SU1145444A1 - Device for control of voltage inverter for electric drive - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗТ1РАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЯЕКТРШ1РЙВОДА , содержащее блок задани  частоты , соединенный с генератором тактовых импульсов, св занньш с генератором линейно измен ющегос  напр жени , подключенным к первому входу компаратора , вьпсод которого св зан с распределителем управл ющих импульсов, и источник управл ющего напр жени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  величины выходного напр жени  инвертора на пониженных частотах, оно снабжено усилителем посто нного тока, св занным с блоком задани  частоты, блоком сравнени , входы которого соединены с усилителем к. источником управ кнцего напр жени , и двухпозиционным ключом , общий вьшод которого св зан со в. вторым входом компаратора, входные клеммы - с вышеуказанным усилителем W и источником управл ющего напр жени , С а управл юща  цепь ключа св зана с выходом блока сравнени .A DEVICE FOR VOLTAGE DRIVING THE INVERTER FOR VOLTAGE FOR THE TURNSTRACTOR has a unit that consists of a generator of voltage generators and a generator of linearly varying voltage connected to the first input of the comparator, whose voltage is connected to the control voltage generator, connected to the first input of the comparator, whose voltage sensor is connected to the control voltage generator, connected to the first input of the comparator whose output voltage is connected to the control voltage generator connected to a control voltage generator that is connected to a control voltage generator. characterized in that, in order to increase the magnitude of the output voltage of the inverter at lower frequencies, it is equipped with a DC amplifier associated with a frequency setting unit , Comparator unit, the inputs of which are connected to the amplifier. Councils kntsego source voltage and the on-off key, which is common vshod associated with a. the second input of the comparator, the input terminals with the above-mentioned amplifier W and the source of the control voltage, C and the control circuit of the switch is connected to the output of the comparison unit.

