SU526993A1 - Параллельный инвертор тока дл частотно-управл емого электропривода - Google Patents

Description

1

Известны параллельные инверторы, содержащие на выходе тиристорно-дроссельный компенсатор реактивной мощности с блоком управлени , регулирующее звено в виде встречно-параллельно включенных тиристоров , установленных между выходными зажимами инвертора и нагрузкой, со своим блоком управлени , датчики или измерительные органы напр жени , а также блок управлени  тиристорами инвертора. В случае, если инвертор предназначен дл  частотно управл емого электропривода, в нем содержитс  также функциопальный блок, обеспечивающий заданный закон регулировани  наир жени  и частоты.

Предложенный инвертор отличаетс , от известных тем, что вход блока управлени  тиристорно-дроссельным компенсатором реактнвной мощности через датчик напр жени  подключен к коммутирующим конденсаторам, а вход блока управлени  указанного регулирующего звена на встречно-параллельно соединенных тиристорах через второй датчик напр жени  подключен к зажимам нагрузки. Это позвол ет уменьшить массу и габариты коммутирующих параллельных конденсаторов.

На фиг. 1 представлены принципиальна  электрическа  схема силовой части инвертора и блок-схема системы управлени ; па фиг.

2

2 - законы измененп  основных параметров в инверторе и в частотно регулируемом электроприводе .

Инвертор содержит входной дроссель 1, моciOBoii TiipHCTOpiibni инвертор 2, пapavTлeльныe коммутирующие копдеисаторы 3, тиристорнодроссельный компенсатор реактивной мощности 4, регулирующее звено 5 в виде встречнопараллельно включенных Т1 рпсторов, 6 управлени  тиристорно-дроссельиым компенсатором , св занный через датчик напр жени  7 с кондеисаторами 3, блок 8 унравлени  встречно-параллельно гл л оченпыми тиристорами регулируюи1,сго звена, подключенный через датчик папр жепи  9 к иагрузке 10, блок управлени  тиристорахп иивертора li виде распределител  импульсов 11 и задаюп1,его генератора 12, а также блок 13 задани  закона регулировани  напр жени  п частоты иивертора .

Блок 2 ппвертирует посто нное напр жение источника иитанн  в переменное напр жение па конденсаторах 3. Частота этого напр жени  определ етс  частотой импульсов, поступающих с блока уиравлеии  11 п регулируетс  задающим генератором 12. Напр жение на коммутирующих конденсаторах 3 стабилизируют независимо от частоты тиристорно-дроссельным компенсатором 4. Напр жение на выходе иивертора (иа зажимах электродвигател ) независимо регулируют встречно-параллельно соединенными тиристорами звена 5.

Закон частотного регулировани  вырабатываетс  блоком задани  закона регулировани  13. Сигнал с блока задани  закона управлени  13 поступает на блок задающего генератора регулируемой частоты 12 и одновременно на блок 8. Сигнал, воздействующий на блок задающего генератора 12, управл ет его частотой , а сигнал, воздействующий на блок управлени  8, управл ет углом отпирани  тиристоров звена 5. Сигнал регулируемой частоты с блока задающего генератора 12 поступает на распределитель импульсов 11, который формирует управл ющие импульсы с параметрами , необходимыми дл  отпирани  тиристоров инвертора 2. Управл ющие импульсы с блока 11 управл ют частотой переключени  инвертора 2, а следовательно, и частотой инвертора . Блок управлени  8 формирует регулируемые по фазе управл ющие импульсы с параметрами, необходимыми дл  отпирани  тиристоров звена 5, а следовательно, и к изменению выходного напр жени  инвертора (на зажимах электродвигател ).

Стабилизаци  напр жени  на коммутирующих конденсаторах 3 производитс  путем изменени  величины реактивной мощности, потребл емой тиристорно-дроссельным компенсатором 4, который управл етс  блоком управлени  6. Блок управлени  6 формирует регулируемые по фазе управл ющие импульсы с параметрами, необходимыми дл  отпирани  тиристоров компенсатора 4.

На фиг. 2 изображен процесс частотного регулировани  скорости вращени  электродвигател  по закону

const (М Ж„ом const),

где f/c - напр жение на коммутирующих конденсаторах инвертора; бдв - напр жение на зажимах электродвигател ; / - частота инвертора;   - скорость вращени  электродвигател ; а - угол отпирани  тиристоров; t - врем .

