Устройство для управления асинхронным электродвигателем

Устройство для управления асинхронным электродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Социалистмческик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ц)868960 (6l ) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22} Заявлено 1603.77 (21) 2463656/24-07 с присоединением заявки рм (23) Приоритет (53)N. Кл, H 02 P 5/34

Н 02 P 7/42

Ркухэрсткнный комитет СССР но аеээи изобретений н открытий

Опублкковвно 300981. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 300981

{SS) ДК621..313.333 (088.8) Э. Блум (СФРЮ), В.А. Трапезников, С. ЖмойИЧ (СФРЮ), С.В. Емельянов, Б. Матич (СФРЮ), В,:И. Уткин, А. Салихбегович (СФРЮ), Н.Е. Костылева, А.Шабанович(СФРЮ), Д.Б. Изосимов, И. Бенца (СФРЮ) ;и А.П. Окунев (Всесоюзный научно-исследовател1ьский:. инетитут. системных исследований

Я (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов в управляемом электроприводе на ба=е короткозамкнутого асинхронного двигателя, применяемого в отраслях народного хозяйства, где требуется высокая

5 точность воспроизведения заданных параметров управления.

Известны устройства для управления асинхронным двигателем, содержащие ко10 ординатный преобразователь, связан ный через узлы с релейными характеристиками с преобразователем энергии на ключевых элементах, который подключен к обмоткам асинхронного двигателя (13.

Эти устройства обеспечивают высокую точность управления параметрами асинхронного двигателя, но являются сложными в реализации из-за наличия электромеханических узлов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее два формирователя сигнала линейной комбинации ошибки управления и ее производных, датчик фазных составляющих потокосцеплений ротора, подключенный к первой группе входов координатного преобразователя, выход которого связан через преобразователь числа фаз и блок формирователей релейных сигналов со входом преобразователя энергии на ключевых элементах, выход которого связан с обмотками статора асинхронного двигателя (21.

Это устройство может обеспечивать высокую точность управления, однако на эту точность в значительной мере. влияет нестабильность параметров отдельных узлов устройства и на практнке реализовать высокую точность регулирования не удается.

Цель изобретения — повышение точности регулирования скорости вращения асинхронного двигателя.

86

Указанная цель достигается тем, что s устройство введены два узла с нелинейными характеристиками типа

"гистерезис", вход каждого из которых подключен к выходу одного из формирователей сигнала комбинации ошибки управления и ее гроизводных, а выходы подключены ко второй группе входов координатного преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 энергии на, ключевых элементах, коммутирующий напряжение постоянного тока с величиной U0. Нагрузка 2 установлена на валу асинхронного двигателя 3, который подключен к выходу преобразователя 1 энергии .

С асинхронным двигателем 3 связаны датчик 4 текущих фазных составляющих потокосцеплений ротора и датчики 5 истинных значений регулируемых параметров х и х, например скорости и величины потокосцепления ротора двигателя. Выходы датчиков 5 подключены к узлам б сравнения заданных.параметров управления х и х > с параметрами х и х .

Выходы узлов б подключены ко входам формирователей 7 сигналов комбинаций 54 и S< ошибок управления и их производных. Входы узлов 8 с нелинейными характеристиками типа "гистерезис" подключены к выходам формирователей 7, а их выходы связаны со входами координатного преобразователя 9, выход которого через преобразователь 10 числа фаз связан со входом блока 11 формирователей релейных сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемые параметры х и х, измеренные датчиками 5, сравниваются в узлах б с сигналами задания х„ и х . Результаты сравнения (ошибкй управления) поступают в формирователи, которые формируют сигналы S è Sg в виде линейных комбинаций ошибок управления и их производных, Узлы 8 формируют из сигналов S и В сигналы, совпадающие по знаку с сигналами ь„ и S< и постоянные по величине.. Формирование этих сигналов пр1эисходит в соответствии с характеристиками типа "гистереэис" узлов 8.

Выходные сигналы узлов 8 поступают на входы координатного преобразователя 9, на другие входы которого по5

1О

60 4 ступают сигналы Фу и Ф от датчика 4 составляющих потокосцеплений ротора.

Координатный преобразователь содержит четыре ключа К, К, К и К (по числу требуемых дня координатного преобразования блоков умножения) и два сумматора. Сигналы,от датчика 4 поступают на сигнальные входы ключей

К4-К, а сигналы от узлов 8 — на управляющие входы этих ключей, что обеспечивает модуляцию этих сигналов сигналами ф и Ф . Сигналы на выходах координатного преобразователя 9 содержат информацию о требуемой частоте напряжения статора двигателя 3, о величинах сигналов Ф и ф и о линейных комбинациях S и S .

Сигналы с выхода координатного преобразователя 9 преобразуются в многофазные сигналы с требуемым для двигателя числом фаз с помощью блока 10 выходные сигналы которого поступают на блок 11 формирователей релейных сигналов. Блок 11 вырабатывает релейные сигналы управления ключами преобразователя 1 энергии, ко орый питает двигатель 3 широтно модулированным напряжением с величиной U0.

Использование в предлагаемом устройстве усилителя напряжения на ключевых элементах и.узлов с нелинейными (релейными) характеристиками позволяет рассматривать это устройство как систему управления с переменной структурой и производить выбор коэффициентов отдельных узлов и расчет устройства в целом на основе известной теории систем управления с переменной структурой.

Согласно этой -теории в предлагаемом устройстве возникают 1|скользящие режимы" — сигналы S< и S> равны нулю.

В этих режимах изменение во времени фактических значений регулируемых параметров, например скорости, не зависит от параметров асинхронной машины и отдельных блоков устройства управления, а определяется изменением во времени заданий на регулируемые параметры, а также коэффициентами, принятыми в линейных комбинациях ошибок управления и их производных. Таким образом, удается обеспечить высокую точность управления параметрами двигателя, например скоростью, определяемую в основном точностью датчиков фактических значений регулируемых параметроз.

Формула изобретения

868960

Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее два формирователя сигнала линейной комбинации ошибки управления и ее производных, датчик фазных составляющих потокосцеплений ротора, подключенный к первой группе входов координатного преобразователя, выход которого свя- 10 зан через преобразователь числа фаз и блок формирователей релейных сигналов со входом преобразователя энергии на ключевых элементах, выход которого связан с обмотками статора асинхронно- ig

ro электродвигателя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости вращения, в устройство введены два узла с нелинейныин характеристикою типа "гистерезис", вход каждого. из которых подключен к выходу одного из формирователей сигнала комбинации ошибки управления и ее производных, а выходы подключены ко второй группе входов координатного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бродовский В.Н. и др. Приводы с частотно-токовым управлением. И., ."Энергия", 1974, с. 25-4О.

2. Патент ФРГ Ф 19413)2, кл. 21 С 59/36, 1971.

868960

Редактор Ю.

Корректор М. Помо ехредС.Мигунова

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8351/81

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