Электропривод переменного тока

Электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()765969

Союз Соеетскик

Социвлистическик

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.04.78 (21) 2607402/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) Я Кл з

Н 02 Р 7/42

Гееудерстеенный комитет

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень №35

Дата опубликования описания 28.09.80 (53) УДК 621.314. .27-83 (088.8) по делам изобретений и открытий

А. М. Литвиненко (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Воронежский политехнический институт (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО TOKA

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области электропривода и может быть использовано в электроприводах различных производственных механизмов, работающих со значительными нагрузками в повторно-кратковременном режиме работы и имеющих обратные связи по величинам, зависящим от магнитного потока, т. е. току двигателя, противоэдс.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, последовательно соединенные сумматор, блок управления преобразователем и преобразователь частоты, подключенные к обмоткам электродвигателя, охваченные обратной связью, включающей датчик тока и последовательно соединенные масштабирующий преобразователь и инвертор, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения (1).

Однако это устройство имеет невысокую точность регулирования, которая вызвана невозможностью учета температурной погрешности, появляющейся из за зависимости магнитных свойств материала магнитопровода от температуры. В результате этого появляются температурные вариации магнитной проницаемости, потокосцепления, и следовательно, тока главной цепи двигателя и тока возбуждения. Эти вариации проявляются особенно ярко при повторно кратковременном режиме работы, когда времена пуска и паузы соизмеримы с постоянной времени нагрева двигателя. Уменьшение магнитной проницаемости проводит к изменению коэффициента пропорциональности меж10 ду нагрузкой на валу и током двигателя на несколько процентов по сравнению с холодным двигателем, что неблагоприятно сказывается на показателях качества системы управления. Указанные зависимости наиболее ярко проявляются в электро риводах, имеющих отсечку по току (экскаваторные характеристики). В этом случае фактически наблюдается наличие двух характеристик для холодного двигателя и для горячего.

Кроме того возможно наличие большого чис2О „ Iа f1 1 iходных характеpHcTHK, сI раведливь;х для прогретого до некоторого промежуточного значения температуры двигателя.

Таким образом, сигнал с выхода датчика тока является пропорциональным току, тем765969 пературе и времени. Одновременный учет этих возмущающих факторов возможен при использовании известных устройств, в частности функциональных преобразователей.

Однако в этом случае наблюдается значительное усложнение структуры системы (например в прототипе). Между тем, в ряде приводов, например в приводах экскаваторов, главным условием обеспечения производительности машин является максимальная простота и надежность системы управления. Использование элементов системы

УБСР с большим числом переходных контактов и потенциальных связей, с многократным преобразованием управляющих сигналов, оказывается неоправданным, если возможны реализация структуры на основе . использования менее сложных, более грубых средств управления, например магнитных усилителей на промышленной частоте, а также пассивных нелинейных элементов с особыми свойствами.

Цель изобретения — повышение точности регулирования за счет учета температурной погрешности.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнительно введен термомагнитный корректирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к датчику тока, а вторичная обмотка подключена к масштабируюгцему преобразователю.

На фиг. 1 показана функциональная схема привода; на фиг. 2 схематично показан электротермический термомагнитный корректирующий трансформатор.

Система управления электроприводом включает в себя силовую часть — электродвигатель 1 переменного тока, приводящий в движение рабочий механизм 2. Двигатель питается от управляемого преобразователя частоты 3, к которому подключен блок управления 4. На вход блока управления подаются сигналы обратных связей по скорости, углу. поворота, току, на пряже ни1О и т. д.

Часто используются только обратные свя;и по скорости и току. Сигнал обратной связи по току поступает с выхода ц1унтового датчика тока 5.. Последовательно датчику включено электротермическое термомагнитное корректирующее устройство (трансформатор) 6 . Он выполнен в виде индукционнпго нагревателя первичной катушки надетого на сердечник, моделирующий магнитную цепь двигателя.

Магнитопровод термомагнитного корректирующего трансформатора выполнен из ilaтериала магнитной цепи двигателя, я постоянные времени нагрева термомагнитного корректирующего трансформатора и двигателя совпадают.

На сердечнике трансформатора располагается выходная (вторичная) катушка. Выход с аналогового корректирующего трансформатора присоединен к входу масштабирующего преобразователя 7, а затем — к инвертору 8. Выход инвертора 8 подключен к сумматору 9, где сигнал сравнивается с заданным, а затем подается на вход блока управления 4. Электротермический термомагнитный аналоговый корректирующий трансформатор включает в себя индукционные нагреватели (катушки) 10, расположенные на уменьшенном аналоге магнитной цепи двигателя 11, на котором также расположена выходная катушка 12. Выводы этой катушки присоединены к выходным зажимам 13 корректирующего устройства, а выводы нагревателей — к входным зажимам

14.