Description

4ib4ib

слcl

4four

4141

N| Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  автономными инвертора ми напр жени , вход щими в состав систем асинхронного частотно-регулируемого электропривода. Известны преобразователи частоты со звеном посто нного тока, содержащие управл емый выпр митель и инвертЬр и устройство дл  управлени , при чем регулирование величины выходного напр жени  таких преобразователей осуществл етс  выпр мителем, а изменение выходной частоты производитс  по цепи инвертора Ш. Недостатками системы  вл ютс  раз дельное регулирование величины напр  жени  и частоты и повышенные потери ; электроэнергии в системах, что симжает эффективность процессов преобразовани  электрической энергии. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  автономными инверторами напр жени , выполненное по вертикальному принципу и включающее в свой состав источник управл ющего напр жени , генератор линейно измен ющегос  напр жени  компаратор и распределитель управл ю щих импульсов, выработка командных импульсов здесь производитс  в момен ты равенства развертывающего и управ л ющего напр жени . Частота выходного сигнала генератора линейно измен ющегос  напр жени  обычно задаетс  генератором тактовых импульсов, который, в Свою оче редь, управл етс  напр жением блока задани  частоты. Использование подоб ных устройств в системах частотно-ре гулируемого электропривода позвол ет обеспечить заданную, близкую к линей ной, зависимость величины выходного напр жени  йо отношению к частоте, так как с ростом частоты при неизмейной крутизне сигнала генератора линейно измен ющегос  напр жени  рас тет скважность импульсовj составл ющих кривую выходного напр жени  и соответственно величина напр жени  2 . , Однако эта структура системы управлени  не обеспечивает рациональных режимов работы электропривода на пониженных, пусковых частотах на ко торых, как известно, относительна  величина выходного напр жени  инвер .тора должна быть больше. Цель изобретени  - увеличение величины выходного напр жени  инвертора на пониженных частотах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  управлени  инвертором напр жени  JVI  электропривода, содержащее источник Управл ющего напр жени , блок задани  частоты, соединенный с генератором тактовых импульсов , св занным с генератором линейно измен ющегос  напр жени , подключенным к первому вхоДч компаратора , выход которого св зан с распределителем управл юи пс импульсов, снабжено усилителем постойнного тока, св занным с блоком задани  частоты, блоком сравнени , входы которого сое|динены с усилителем и источником управл ющего напр жени ,и двухпозиционным ключом, общий вывод которого св зан со вторым входом компаратора, входные клеммы - с вьшеуказанным усилителем и с источником управл ющего напр жени , а управл юща .цепь ключа св зана с выходом блока сравнени  . I На фиг. 1 -приведена функциональна  схема предпагаемой cncTehui; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы и график, по сн ющие принцип действи  устройства . Устройство включает последовательно соединенные блок 1 задани  частоты , генератор 2 тактовых импульсов, генератор 3 линейно измен ющегос  напр жени , компаратор 4 и распределитель 5 управл ющих импульсов. Источник 6 уп1)авл ющего напр жени  и усилитель 7 посто нного тока св заны со входами схемы 8 сравнени  и с двум  клеммами двухпозиционного ключа 9, управл юща  цепь которого соединена с выходом схемы 8 сравнени . 06пр й вывод ключа 9 подсоединен к второму входуКомпаратора 4. Усилитель 7 подключен к выходу блока 1 задани  частоты. Выходное напр жение блока 1 определ ет собой частоты следовани  сигналов генераторов 2 и 3 и соответственно частоту выходного напр жени , величина напр жени  блока 1 находитс  с выходной частотой в линейной зависимости. Нижнему значению выходной частоты инвертора соответствует минимальна  величина напр жени  блока 1. Напр жение Uj генератора 3 Лсм. фиг. 2), на всем диапазоне регулировани  имеющее посто нную крутизну , поступает на компаратор 4 и сопоставл етс  там с управл ющим напр жением Uji, в качестве которого, в зависимости от диапазона регулировани , на второй вход компаратора 4 поступает через ключ 9 сигнал от источника 6 управл ющего напр жени  или от усилител  7. Переключение двухпозиционного ключа 9 из одного положени  в другое осуществл етс  схемой 8 сравнени . В области пониженных выходных частот напр жение . усилител  7 превышает амплитуду сигнала источника 6, что фиксируетс  схемой 8 сравнени , котора  на данном этапе вь|дает сигнал на псщсоедииение ключа 9 к усилителю 7 в моменты равенства напр жени  усилител  7, показанного пунктиром на фиг. 2 а, напр жению Us шфабатьгааютс  фронты импульсов кривой выходного напр жени  (также показаны пунктиром ), величина выходного напр жени  инвертора при этом увеличиваетс  по сравнеш1 о с напр жением сисге№л-прототипа , показанного сплошными лини - ми.N | The invention relates to electrical engineering and can be used to control autonomous voltage inverters included in an asynchronous variable frequency drive system. Frequency converters with a DC link are known, which contain a controlled rectifier and an inverter and a control device, and the output voltage of such converters is controlled by a rectifier, and the output frequency is changed along an inverter Sh circuit. Disadvantages of the system are individual control of voltage and frequency and increased losses; electricity in systems, which simulates the efficiency of electrical energy conversion processes. The closest to the present invention is a device for controlling autonomous voltage inverters, made according to the vertical principle and comprising a source of control voltage, a linearly varying voltage generator, a comparator and a distributor of control pulses, the generation of command pulses is produced here You are an equal sweep and control voltage. The output frequency of the ramp voltage generator is usually set by a clock pulse generator, which, in turn, is controlled by the voltage of the frequency setting unit. The use of such devices in systems of frequency-controlled electric drives allows to provide a predetermined, close to linear, dependence of the output voltage y with respect to frequency, since the frequency of the linearly varying voltage increases with increasing frequency when the linearly variable voltage generator increases the components of the output voltage curve and, accordingly, the magnitude of the voltage 2. However, this structure of the control system does not provide rational modes of operation of the electric drive at low, starting frequencies at which, as is known, the relative value of the output voltage of the inverter must be greater. The purpose of the invention is to increase the output voltage of the inverter at lower frequencies. The goal is achieved in that the device for controlling the inverter voltage JVI of the electric drive, contains a source of control voltage, a frequency setting unit connected to a clock generator connected to a generator of linearly varying voltage connected to the first input of the comparator, the output of which connected to the distributor of controlled pulses, equipped with a constant current amplifier connected to the frequency setting unit, a comparator unit whose inputs are connected to the amplifier and control source and a two-position key, the common output of which is connected to the second input of the comparator, the input terminals to the above mentioned amplifier and to the source of the control voltage, and the control circuit of the key to the output of the comparison unit. I FIG. 1 - the functional diagram of the predictable cncTehui is shown; Figures 2 and 3 are timing diagrams and a graph explaining the principle of operation of the device. The device includes serially connected frequency setting unit 1, a generator of 2 clock pulses, a generator of 3 linearly varying voltages, a comparator 4 and a distributor 5 of control pulses. The input voltage source 6) and the direct current amplifier 7 are connected to the inputs of the comparison circuit 8 and to the two terminals of the two-position switch 9, whose control circuit is connected to the output of the comparison circuit 8. The 06 pin of the key 9 is connected to the second input of the Comparator 4. Amplifier 7 is connected to the output of the frequency setting unit 1. The output voltage of the unit 1 determines the frequency of the signals of the generators 2 and 3 and, accordingly, the frequency of the output voltage, the voltage of the unit 1 is in a linear relationship with the output frequency. The lower value of the output frequency of the inverter corresponds to the minimum value of the voltage of the unit 1. The voltage Uj of the generator is 3 Lcm. FIG. 2), over the entire control range having a constant slope, goes to comparator 4 and is compared there with control voltage Uji, which, depending on the control range, to the second input of comparator 4 comes through key 9 a signal from source 6 control voltage or from the amplifier 7. Switching the two-position switch 9 from one position to another is performed by the comparison circuit 8. In the area of lower output frequency voltage. the amplifier 7 exceeds the amplitude of the source 6 signal, which is fixed by the comparison circuit 8, which at this stage gives a signal to connect the key 9 to the amplifier 7 at times of equality of the voltage of the amplifier 7 shown by the dotted line in FIG. 2a, the voltage Us is denoted by the pulses of the output voltage curve (also shown by dashed lines), the output voltage of the inverter increases in comparison with the voltage of the prototype system, shown by solid lines.

