3 (фиг.1), пропорциональный входному току инвеpтора 2, а на второй вход сигнал задания тока Iзад.1, который поступает на неинвертирующий вход первого компаратора 29 непосредственно и через делитель R33, R32 на неинвертирующий вход второго компаратора 30 в виде сигнала Iзад.2. Сигналы In и Iзад имеют отрицательную полярность по отношению к общей шине устройства. При на выходах первого и второго компараторов 29, 30 формируются сигналы низкого уровня, на выходе D-триггера 31 и на выходе блока 19 также сигналы низкого уровня. При увеличении тока инвертора выше заданного уровня срабатывает первый компаратор и с его выхода на S-вход D-триггера 31 подается сигнал высокого уровня (фиг. 6). На выходе D-триггера 31 формируется сигнал высокого уровня, который через диод 36 поступает на вход блока 19, а с него через логический элемент 3 ИЛИ 20 (фиг.1) на вход запрета блока 18 формирования сигналов управления. На выходах блока 18 вырабатывается команда на запирание всех ключей инвеpтора 2. При запирании ключей инвертора реактивный ток электродвигателя 1 замыкается через обратные диоды инвертора, шунтирующие диоды 28, 27 ограничителя тока 6 и конденсатор фильтра 5. Таким образом, направление тока в датчике 3 изменяется на противоположное. При этом на выходе первого компаратора 29 вновь сформируется сигнал низкого уровня, а на выходе второго компаратора 30 появится сигнал высокого уровня, что приведет к переключению D-триггера 31 в состояние логического "0" на выходе. Одновременно сигнал высокого уровня с второго компаратора 30 через диод 37 поступает на выход блока 19 и через логический элемент 3 ИЛИ 20 на вход запрета блока 18, поддерживая ключи инвертора 2 в выключенном состоянии. После спадания обратного тока инвертора до уровня In < I зад.2, компаратор 30 переключается в состояние логического "0" на выходе, на выходе блока 19 также появляется сигнал логического "0". Сигнал запрета с блока 18 снимается и инвертор 2 продолжает работать в соответствии с сигналами на входах управления блока 18.

В аварийных режимах работы, например при коротком замыкании в выходных цепях инвертора 2, обмотках электродвигателя 1 и т.п. после увеличения тока и выключения ключей инвертора, изменения направления тока в датчике тока 3 не происходит, сигнал на выходе второго компаратора 30 остается на уровне логического "0", а на выходе D-триггера 31, выходе блока 19 и, соответственно, на входе запрета блока 18 на уровне логической "1". При этом работа инвеpтора 2 блокируется. Конденсатор 36 блока 19 ограничения тока и токовой защиты заряжается через третий резистор 34. Через промежуток времени t0,2 с напряжения на конденсаторе 38 достигается уровня срабатывания (логической "1") D-триггера по R-входу, и на выходе D-триггера 31 и на выходе блока 19 устанавливается сигнал логического "0", который через логический элемент 3 ИЛИ 20 подается на вход запрета блока 18. На выходах блока 18 появляются сигналы управления ключами инвертора 2 в соответствии с сигналами на входах управления блока 18. Инвертор 2 включается. Одновременно конденсатор 38 блока 19 заряжается через диод 35 и выход D-триггера 31.

Если причина, вызвавшая аварийный режим, имела случайный характер и в дальнейшем не проявляется, то продолжается нормальное функционирование электропривода. В противном случае, на выходе D-триггера 31 и выходе блока 19 вновь сформируется сигнал логической "1", который через логический элемент 3 ИЛИ 20 поступит на вход запрета блока 18, что приведет к выключению инвертора 2. В подобном режиме электропривод будет работать до устранения причины аварии.

Для защиты электропривода от уменьшения напряжения питающей сети, увеличения напряжения питания инвертора, несимметрии фазной нагрузки инвертора, увеличения температуры используется блок аварийных защит совместно с датчиками напряжений 9, 10, несимметрии токов 22 и температуры 23, блоками ограничения тока и напряжения 6, 7. Блок 21 аварийных защит выполнен на основе набора компараторов, на одни входы которых (первый, второй, третий и четвертый входы блока 21) подаются сигналы с датчиков 10, 9, 23, 22, а на другие входы (пятый, шестой, седьмой и восьмой входы блока 21) соответствующие сигналы задания.

При увеличении напряжения Un на входе инвертора 2, например при работе электропривода в режиме торможения, до уровня, при котором сигнал U10 с датчика 10 превысить напряжение задания Uy1 на пятом входе блока 21, на первом выходе блока 21 сформируется сигнал высокого уровня, который включает ограничитель напряжения 7 и через логический элемент 3 ИЛИ 20 поступает на вход запрета блока 18, что приводит к выключению инвеpтора 2.

Если напряжение на входе инвертора 2 продолжает увеличиваться и U10 достигает уровня U10 Uy2, то на втором выходе блока 21 аварийных защит сформируется сигнал высокого уровня, что приведет к отключению управляемого ключевого элемента 8 и обесточиванию электропривода. Одновременно сигнал с второго выхода блока 21 через третий вход и выход логического элемента 3 ИЛИ 20 подается на вход запрета блока 18 для выключения ключей инвертора, что позволяет повысить надежность электропривода.

Аналогичным образом работает блок 21 аварийных защит при уменьшении напряжения Uп питающей сети ниже допустимого уровня увеличении температуры выше допустимой несимметрии фазных токов U220.

Отработка алгоритмов ШИМ регулирования напряжения и ограничения тока возможна при наличии быстродействующих ключей инвертора 2, причем для исключения режима "сквозных токов" в силовой цепи инвертора времена включения и выключения ключей должны быть согласованы. Использованные в данном инверторе силовые транзисторные ключи работают следующим образом.