Электропривод работает следующим образом.

Двигатель 1, питаюшийся от управляемого преобразователя 3 и блока управления 4, вращает нагрузку 2. Скорость вращения измеряется тахогенератором, сигнал с которого сравнивается с заданным, а сигнал рассогласования подается на блок 4.

Электропривод имеет также обратную связь по току. Коэффициент передачи сигнала обратной связи при этом пропорционален магнитному потоку. и, следовательно, магнит»ой проницаемости материала магнитопровода.

Пусть привод имеет обратную связь по току, заводящуюся = датчика тэка 5. Далее сигнмл попадает на вход аналогового термомагнитного устройсгва 6, ; то1нее па вывоJbl 14 индукционных нагревателей 10. Поскольку магнитные и тепловые параметры (магнитная проницаемость, конфигурация, постоянная времени) магнитной цепи дви1àòåëÿ и сердечника 11 сонг адает, в начальныс моменты времени разогрева машины проз и с ходит сл еду ю ше е.

С выхода датчика тока 5 сигнал попадает на вход корреKTvp) Ioùåão трансформатора 6, масштабируется преобразователем 7, 111верти11 /ется инвертопом 8 и с IlpoTHB0110gg лОж:1ы "fi пО Отнов1еHHIQ к сигнал j с датчиКо:sl 5 знаком подастся на вход сумматора 9.

C«r eaл р11ссогла Ования нод;- ется на вход блок;". 4. Пэ прошествии =-:-"мсни порядка нескольких постояш:ых времени нагрева приводя, магнитопровод двигателя нагревается, что вызывает, вследствие функциональной зависимости магнич ной про HUBpMocTH От температуры, у.1еньшение магнитного потокя., а, следовательно, и гока двигателя. В результате этого сигнала с выхода дат 1И б кя 5 при той:ке скорости вращения будет иметь иное, меньшее значение. Цепочка из блоков 6- — 8 слу кит для уче,"а этого изменения. Так, сигнал на выходе аналогового термомагнитного устройства 6 также уменьшается вследствие изменения магнитнои про>> ницаемости магнитопровода 11 при подогреве индукционными нагревателями 10, с которыми выходная катушка 12 находится в магнитной связи. Далее сигнал масштаби1

765969 руется преобразователем 7 и поступает на инвертор 8.

Поскольку основной сигнал уменьшился, сигнал с инвертора 8 становится менее отрицательным, вследствие чего уменьшение сигнала с датчика 5 компенсируется уменьшением доли отрицательного сигнала с инвертора 8. При полном прогреве двигателя и аналогового корректирующего устройства между током двигателя и сигналом с выхода сумматора 9 устанавливается новое, постоянное соотношение, иное, чем при холодном двигателе. При охлаждении двигателя в результате останова или из-за сброса нагрузки в системе снова устанавливается первоначальное соотношение между током и нагрузкой. При нагреве двигателя процесс повторяется. Если материал двигателя характеризуется такой зависимостью магнитной проницаемости от температуры, что на некоторых участках наблюдается увеличение проницаемости в зависимости от температуры, то все вышеописанные процессы протекают в обратном порядке, т. е. при полном прогреве наблюдается уменьшение тока по сравнению с холодным двигателем и соответственно сигнал с датчика тока и масштабного преобразователя увеличивается, и происходит компенсация этого увеличения.

Применение предлагаемого изобретения позволяет компенсировать одни из самых распространенных и трудновыявляемых возмущений — температурные погрешности м а гнитной цепи. Это достигается сравнительно простым, удобным способом — применением уменьшенного аналога магнитной цепи.

Размеры его таковы, что корректирующее термомагнитное устройство размещается на стандартной ячейке. Предлагаемое устройство учитывает и компенсирует температурные вариации коэффициента пропорциональ" ности между током и нагрузкой.

Фор,иула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, последовательно соединенные сумматор, блок управления преобразователем и преобразователь частоты, подключенные к обмоткам электродвигателя, охваченные обратной связью, включающей датчик тока и последовательно соединенные масштабирующий преобразователь и инвертор, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, ур отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, электропривод дополнительно снабжен термомагнитным корректирующим трансформатором, первичная обмотка которого подключена к датчику тока, а вторичная — к магштабирующему пре; образователю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР зо ЛЪ 546080, кл. Н 02 P 7/42, 1975.

765969

Составитель Е. Перемыслова

Редактор И. Мырдина Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 6928/! 9 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4