при регулировании инвертора, начи иа  с некоторой частоты { F; на фиг. 3), напр жение источника 6 начинает превышать сигнал усилител  7, схема сравнени  переходит в другое состо ние и замыкает ключ 9 на источник 6, сигнал которого используетс  в качестве управл ющего в процессе всего дальнейшего повышени  частоты инвертора (этот этап отображен на временных диаграммах фиг. 2 б).when adjusting the inverter, starting from a certain frequency {F; in fig. 3), the voltage of source 6 begins to exceed the signal of amplifier 7, the comparison circuit changes to another state and closes key 9 to source 6, the signal of which is used as a control driver for the whole further increase of the inverter frequency (this step is shown in time diagrams 2 b).

Характеристика усилител  7, его коэффициент усилени  подбираютс  таким образом, чтобы обеспечить требуемое увеличение величины выходного напр жени  на пусковой (начальной) частоте Инвертора Fe (фиг. 3), а также величину частотного диапазона FO-F, , на котором наблюдаютс  повышенные значени  выходного напр жени , на частоте F/, плавно переходйщие к номинальньач значени м. Крива  зависимости выходного напр жени  инвертора U|j, от частоты при этом состоит, как показано на фиг. 3, из двух близких к линейным участков. Ко Uj на фиг. 3 - это приведенные к быходному напр жению значени  сигнала усилител  7, определ ювр1е на диапазоне F -F величину выходного напр жени  инвертора .The characteristic of amplifier 7, its amplification factor are selected in such a way as to ensure the required increase in the output voltage at the starting (initial) frequency of the Fe Inverter (Fig. 3), as well as the value of the frequency range FO-F, at which increased values of the output voltage are observed at the frequency F /, smoothly passing to the nominal values. The curve of the output voltage of the inverter U | j, as a function of the frequency, is as shown in FIG. 3, from two close to linear sections. Co Uj in FIG. 3 is the values of the signal of the amplifier 7 brought to the running voltage, and determined on the range F-F the value of the output voltage of the inverter.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет эффективно подн ть величину выходного напр жени  инвертора на пониженных частотах, обеспечив тем самым наиболее рациональные режимы работы электропривода переменного тока, благодар  чему увеличиваетс  надежность пусков асинхронных двигателей, обеспечиваетс  эффективна  компенсаци  потерь в двигател х в пусковых режимах и т.д.Thus, the proposed device allows to effectively increase the output voltage of the inverter at lower frequencies, thereby providing the most rational modes of operation of the AC drive, thereby increasing the reliability of asynchronous motor starts, effectively compensating for losses in motors in start-up modes and more. .d

3 Л л 3 L

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ' ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее блок задания частоты, соединенный с генератором тактовых импульсов, связанньм с генерато ром линейно изменяющегося напряжения, подключенным к первому входу компа ратора, выход которого связан с рас пределителем управляющих импульсов, и источник управляющего напряжения, отличающееся тем, что, с целью увеличения величины выходного напряжения инвертора на пониженных частотах, оно снабжено усилителем постоянного тока, связанным с блоком задания частоты, блоком сравнения, входы которого Соединены с усилителем и источником управляющего напряжения, и двухпозиционным ключом, общий вывод которого связан со вторым входом компаратора, входные клеммы - с вышеуказанным усилителем и источником управляющего напряжения, а управляющая цепь ключа связана с выходом блока сравнения.DEVICE FOR CONTROL 'VOLTAGE INVERTER FOR ELECTRIC DRIVE, containing a frequency reference unit connected to a clock pulse generator connected to a ramp generator connected to the first input of the comparator, the output of which is connected to a control pulse distributor, and a control voltage source that differs the fact that, in order to increase the output voltage of the inverter at lower frequencies, it is equipped with a DC amplifier connected to the frequency setting unit, th comparison input coupled to the amplifier and a control voltage source, and a two-position key, the common terminal of which is connected to the second input of the comparator, the input terminal - the amplifier and to said control voltage source, a switch control circuit connected with the output of the comparator unit. „1145444 f„1145444 f