Пусть за врем  Д/ необходимо уменьщить скорость электродвигател  с П до «2- Дл  этого частоту инвертора уменьшают с /1 до /2. Одновременно, дл  выполнени  закоf/ .:m

Const,

На частотного регулировани 

/

уменьшают напр жение на зажимах электродвигател  с до 6дв2 путем увеличени  угла отпирани  встречно-параллельно соединенных тиристоров соответственно с ci до 0.2. Напр жение же на коммутирующих конденсаторах инвертора стабилизируетс  на номинальном уровне, т. е. L/C Const. Это  вл етс  отличительной особенностью описываемого инвертора.

Стабилизаци  напр жени  на конденсаторах инвертора обеспечивает сохранение их реактивной мощности, достаточной дл  питани 

электродвигателей на самых низких частотах при вентил торной нагрузке и нагрузке с посто нным моментом.

Отделение же тиристорами звена 5 конден5 саторов от электродвигател  исключает также возЛЮжность его самораскачивани . При стабилизации напр жени  на коммутирующих конденсаторах (Lc Const) в процессе частотного регулировани  реактивна  мощность 0 конденсатором, определ ема  как Qc 2-/Uc -C , ... (1) измен етс  только пр мо пропорционально частоте

.(2).

гQCHOM/1ЮМ

в то врем , как в известных инверторах она измен етс  пр мо пропорционально еще и квадрату напр жени  на коммутирующих конденсаторах L/c.

0 Таким образом, при законе частотного регулировани  (7// Const реактивна  мощность коммутирующих конденсаторов в известных инверторах определ етс  так:

Q. / / Vп

)

VcnoM JHOM /

Отношение реактивной мощности конденсаторов к мощности электродвигател  равно

QC Рцом . //1

(4)

QC

f

электродвигател  опре /

(5)

/но

Выражение (4) показывает, что при частотном регулировании реактивной мощности конденсаторов недостаточно дл  обеспечени  мощности потребл емой электродвигателем. Чтобы обеспечить эту мощность, необходимо увеличить емкость коммутируюошх конденсаторов согласно выражению

/и.

С - С„

(6)

/

Как видно, при этом резко возрастает требуема  емкость коммутирующих конденсаторов. Так, например, при диапазоне частотного ре59гулировани , равным /1гом// 10, требуема  емкость по отношению к емкости, определенной дл  номинальной частоты составл ет

С:.100 С„ОМ.

Увеличение емкости коммутирующих кон55 деисаторов не только увеличивает габариты, но и приводит к снижению к.п.д., ухудшению веро тности самораскачивани  двигател  инвертором. Как следует из (5) и (2) мощность электродвигател  и реактивна  мощ60ность конденсаторов в зависимости от частоты измен ютс  по одинаковому закону. Следовательно , емкость конденсаторов не требуетс  увеличивать по отнощению к емкости, определенной дл  номинальной частоты, т. е.

Claims (1)

1. ,,(7) Сравнива  выражени  (6) и (7), можно видеть , какой выигрыш в величине емкости KOMJ мутирующих конденсаторов дает описываемый инвертор. Так, нанример, если при диапазоне частотного регулировани , равном fiioM// 10 емкость конденсаторов в известном инверторе необходимо увеличить в 100 раз, то в описываемом инверторе ее не требуетс  увеличивать вовсе. При вентил торном моменте нагрузки МОЩНОСТЬ двигател  , а реактивна  мощность конденсаторов при Uc Consi по-прежнему определ етс  выражением (2). В зтом случае имеетс  даже запас реактивной мощности коммутирующих конденсаторов, определ емый выражением QC Л10м //лом Q.HOM РV / Следовательно, мощность на валу электродвигател  дл  рассмотренных видов нагрузки при частотном регулировании можно обеспечить без увеличени  установленной мощности коммутирующих конденсаторов, определенной при номинальной частоте. Формула изобретени  Параллельный инвертор тока дл  частотно управл емого электропривода, содержащий на выходе тиристорно-дроссельный компенсатор реактивной мощностн с блоком управлени , регулирующее звено в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, установленных между выходными зажимами инвертора и нагрузкой, со своим блоком управлени , датчики напр жени , а также блок управлени  тиристорами инвертора и блок задани  закона регулировашш напр ж:ени  н частоты, отл и ч а ю щи и с   тем, что, с целью снижени  массы и габаритов коммутирующих конденсаторов , вход блока управлени  тиристорнодроссельным компенсатором через датчик напр жени  подключен к коммутирующим конденсаторам , а вход блока управлени  регулирующего звена на встречно-параллельно соединенных тиристорах через второй датчик напр жени  подключен к зажимам нагрузки.

   Uc. Uff6. f,