Устройство для управления асинхронным двигателем

Патент 888316

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советскик

Социапистическии

Респубпии

,888316 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28. 08. 78 (21) 2657919/24-07 с присоединением заявки РЙвЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07 ° 12° . 81 ° Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 09 12 81 (5I }М. Кл.

Н 02 Р 5/34

Н 02 Р 7/42 еоударстееииый комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

{53) УДК Ь21*316.. .718.5(088.8) (72) Авторы изобретения

И. A. Альтшулер, С. О. Кривицкий и И. И. (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро;технике, и может найти применение в электроприводах клетей прокатных станов.

Известно устройство для управления асинхронным двигателем, содержащем задатчики амплитуды и частоты напряжения статора двигателя и преобравЂ” зователь частоты P J. При этом задат-. чик амплитуды напряжения статора связан с задатчиком частоты.

Недостатком этого устройства является невысокая точность управления скоростью асинхронного двигателя в переходных режимах работы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство управления асинхронным двигателем, содержащее преобразователь частоты, задатчики амплитуды и частоты напряжения статора, датчики фазных токов и напряжений статора, блоки умножения, сумматоры, задатчик и регулятор потокосцепления ротора, блоки координатных преобразований, бло) деления и датчик частоты вращения ротора двигателя 2, Это устройство управления является многоэлементным сложным электро механическим устройством, что является его недостатком.

Целью изобретения является упрощение устройства управления асинхронным двигателем.

1О, Цель достигается тем, что устроиство управления асинхронным двигателем, которое содержит преобразователь частоты, один вход которого подключен к задатчику амплитуды, а другой вЂ” к задатчику частоты напряжения статора, датчики фазных токов и напряжений статора, два блока умножения, сумматор, задатчик потокосцепления ротора и блок деления, снабжено блоками нелинейности, выделения переменной составляющей и сигналов обратной связи с выходами амплитуды напряжения статора, двухфазных токов и ЭДС

8883

25 статора, индуктируемых потокосцеплением ротора, и амплитуды этой ЗДС статора, при этом входы блока сигналов обратной связи подключены к датчикам фаэйых токов и напряжений ста5 тора, его выходы двухфазных токов и

ЭДС статора соответственно попарно подключены к блокам умножения, его выход амплитуды ЭДС статора соединен с одним входом задатчика часто- 10 ты напряжения статора, а его выход амплитуды напряжения статора подключен ко входу делителя блока деления» вход делимого которого через сумматор связан с выходами блоков умножения, при этом выход блока деления через последовательно включенные блоки нелинейности и выделения переменной составляющей соединен с другим входом эадатчика частоты напряжения статора, а задатчик потокосцепления

20 ротора подключен ко входу сумматора.

На чертеже показана структурная схема устройства управления асинхронным двигателем.

Преобразователь 1 частоты подклю- чен к статорным обмоткам двигателя 2.

Измерители 3 и 4 фазных токов и напряжений статора соответственно двигателя 2 подключены ко входам 5 блока

6 сигналов обратной связи. Выходы двухФазных сигналов фазных токов (- 1 ) и ЗДС 9A,(3 -3 )статора попарно подключены ко входам блоков 7 и 8 умножения, выходы которых подключены к суммирующим входам сумматора 9. K вычитающему входу сумматора 9 подключен выход задатчика потокосцепления ротора (тока намагничивания 10) . Выход сумматора 9 соединен со входом делимого блока 10 деления, ко входу де40 лителя которого подключен выход амплитуды напряжения статора блока 6 сигналов обратной связи. Выход блока

10 деления через блок 11 нелинейности и через блок 12 выделения перемен- 45 ной составляющей подключен к одному входу задатчика 13 частоты напряжения статора, к другому входу которого подключен выход амплитуды ЗДС статора блока 6 сигналов обратной связи. Выход задатчика 13 соединен со входом частоты напряжения ствтора преобразователя частоты. Ко входу амплитуды напряжения статора преобразователя 1 частоты подключен выход эадатчика 14 s5 амплитуды напряжения статора. Задатчик амплитуды напряжения статора устройства управления асинхронным дви16, 4 гателем может содержать блок 15 рассогласования напряжений статора, выход которого подключен к эадатчику 16.

Вычитающий вход блока 15 соединен с выходом амплитуды напряжения статора блока 6. Суммирующий вход блока 15 через регулятор 17 скорости подключен к выходу блока 18 рассогласования скоростей.Вычитающий вход блока 10 соединен с выходом тахогенератора 19, а суммирующий . соединен с выходом заДатчика скорости.

