Устройство для управления асинхроннымэлектродвигателем

Устройство для управления асинхроннымэлектродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и838997

Сеюз Советскнн

Соцналнстнческнк

Республик

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ° К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 03.09.79 (21) 2836341/24-07 с присоединением заявки М (28) Приоритет (5!)М. Кл.

Н 02 P 7/42

Вюудлрстюенный кюмнтвт

СССР

IIo делам нзюбретеннй н юткрытнйОпубликовано 15.06.81. Бюллетень лй 22 (53) УДК 621.316..718 (088.8) Дата опубликования описания 15.06.81 (72) Авторы изобретения

М. Н. Новиков, Ю. А, Шубин и H. В. Заколяпин

ЪКурганский машиностроительный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, в . частности к управлению электроприводами переменного тока, и может быть использовано в электроприводах, работающих при широком диапазоне изменения частоты питающего статор напряжения для улучшения энергетичес5 ких показателей.

Известно устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее датчик частоты вращения на валу, выход которого подтО соединен к сумматору, второй вход последнего соединен с блоком задания частоты, а выход сумматора — к блоку управления преобразователем частоты, к которому подключен двигатель (11.

Однако наличие датчика частоты вращения усложняет реализацию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, блок задания, сумматор и блок коррекции, выход преобразователя частоты соединен с двигателем, его управляющий вход по частоте подключен к блоку задания, а управляющий вход по напряжению соединен с сумматором, один вход которого подключен к блоку задания, а второй — к выходу корректирующего блока, входы которого соединены с датчиком напряжения на зажимах двигателя и выходом блока перемножения. тока двигателя на частоту (2).

Недостатком этого устройства является наличие ошибки регулирования„ поскольку используется принцип регулирования по отклонению.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в корректирующий блок введены блок деления и блок умножения, при этом входы блока деления соединены с датчиком напряжения и с выходом блока. суммирования, а его выход и выход блока перемножения тока двигателя на частоту подсоединены к входам блока чножения, выход которого является выходом корректирующего блока.

3 838997

На чертеже представлена схема устройства для управления асинхронным электродвигателем, Устройство содержит управляемый преобразователь 1 частоты, включающий силовую часть 2 и системы 3 и 4 управления частотой и напряжением, асинхронный электродвигатель

5, блок 6 задания, блок 7 перемножения тока двигателя на частоту, датчик 8 тока, датчик 9 напряжения, корректирующий блок 10, сумматор 11, блок 12 умножения, и блок 13 деления.

Здесь за эталонное напряжение статора U( принято напряжение, выбираемое из следующих соображений. Ток в фазе статора из

Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя, если пренебречь активным сопротивлением статора, равен

Kp (t) А1 = — -1 —. 1 . < (Р)

U н

1 где Ul — напряжение статора; — соответственно частота и номи>;нальная частота напряжения, V(jb) — функция от абсолютного сколь. жения р, коэффициенты которой зависят от параметров схемы замещения Ад при номи> нальной частоте и являются постоянными.

Из (1) следует, что для получения P =

= coAst) что равносильно 4(P) = coost> к ,статору необходимо подводить напряжение

U = С .З, f, (2)

1 где С =, постоянныи коэффи. ЮМ циснт

В схеме сигнал, равный эталонному напряжению Uy, получают с помощью блока 7, + представляющего собой простейшую цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности, причем активное сопротивление резистора в 8 — 1О раз больше индукп(вного .опротивления катушки при номинальной частоте. При питании такой цепи от трансформатора тока, падение напряжения на катушке индуктивности примерно пропорционально произведению тока электро. двигателя на частоту.

Для того, чтобы напряжение статора О,)( было равно эталон1юму напряжению U,, необходимо, чтобы в любой момент времени коэффициент усиления системы регулирования напряжения, определенный как

K (>) = -+ - —, (3) О, (t) должен быть равен 1.

При этом коэффициент усиления по напря жению равен

K (t) = Ku (t) Kp(t) (4) где K„(t) — коэффициент усиления преоб5 разователя;

Kp(t) — коэффициент усиления регулятора.

