Частотноуправляемый электропривод переменного тока

ЧАСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах, требующих регулирования скорости при низких энергетических затратах, например для регулирования частоты вращения турбомеханизмов.
В качестве прототипа выбран известный частотноуправляемый электропривод переменного тока 1, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты, блок задания скорости, цифровые фазные распределители импульсов, блок синхронизации, дискретный вычислитель, датчики фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения ротора, а также десять интегральных аналого-цифровых преобразователей, три интефатора со сбросом и коммутатор.
Недостатком прототипа является его конструктивная сложность, обусловленная необходимостью использования датчиков фазных токов, фазных напряжений, датчика скорости вращения ротора, аналогоцифровых преобразователей, интеграторов со сбросом и коммутатора.
Предлагаемой полезной моделью решается задача совершенствования частотноуправляемых электроприводов переменного тока.
Технический результат от использования полезной модели заключается в упрощении структуры частотноуправляемого электропривода переменного тока, а следовательно и в повышении его надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что из частотноуправляемого электропривода переменного тока, содержащего асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, преобразователь частоты, датчики фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения
2003119745
uiiipiiiiipjipliipp
МКИ Н 02 P 7/42
ТОКА
ротора, десять интегральных аналого-цифровых преобразователей, три интегратора со сбросом, коммутатор, дискретный вычислитель, цифровые фазные распределители импульсов, блок синхронизации, блок задания скорости, исключаются датчики фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения ротора, а также десять интегральных аналого-цифровых преобразователей, три интегратора со сбросом и коммутатор. Это становится возможным за счет того, что в предлагаемом частотноуправляемом электроприводе переменного тока регулирование скорости вращения ротора асинхронного двигателя осуществляется в соответствии с принципом программного формирования ступеней фиксированных частот выходного напряжения преобразователя частоты; программное формирование ступеней фиксированных частот выходного напряжения преобразователя частоты реализуется дискретным вычислителем на базе быстродействующего RISC-микроконтроллера. Согласно принципу программного формирования ступеней фиксированных частот выходного напряжения преобразователя частоты углы отпирания тиристоров преобразователя частоты рассчитываются заранее для каждой ступени частоты вращения ротора асинхронного двигателя и хранятся в памяти Ш8С-микроконтроллера, что позволяет при формировании выходного напряжения преобразователя частоты отказаться от информации о фазных токах, напряжениях и скорости вращения ротора асинхронного двигателя. Указанное упрощение структуры частотноуправляемого электропривода значительно повышает его надежность.
На чертеже показана структурная схема частотноуправляемого электропривода переменного тока. Блок задания скорости 1 подключен к входу дискретного вычислителя 2, выход которого подключен к цифровым фазным распределителям импульсов 3, 4, 5. Дискретный вычислитель 2 выполнен на базе высокопроизводительного RISC-микроконтроллера, в алгоритм работы которого заложен принцип программного формирования
ступеней фиксированных частот выходного напряжения преобразователя частоты. Управляющие импульсы с выходов блоков 3, 4, 5 поступают на силовые вентили преобразователя частоты 6, снабженного входами для подключения питающей сети. Обмотки фаз статора асинхронного двигателя 7 с короткозамкнутым ротором запитываются от преобразователя частоты 6. Выход блока синхронизации 8, снабженного входами для подключения питающей сети, подключен к дискретному вычислителю 2. Блок задания скорости 1 включает в себя дисплей и клавиатуру. Преобразователь частоты 6 содержит шесть тиристорных трехфазных мостов. Каждая фаза статорной обмотки асинхронного двигателя 7 с короткозамкнутым ротором запитывается от своей пары тиристорных трехфазных мостов преобразователя частоты 6.
Принцип работы предлагаемого частотноуправляемого электропривода переменного тока заключается в следующем.
Задание на частоту вращения асинхронного двигателя 7 вводится с клавиатуры, входящей в состав блока задания скорости 1, и отображается на дисплее блока задания скорости 1. Дискретный вычислитель 2, выполненный на базе RISC-микроконтроллера, в соответствии с принципом программного формирования ступеней фиксированных частот выходного напряжения преобразователя частоты вырабатывает последовательный код, поступающий на блоки 3, 4, 5 цифровых фазных распределителей импульсов. Па дискретный вычислитель также возложены функции связи с блоком задания скорости 1, блоком синхронизации 8 и с вышестоящей ЭВМ. Блоки 3, 4, 5 цифровых фазных распределителей импульсов полученный последовательный код от дискретного вычислителя преобразуют в импульсы управления силовыми тиристорами преобразователя частоты 6. В блоках 3, 4, 5 также осуществляется усиление импульсов управления по току и гальваническая развязка. Выходное напряжение преобразователя частоты 6 подается на асинхронный двигатель 7. Синхронизация импульсов управления
тиристорами с питающей сетью осуществляется с помощью блока синхронизации 8.
Предлагаемый вариант частотноуправляемого электропривода переменного тока, содержащего дискретный вычислитель, построенный на базе высокопроизводительного RISC-микроконтроллера, в алгоритм работы которого заложен принцип программного формирования ступеней фиксированных частот выходного напряжения преобразователя частоты, позволяет отказаться от датчиков фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения ротора, а также десяти интегральных аналогоцифровых преобразователей, трех интеграторов со сбросом и коммутатора, что обеспечивает простоту конструкции электропривода  следствие, высокую надежность его работы.
Источники информации:
1. А. с. № 1086536 СССР, МКИ Н 02 Р 5/34; Н 02 Р 7/42, 1984.