В рассмотренной блок-схеме устройства управления асинхронным двигателем в общем случае амплитуда напряжения статора определяется независимым сигналом U задания на входе преобразователя частоты 1. В частных случаях сигнал О формируется задатчиком 14, выполняющим роль регулятора амплитуды напряжения задания, для которого может служить сигнал с выхода регулятора 17 скорости враще-. ния . Сигнал задания частоты fg статора формируется в соответствйи со следующей формулой для частоты шс вектора напряжения статора LU =К 9+ вЂ” (aV.CB1nX г с а+

К ЕД Д. Е -eÑ) " -,Д- A0j

О где К1, К и К - коэффициенты пропорциональности1

3 - амплитуда ЭДС статора, индуктируемая потокосцеплением ротора;

В„,Я .фс - разные ЗДС статора; д 1 1Ь 1с фазные токи ста тора;

Л 0 - постоянная величина, зависящая от тока намагничивания 1 (потокосцепО ления ротора Ц

0 - амплитуда напряжения статора.

Устройство управления асинхронным двигателем в варианте с тахогенератором работает следующим образом, Сигнал задания скорости сравнивается с сигналом обратной связи по скорости, поступающим от тахогенератора

19, в блоке 18 рассогласования скоростей. Сигнал рассогласования скорости преобразуется в регуляторе скоформула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Сандлер А. С. Сарбатов P.Ñ.

Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. Н., "Энергия", 1974, гл. 11.

2. Шрейнер P. Г. Федоренко А. Л.

Система автоматического управления асинхронным электроприводом с автономным инвертором напряжения. Сб. статей "Динамика систем управления", .Кишинев, "Штиница", 1975, ч. 1.

5 8883 рости 17 в сигнал задания амплитуды напряжения статора, который сравнивается в блоке 15 с сигналом обратной связи по амплитуде напряжения статора U, формируемым блоком 6. Сигнал .рассогласования амплитуды напряжения статора с выхода блока 15 через регулятор амплитуды в виде сигнала U ocxyпает на один из входов преобразователя

1 частоты, который в соответствии с сиг-, 1 налом Ой формирует требуемую величину фазных напряжений статора двигателя 2.

В процессе работы привода непрерывно измеряются шазные токи и напряжения статора соответственно измерителями

3, 4. Результаты измерений напряжений и токов преобразуются в блоке 6 в сигнал амплитуды напряжения статора U,, в фазные ЭДС статора Яд, В, 9, ин-. дуктируемые потокосцеплением ротора ф и в амплитуду 3 фазных ЭДС статора.

Сигналы фазных ЭДС и токов статора преобразуются в двухфазные сигналы, затеи перемножаются попарно с помо- и щью блоков 7 и 8, результаты суммируются в сумматоре 9, а сумма уменьшается на величину, пропорциональную току 1 1потокосцеплению ротора 4 ).

Выходной сигнал сумматора 9 уменьшают щ путем деления его на сигнал амплитуды напряжения статора U в блоке 10 деления. Выходной сигнал блока 10 деления преобразуют с помощью блока 11 с нелинейной характеристикой типа

arcsin, из результата исключают постоянную составляющую с помощью блока

l2 выделения переменной составляющей (конденсатора) и далее суммируют полученный.сигнал с сигналом g ампли40 туды ЭДС статора в задатчике 13 час.тоты напряжения статора. Выходной сигнал этого сумматора является сигналом задания fa частоты напряжения стаМ .тора. Сигнал 3 несет информацию об основной сдставляющей частоты (фазы) напряжения статора, а сигнал после разделительного конденсатора 12 являетсл корректирующим сигналом фазы напряжения статора.

Из описания работы привода следует, $0 что формирование основного и корректирующего сигналов фазы напряжения статора ведется по результатам измерения фазных напряжений и токов статора асинхронного двигателя без использования сигнала тахогенератора. .Это обстоятельство упрощает техническую реализацию устройства управ16 Ь пения асинхронным двигателем согласно изобретению и расширяет область применения электропривода с асинхронным короткозамкнутым двигателем.

Устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее преобразователь частоты, один вход которого подключен к задатчику амплитуды, а другой - к задатчику частоты напряжения статора, датчики фазных токов и напряжений статора, два блока умножения, сумматор,. задатчик потокосцепления ротора и блок деления, о тл и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено блоками нелинейности, выделения переменной составляющей и сигналов обратной связи с выходами амплитуды напряжения статора, двухфазных токов и ЭДС статора, индуктируемых потокосцеплением ротора, и амплитуды этой ЭДС статора, при этом входы блока сигналов обратной связи подключены к датчикам фазных токов и напряжений статора, а его выходы двухфазных токов и ЭДС статора соответственно попарно подключены к блокам умножения, его выход амплитуды ЭДС статора соединен с одним входом задатчика частоты напряжения статора, а его выход амплитуды напряжения статора подключен ко входу делителя блока деления, вход делимого которого через сумматор связан с выходами блоков умножения, при этом выход блока деления через последовательно ,включенные блоки нелинейности и выделения переменной составляющей соединен с другим входом задатчика частоты напряжения статора, а задатчик потокосцепления ротора подключен ко входу сумматора.

88831б

Составитель А, Головченко

Редактор Т. Кузнецова Техред N.KàñòåëåBè÷ Корректор Н.Стец

Заказ 10740/18 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мссква, И-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4