Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя

Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

3 (ll) 442561 (6l) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 08.09.72(2j) 1827107/24-7 (51) N. Кл.

Н 02 р 5/34 с присоединением заявки ¹â€”

Гасударстаанный намнтвт

Вааата Мнннстраа СИр аа двлам нзаарвтаннй н атнритнй

32) ПриоритетОпубликовано 06 pg 74Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 05.09.75 (53) УДК 621.313.333;

: 62 1. 3 14.6(088.83 (?2) Авторы изобретения

P. Т. Шрейнер и М. С. Карагодин

Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться при построении регулируемых асинхронных электроприводов с частотным управлением.

Известны системы частотного управления 5 асинхронными электроприводами,.в которых используются вентильные преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Высококачественные характеристики таких электроприводов обеспечивают- 10 ся при использовании структур подчиненно.го регулирования, состоящих из каскадно включенных регуляторов скорости, тока и скольже, Однако при использовании таких структур, содержащих преобразователь частоты 1Ь с автономным инвертором тока, затруднено получение удовлетворительного качества процессов регулирования тока и скорости, вследствие сильного отрицательного влияния э. д. с. вращения двигателя, приведен- 20 ной ко входу инвертора. Причем для регулирования скорости в известных устройствах используются сложные параметрические датчики момента.

Кроме того, задание абсолютного сколь- 25 жения в функции выходного сигнала регулятора скорости не обеспечивает оптимальный режим работы электропривода при выходе управляемого выпрямителя в режим естественного ограничения выходного напряжения.

Цель изобретения — устранить влияние э. д. с. вращения двигателя на процессы регулирования тока и скорости, исключить сложные параметрические датчики момента упростить синтез регулятора скорости и обеспечить оптимизацию системы во всех режимах работы электропривода.

Указанные задачи решаются путем введения контура регулирования напряжения на дросселе в цепи постоянного тока, изменения схемы подключения блока нелинейности, оптимизирующего работу электропривода и включения блока нелинейности, линеаризующего характеристику М = Х (<).

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит силовой преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, состоящий из мостового трехфазного управляемого выпрямителя 1

44256 1 с системой импульсно-фазового управления

2, дросселя 3 в цепи постоянного тока и автономного инвертора тока 4, подключенного к статорной обмотке асинхронного двигателя 5.

Устройство состоит из регулятора скорости 6, на входе которого суммируется сигнал задания Q с сигналом отрицательной обратной связи по скорости, полу чаемым с помощью тахогенератора 7, который связан с валом двигателя.. Выходной сигнал регулятора скорости 6 через нелинейный блок 8 подается на вход регулятора тока 9, где сравнивается с сигналом отрицательной обратной связи по току, получаемым с помощью датчика тока 10, подключенного к шунту 11 в звене постоянного тока. Одновременно выход регулятора скорости 6 соединен с управляющим входом 12 регулятора скольжения 13, причем полярность управляющего сигнала по этому входу определяет знак абсолютного скольжения Р асинхронного двигателя. Величина Р задается по входу 14 регулятора скольжения 13 через нелинейный блок

15, соединенный. с выходом датчика тока

10. Выход регулятора скольжения 13 соединен со входом системы управления инвертором 16. Для автоматжес.кой компенсации возмущающего воздействия (скорости вала двигателя) по отношению к регулируемой координате ф используется бесконтактный сельсин 17, связанный с валом двигателя, причем роторная обмотка

1 сельсина получает питание от системы управления инвертором 16, а статорная i подключена к регулятору скольжения 13.

Выходной сигнал регулятора тока 9 суммируется на входе регулятора напряжения

18 с сигналом отрицательной обратной связи по напряжению на дросселе 3, по. . лучаемом с помощью датчика напряжения 19. Выход регулятора напряжения соединен с системой управления выпрямителем.

Положительный эффект, достигаемый в результате включения вышеуказанных элементов, заключается в следующем. При использовании типовых структур регуляторов тока, не содержащих внутренних контуров регулирования напряжения, перерегулирование тока, в частности; при переводе электропривода в тормозной режим может листигать более. 100%.

Точная компенсация влияния этого фактора известными методами, в частности, путем введения положительной обратной связи по э. д. с. двигателя затрудняется в связи с нелинейностью характеристик управляемого выпрямителя и их неоднозначностью для режимов непрерывного и прерывистого токов. При этом требуется очень тщательная настройка системы. Однако в этом случае не исключается возможность перекомпенсации и возникновения автоколебаний в системе при случайном изменении ее параметров.

1О

В предлагаемом устройстве указанные недостатки полностью устраняются благодара введению вйутреннего контура регулирования напряжения на дросселе. Положительный эф15 фект достигается в результате того, что отрицательная обратная связь по напряжению на дросселе является по существу комбинацией отрицательной обратной связи по выходному напряжению управляемого выgp прямителя, линеаризующей и стабилизирующей

его характеристики, и положительной обратной связи по э. д. с, Е, приведенной ко входу инвертора компенсирующей влияние э. д. с. вращения двигателя в контуре под стоянного тока.. Предлагаемая комбинация этих связей, требующая нали пгя только одного датчика напряжения, значительно упрощает систеыу управления и исключает возможность перекомпенсации влияния э. д. с. щ двигателя. Благодаря этому повышается стабильность системы управления, облегчается настройка регуляторов и обеспечивает« ся высокое качество процессов регулирования тока и скорости.

35 Включение нелинейного блока 15 на вы,ход датчика тока 10 позволяет оптимизировать режимы работы асинхронного двигателя и повысить экономичность привода за счет автоматического регулирования абсолютного скольжения двигателя в функции текушего значения тока статора (в частности по закону минимума тока), независимо от:, выхода управляемого выпрямителя в режим естественного ограничения выходного напря45 жени я.

Введение нелинейного блбка 8 позволяет скомпенсировать нелинейность статической .характеристики объекта и тем самым упро» стить синтез регулятора скорости

Регулирование момента осуществляется по сигналу простого датчика тока без при» ,менения сложного параметрического датчика момента.

Эти решения позволяют создать систе55 му регулирования, с помощью которой в полной мере используются преимущества систем с автономными инверторами тока, 442561 допускаюшими двусторонний обмен энергиейс питающей сетью при одном комплек-. — ч те управляемого выпрямителя. В целом такая система конкурентноспособна с при-:. водом постоянного тока как по рабочим ха- б рактеристикам, так и по затратам оборудо вания

Предмет изобретения

1. Устройство для регулирования ско.рости асинхронного электродвигателя, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, содержащему регули- руемый выпрямитель,дроссель и инвентор,выполненное по приндипу подчиненного регулирования с регуляторами скорости, тока и скольжения и соответствующими датчиками, о тличаюшееся тем, что, сцелью повышения точности и упрощения регулирования и повышения экономичности, оно содержит регулятор напряжения, один из вхо-" дов которого через датчик напряжения соединен с дросселем преобразователя частоты, второй вход - с выходом регулятора тока, а выход-, с системой управления выпрямителем, и нелинейный блок, вход которого соединен с датчиком тока, а вы ход с одним из входов регулятора сколь жения, второй вход которого подключен к выходу регулятора скорости.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что, .между регулятором скорости и регулятором тока включен дополнительный нелинейный блок.

442561

Составитель Л. Згарасенко

Заказ „, Я Изд. лй ®

Тираж 722

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, И3035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Редактор р.федвдм щ Техред И.Карандашовй Корректор H. oKcH"

Е Хмелева