При подаче сигнала управления на светодиод оптодиодного элемента 57 ключа (фиг.4) включается его фотодиод и на базу второго транзистора n-p-n типа 54 подается отрицательное напряжение. Транзистор 54 закрывается и на второй вход логического элемента 2 ИЛИ-НЕ 51 подается сигнал логической "1", причем время его установления определяется постоянной времени RC-цепи, образованной первым резистором 84 и конденсатором 58. Так как на первом входе логического элемента 2 ИЛИ-НЕ цепью "стабилитрон 59 третий резистор 66" постоянно формируется сигнал логического "0", то на выходе элемента 51 появится сигнал логического "0", а на выходе логического элемента НЕ 52 сигнал логической "1". При этом откроется первый n-p-n транзистор 53, что обеспечит протекание базового тока третьего n-p-n транзистора 55 и его включение. Постоянная времени цепи "резистор 64 конденсатор 58" подбирается таким образом, что время включения транзистора 55 составляет 2.3 мкс. При отсутствии сигнала управления оптодиодный элемент 57 выключается, второй транзистор 54 открывается и обеспечивает сигнал логического "0" на втором входе логического элемента 2 ИЛИ НЕ 51. На выходах элементов 51, 52 сформируются, соответственно, сигналы логической "1" и логического "0". При этом откроется p-n-p транзистор 56, обеспечивая форсированное активное запирание третьего n-p-n транзистора 55. Резистор 65 и диод 63 позволяют исключить режим глубокого насыщения транзистора 55 при изменении его тока нагрузки и увеличить быстродействие ключа. Время выключения транзистора 55 составляет приблизительно 0,5 мкс. Уменьшение времени выключения ключа по сравнению с временем его включения и введение в ограничитель тока 6 второго дросселя 26, шунтированного быстродействующим диодом 28, позволяет полностью исключить режим "сквозных токов" при переключении ключей инвертора 2 и повысить надежность и экономичность электропривода.

Таким образом, данный электропривод позволяет обеспечить частотное управление электродвигателем в пусковом, рабочем и тормозном режимах при широком диапазоне регулирования частоты вращения (1 20), высокие энергетические показатели за счет питания электродвигателя током синусоидальной формы при достаточно простой реализации, режим токоограничения на заданном уровне, автоматическое отключение при превышении заданных значений напряжения, тока, температуры, провалах питающего напряжения, несимметрии фазных токов электродвигателя. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Частотно-регулируемый электропривод с неуправляемым звеном постоянного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, инвертор напряжения с датчиком тока в цепи питания, последовательно соединенные выпрямитель и фильтр, задатчик частоты, выход которого соединен с входом задающего генератора и первым входом блока задания напряжения, модулятор, блок формирования сигналов управления ключами инвертора, выходы которого соединены с управляющими входами инвертора напряжения, и блок ограничения тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а второй вход предназначен для подачи сигнала задания, отличающийся тем, что в него введены управляемый ключевой элемент, ограничитель тока, ограничитель напряжения, формирователь гармонических сигналов с двумя входами и тремя выходами, блок аварийных защит, логический элемент ЗИЛИ, блок индикации, датчик несимметрии фазных токов электродвигателя, датчик температуры электродвигателя, датчик напряжения питающей сети и датчик напряжения питания инвертора, ограничитель тока выполнен в виде двух последовательно соединенных дросселей, шунтированных в обратном направлении соответствующими диодами, а блок задания напряжения снабжен вторым входом, соединенным с выходом датчика тока, входы выпрямителя через управляемый ключевой элемент соединены с зажимами для подключения питающей сети, выходы фильтра через последовательно соединенные ограничитель тока и ограничитель напряжения соединены с входами питания инвертора напряжения, выход задающего генератора соединен с первым входом формирователя гармонических сигналов, второй вход которого подключен к выходу блока задания напряжения, а входы формирователя гармонических сигналов соединены с входами модулятора, выход блока ограничения тока соединен с первым входом логического элемента 3ИЛИ, выход которого подключен к входу запрета блока формирования сигналов управления ключами инвертора, входы управления блока формирования сигналов управления ключами инвертора соединены с выходами модулятора, первый, второй, третий и четвертый входы блока аварийных защит соединены соответственно с выходами датчика напряжения питания инвертора, датчика напряжения питающей сети, датчика температуры электродвигателя и датчика несимметрии фазных токов электродвигателя, пятый, шестой, седьмой и восьмой входы блока аварийных защит предназначены для подачи сигналов задания, первой выход блока аварийных защит соединен с управляющим входом ограничителя напряжения и вторым входом логического элемента ЗИЛИ, третий вход которого соединен с управляющим входом управляемого ключевого элемента и вторым выходом блока аварийных защит, третий выход которого соединен с входом блока индикации, блок ограничения тока выполнен в виде двух компараторов, D-триггера, трех резисторов, трех диодов и конденсатора, при этом инвертирующий вход первого компаратора соединен с первым выводом первого резистора и образует первый вход блока ограничения тока, второй вход которого образован неинвертирующим входом первого компаратора, соединенным с первым выводом второго резистора, вторые выводы первого и второго резисторов объединены и соединены с неинвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход которого, D-вход D-триггера и первый вывод конденсатора соединены с общей шиной устройства, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с S-входом и С-входами D-триггера, R-вход которого объединен с вторым выводом конденсатора и через параллельно соединенные третий резистор и первый диод подключен к выходу Д-триггера, выходы второго компаратора и D-триггера объединены через второй и третий диоды и образуют выход блока ограничения тока.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru