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 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, H02P 5/00).
Недостатком известного устройства является его 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 ввод и резервный создает проблемы для других потребителей подключенных к этим же вводам электропитания, которые проявляются в виде провалов напряжения.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является преобразователь частоты для электропривода непрерывного действия, содержащий основной и резервный выпрямители, выходы которых через емкостной фильтр соединены с входами инвертора напряжения, выход которого подключен к двигателю переменного тока, блок управления, первый вход которого соединен с основным вводом электропитания, второй вход подключен к резервному вводу электропитания, а выход блока управления соединен с входом статического компенсатора, выход которого подключен ко второму выводу дросселя, причем первый вывод дросселя соединен с основным вводом электропитания (см. пат. РФ №110877, H02J 9/06).
Недостатком указанного устройства является его низкая надежность из-за повышенного напряжения на входе основного выпрямителя и на емкостном фильтре. При работе инвертора напряжения на обмотках двигателя переменного тока также формируется повышенное импульсное напряжение, в результате чего снижает надежность бесперебойной работы электропривода при кратковременных нарушениях электроснабжения.
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 для электропривода непрерывного действия, содержащем основной и резервный выпрямители, выходы которых через емкостной фильтр соединены с входами инвертора напряжения, выход которого подключен к двигателю переменного тока, блок управления, первый вход которого соединен с основным вводом электропитания, второй вход подключен к резервному вводу электропитания, а выход блока управления соединен с входом статического компенсатора, выход которого подключен ко второму выводу дросселя, причем первый вывод дросселя соединен с основным вводом электропитания, согласно изменению, он снабжен дополнительными дросселями основного и резервного выпрямителей и датчиками тока основного и резервного выпрямителей, выходы которых подключены к третьему и четвертому входам блока управления соответственно, при этом первый вывод дополнительного дросселя основного выпрямителя подключен к точке соединения дросселя со статическим компенсатором, второй вывод через датчик тока основного выпрямителя соединен с входом основного выпрямителя, при этом первый вывод дополнительного дросселя резервного выпрямителя соединен с резервным вводом электропитания, а второй вывод через датчик тока резервного выпрямителя подключен к входу резервного 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. Выходы выпрямителей через емкостной фильтр 3 соединены с входами инвертора напряжения 4, выход которого подключен к двигателю переменного тока 5. Устройство также содержит блок управления 6, первый вход которого соединен с основным вводом электропитания 7, а второй вход подключен к резервному вводу электропитания 8. Выход блока управления 6 соединен с входом статического компенсатора 9, выход которого подключен ко второму выводу дросселя 10. Первый вывод дросселя 10 соединен с основным вводом электропитания 7. Устройство снабжено дополнительными дросселями 11, 12 основного и резервного выпрямителей и датчиками тока 13, 14 основного и резервного выпрямителей. Выходы датчиков тока подключены к третьему и четвертому входам блока управления 6 соответственно. При этом первый вывод дополнительного дросселя 11 основного выпрямителя подключен к точке соединения 15 дросселя 10 со статическим компенсатором 9. Второй вывод через датчик тока 13 основного выпрямителя соединен с входом основного выпрямителя 1. При этом первый вывод дополнительного дросселя 12 резервного выпрямителя соединен с резервным вводом электропитания 8, а второй вывод через датчик тока 14 резервного выпрямителя подключен к входу резервного выпрямителя 2. Дополнительные дроссели 11, 12 обеспечивают защиту вентилей основного 1 и резервного 2 выпрямителей от токов короткого замыкания при заряде емкостного фильтра 3.
Отличительной особенностью заявляемого технического решения является то, что при наличии напряжения на обоих вводах электропитания, инвертор напряжения получает электропитание от основного и резервного вводов одновременно. Дроссель со статическим компенсатором, подключенные к основному вводу электропитания, формируют на первом выводе дополнительного дросселя основного выпрямителя напряжение, которое равно напряжению на первом выводе дополнительного дросселя резервного выпрямителя, что вызывает одновременное отпирание вентилей основного и резервного выпрямителей. При этом инвертор потребляет примерно равные токи от основного и резервного вводов электропитания.
Преобразователь частоты работает следующим образом. Блок управления 6 контролирует величину напряжения основного 7 и резервного 8 вводов электропитания и токи основного и резервного выпрямителей 1, 2 с датчиков тока 13, 14. При колебаниях напряжения на вводах электропитания 7, 8 в условиях нормального электроснабжения или динамическом изменении потребления тока инвертором напряжения 4, блок управления 6 по сигналам с датчиков тока 13 и 14 выдает команду «выравнивание токов» статическому компенсатору 9. После чего статический компенсатор 9 формирует реактивный ток емкостного или индуктивного характера для дросселя 10 и основного ввода электропитания 7. При этом напряжение на первом выводе дополнительного дросселя 11 изменяется таким образом, чтобы оно стало равно напряжению на первом выводе дополнительного дросселя 12, это вызывает одновременное отпирание вентилей основного и резервного выпрямителей 1, 2. Токи, потребляемые инвертором напряжения 4 от основного и резервного вводов электропитания 7, 8 также будут равны, т.е. электропитание инвертора напряжения 4 осуществляется одновременно от основного и резервного вводов электропитания 7, 8. В условиях нормального электроснабжения преобразователь частоты работает без повышения напряжения на входе основного выпрямителя.
В случае снижения напряжения на основном вводе электропитания 7 до заданной минимальной величины блок управления 6 выдает команду «авария» статическому компенсатору 9. По команде «авария» статический компенсатор 9 прекращает формировать реактивный ток. При этом напряжение на первом выводе дополнительного дросселя 11 станет меньше, чем напряжение на первом выводе дополнительного дросселя 12, это вызовет запирание вентилей основного выпрямителей 1. Произойдет мгновенный переход на электропитание инвертора напряжения 4 только от резервного ввода электропитания 8. Таким образом, в течение всего времени нарушения электроснабжения по основному вводу электропитания 7 инвертор напряжения 4 получает электропитание от резервного ввода 8, обеспечивая устойчивую работу двигателя переменного тока 5.
После восстановления нормального электроснабжения, блок управления 6 выдает команду статическому компенсатору 9 на «выравнивание токов» и электропитание инвертора напряжения 4 от основного и резервного вводов электропитания 7, 8 одновременно.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет обеспечить бесперебойную работу частотно-регулируемого электропривода непрерывного действия при колебаниях напряжения на вводах электропитания, без повышения напряжения на входе основного выпрямителя, осуществить электропитание инвертора напряжения от основного и резервного вводов электропитания одновременно и обеспечить автоматическое переключение на резервный ввод в случае нарушения электроснабжения.