Здесь Оц — управляющее воздействие, поступающее на вход системы управления напряжением преобразователя.

Из (4) следует, что для выполнения равенства K(t) = 1, необходимо, чтобы (5)

15 Ku (t)

Отсюда следует,,что, если регулятор выполнить в виде блока умножения, на один вход которого подавать эталонное напряжение, а на другой — сигнал, пропорциональный необходимому коэффициенту его усиле-! ния, опредсляемому из (5), система осуществляет регулирование без ошибки (естественно, это возможно только при точной реализации элементов управляющего устройства).

При этом значение необходимого коэффициента усиления регулятора может быть определено путем деления величины управляющего воздействия Оо, подводимого к системе управления напряжением и напряжения

N U, подводимого к двигателю.

Управление асинхронным двигателем при этом осуществляется следующим образом.

При поступлении с блока 6 задания сигнала Uf, определяющего частоту напряжения, Ç5 в систему 3 управления частотой через сумматор 11 в систему 4 управления напряжением на выходе управляемого преобразователя 1 возникнет напряжение 01, изменяющееся с частотой fq под действием кото4О рого в статорной цепи возникнет ток 3).

При этом коэффициент усиления преобразователя по напряжению К„г относительно сигнала 0 выбирается таким образом, чтобы

Kuf « Kup, (6)

45 где Кц = — — коэффициент усиления

U1

Uf преобразователя по напряжению относительно сигнала О, K„p = — — — коэффициент усиления

50 О преобразователя по напряжению относительно выходного сигнала регулятора Up.

При выполнении (6) напряжение U, появляющееся в первый момент времени на

55 выходе преобразователя, всегда меньше эта+ лонного V>, определяемого в блоке 7 и поступающего на первый вход блока )2 умножения, на другой вход которого с выхода

838997 6 скольжения и точность регулирования частоты вращения двигателя.

Если в процессе работы под действием каких-либо возмущений величина 01 станет меньше (больше) эталонного напряжения U, это выразится в изменении коэффициента усиления напряжения преобразователя, который при этом уменьшится (увеличится). Это в свою очередь приведет к увеличению (уменьшению) коэффициента усиления регулятора, что приведет к увеличению (уменьшению) его выходного напряжения Up, и, следовательно, управляющего воздействия канала напряжения 0о, что повлечет за собой увеличение (уменьшение) напряжения U> до величины эталонного значения.

5 блока 13 деления поступает сигнал Кр, величина которого обратна величине коэффициента усиления преобразователя по напряжению К = — —— и, 0

В результате этого на выходе блока 12 появляется сигнал Up, что приводит к увеличению выходного сигнала сумматора, так как 0О = 0 + Up, Это приведет к увеличению напряжения

U до величины 0„поскольку в любой момент времени коэффициент усиления системы по напряжению равен 1.

Таким образом, обеспечивается поддержание такого напряжения на статоре, при котором абсолютное скольжение ротора АД остается постоянным, независимым от нагрузки, т.е. повышается точность задания частоты

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, блок задания, сумматор и блок коррекции, выход преобразователя .частоты соединен с двигателем, его управляющий вход по частоте подключен к блоку задания, управляющий вход по напряжению соединен с сумматором, один вход которого подключен к блоку задания, а второй — к выходу корректирующего блока, входы которого соединены с датчиком напряжения на зажимах двигателя и выходом блока перемножения тока двигателя на частоту, о т л и ч а ю щ е е с я

gp гем,что, с целью увеличения точности управления, в корректирующий блок введены блок деления и блок умножения, при этом входы блока деления соединены с датчиком напряжения и с выходом блока суммирования, a его выход и выхдд блока перемножения тока двигателя на частоту подсоединен к входам блока умножения, выход которого является выходом корректирующего блока.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 609199 кл. Н 02 P 7/42, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР Р 463216 кл. Н 02 Р 7/42, 1972.

838997

Составитель В. Тарасов

Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шомак

Редактор М. Недолуженко

Заказ 4471(88

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4