СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
METHOD TO CONTROL VARIABLE FREQUENCY DRIVE

Изобретение относится к области электротехники и используется в электроприводах.
Широко известен способ /1/ управления частотно-регулируемым электроприводом, содержащим электродвигатель, связанный с преобразователем частоты, состоящий в регулировании частоты двигателя в зависимости от необходимой производительности.
Недостаток такого способа состоит в относительно большом расходе электроэнергии, так как двигатель постоянно питается от преобразователя.
Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатом является прототип /2/ - способ управления частотно-регулируемым электроприводом, содержащим электродвигатель и преобразователь частоты, который состоит из последовательно включенных выпрямителя, конденсатора и мостового инвертора напряжения, составленного из полностью управляемых вентилей, шунтированных обратными диодами, а также входной, сетевой и пусковой коммутаторы, так что входы преобразователя и двигателя связаны с сетью соответственно через входной и сетевой коммутаторы, а выход преобразователя подсоединен к двигателю через пусковой коммутатор, причем управление коммутаторами и преобразователем осуществляется от контроллера, обеспечивающего регулирование частоты двигателя, подключение его к сети или к преобразователю - в зависимости от необходимой производительности, так что после вывода преобразователя на максимальное или минимальное значение частоты двигатель соответственно подключают к сети или отключают от нее. Недостаток подобного способа состоит в низкой надежности, ибо при отключении двигателя от сети возникают перенапряжения. Прерывание тока механическими коммутационными аппаратами вызывает дугу в самих аппаратах и перенапряжения на обмотках двигателя. В установках напряжением 3-10 кВ с герметичными выключателями (вакуумными, элегазовыми) подобные перенапряжения могут быть значительными (в несколько раз выше номинала) и приводить к повреждению обмоток двигателей. Опасны и поэтому нежелательны коммутационные перенапряжения и в двигателях низкого напряжения.
Целью изобретения является повышение надежности.
Поставленная цель достигается за счет того, что перед отключением двигателя от сети к нему подключают выход преобразователя с отключенными управляющими сигналами, а после отключения двигателя от сети преобразователь отключают от двигателя.
На чертеже приведена однолинейная схема электроустановки для реализации способа. К входному коммутатору 1 подсоединен вход выпрямителя 2, полюса которого соединены с фильтром-конденсатором 3 и инвертором напряжения 4. Инвертор 4 выполнен мостовым. В каждом плече такого моста имеется полностью управляемый вентиль (транзистор), шунтированный встречно параллельным диодом. Выпрямитель 2, конденсатор 3 и инвертор 4 образуют преобразователь частоты (ПЧ), выход которого через пусковой коммутатор 5 связан с электродвигателем 6, который через сетевой коммутатор 7 связан с сетью 8. Управление инвертором 4 и коммутаторами 1, 5, 7 осуществляется от микропроцессора 9 (или вручную).
Заявленный способ осуществляется следующим образом. ПЧ служит для разгона электродвигателя 6 и обеспечения работы последнего с частотой, отличной от сетевой. В этих режимах коммутаторы 1 и 5 включены, а 7 - разомкнут и электродвигатель 6 получает питание от ПЧ. После разгона и при работе двигателя 6 с фиксированной сетевой частотой включен коммутатор 7, а коммутатор 5 отключен и ПЧ может использоваться для других целей (например, для разгона других электродвигателей). При необходимости остановки двигателя 6 с ПЧ снимаются импульсы управления и его выход присоединяется к питающемуся от сети двигателю 6. При этом конденсатор 3 заряжен благодаря включенному состоянию коммутатора 1. После этого отключается коммутатор 7. Конденсатор 3, связанный через обратный диодный мост инвертора 4 с выходом преобразователя, снижает перенапряжения на обмотках двигателя. Энергия, запасенная в индуктивностях электродвигателя 6, передается в конденсатор 3. Так как емкость конденсатора составляет сотни-тысячи микрофарад, то напряжение на конденсаторе повысится незначительно.
Источники информации
1. Патент DE №3918246 А1, кл. Е03В 11/16.
2. Патент RU №2154891 C1, кл. Н02Р 1/54, 1999.