ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к области регулируемого электропривода и может быть использована в ответственных электроприводах механизмов непрерывного действия, технологические режимы которых не допускают внеплановых остановок при кратковременных нарушениях электроснабжения.
Известен вентильно-индукторный электропривод, в котором преобразователи частоты, содержащие выпрямитель и инвертор, питаются от двух независимых вводов электропитания, один из которых основной, другой резервный. В электропривод введены устройство автоматического включения резерва, установленное на каждом вводе электропитания, и устройство распределения силового питания с коммутационной и защитной аппаратурой. При этом электродвигатель для устройства выбирают с резервом по мощности, чтобы во время переключения на резервный ввод не допустить его остановки (см. пат. РФ №53515, Н02М 5/40).
Недостатком известного устройства является его низкая надежность в результате того, что в электропривод введены дополнительные устройства коммутационной и защитной аппаратуры, а также электродвигатель специального исполнения.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является преобразователь частоты, содержащий основной и резервный выпрямители, входы которых подключены к основному и резервному вводам электропитания соответственно, а выходы через емкостной фильтр соединены с входами инвертора напряжения, выход которого подключен к двигателю переменного тока (см. пат. РФ №32333, Н02Р 5/00).
Недостатком указанного устройства является низкая надежность из-за бесконтрольного переключения электропитания преобразователя частоты с одного ввода электропитания на другой при колебаниях напряжения на вводах электропитания или динамическом изменении потребления тока инвертором. Отсутствие однозначного разделения вводов электропитания на основной и резервный ввод создает проблемы для других потребителей подключенных к этим же вводах электропитания, которые проявляются в виде провалов напряжения. В результате надежность бесперебойной работы электропривода при кратковременных нарушениях электроснабжения снижается, что для производств с непрерывным технологическим процессом является весьма существенным недостатком.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в обеспечении бесперебойной работы частотно-регулируемого электропривода непрерывного действия при нарушении электроснабжения.
Поставленная задача достигается тем, что в преобразователе частоты, содержащем основной и резервный выпрямители, входы которых подключены к основному и резервному вводам электропитания соответственно, а выходы через емкостной фильтр соединены с входами инвертора напряжения, выход которого подключен к двигателю переменного тока, согласно изменению, он снабжен дросселем, статическим компенсатором и блоком управления, причем первый вход блока управления подключен к основному вводу электропитания, второй вход - к резервному вводу электропитания, третий вход подключен к входу основного выпрямителя, а выход - соединен с входом статического компенсатора, который подключен к точке соединения дросселя и основного выпрямителя, при этом дроссель установлен между основным вводом электропитания и входом основного выпрямителя.
Технический результат заключается в повышении надежности работы электропривода.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема преобразователя частоты.
Заявляемое устройство содержит основной 1 и резервный 2 выпрямители, входы которых подключены к основному 3 и резервному 4 вводам электропитания соответственно, а выходы через емкостной фильтр 5 соединены с нены с входами инвертора напряжения 6, выход которого подключен к двигателю переменного тока 7. При этом устройство снабжено дросселем 8, статическим компенсатором 9 и блоком управления 10, первый вход которого подключен к основному вводу электропитания 3, второй вход - к резервному вводу электропитания 4, третий вход блока управления 10 подключен к входу основного выпрямителя 1, а выход - соединен с входом статического компенсатора 9, который подключен к точке соединения 11 дросселя 8 и основного выпрямителя 1. При этом блок управления 10 может быть выполнен на основе программируемого контроллера, а статический компенсатор - на основе полупроводниковых полностью управляемых ключей. Дроссель 8 установлен между основным вводом электропитания 3 и входом основного выпрямителя 1.
Отличительной особенностью заявляемого технического решения является то, что при наличии напряжения на обоих вводах электропитания, инвертор получает электропитание от основного ввода. Дроссель со статическим компенсатором, подключенные к основному вводу электропитания, обеспечивают достаточное превышение напряжения на входе основного выпрямителя по отношению к напряжению на входе резервного выпрямителя, что вызывает запирание вентилей резервного выпрямителя.
Преобразователь частоты работает следующим образом. Блок управления 10 контролирует величину напряжения основного 3 и резервного 4 вводов электропитания и напряжение на входе основного выпрямителя 1. При наличии напряжения на обоих вводах электропитания 3 и 4 блок управления 10 выдает команду статическому компенсатору 9 на формирование такого реактивного тока емкостного характера, чтобы за счет падения напряжения на дросселе 8 произошло превышение напряжения на входе основного выпрямителя 1 над напряжением на входе резервного выпрямителя 2. При таком режиме работы питание инвертора напряжения 6 осуществляется от основного ввода электропитания 3. При колебаниях напряжения на вводах электропитания 3, 4 в условиях нормального электроснабжения или динамическом изменении потребления тока инвертором напряжения 6, дроссель 8 и статический компенсатор 9 обеспечивают инвертор напряжения 6 питанием от основного ввода электропитания 3.
В случае снижения напряжения на основном вводе электропитания 3 до заданной минимальной величины блок управления 10 выдает команду статическому компенсатору 9 на снижение напряжение на входе основного выпрямителя 1, по сравнению с напряжением на входе резервного выпрямителя 2, за счет чего осуществляется мгновенный переход на электропитание от резервного ввода 4. Это позволит исключить излишние переключения, обеспечить лучшие условия работы регулируемого электропривода и устранить проблемы для других потребителей, подключенных к основному вводу электропитания. Таким образом, в течение всего времени нарушения электроснабжения по основному вводу электропитания 3 инвертор напряжения 6 получает электропитание от резервного ввода 4, обеспечивая устойчивую работу двигателя переменного тока 7.
После восстановления нормального электроснабжения, блок управления 10 выдает команду статическому компенсатору 9 на формирование на входе основного выпрямителя 1 повышенного напряжения, при этом инвертор напряжения 6 будет получать питание от основного ввода электропитания 3.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет обеспечить бесперебойную работу частотно-регулируемого электропривода непрерывного действия при колебаниях напряжения на вводах электропитания, задать один из вводов в качестве основного и обеспечить автоматическое переключение с него на резервный ввод в случае нарушения электроснабжения.