Способ фазового управления асинхронным электродвигателем и устройство для его осуществления

Способ фазового управления асинхронным электродвигателем и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Советских

Социалистических

Республик

М928582 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

М (22) Заявлено 080678 (21) 2625094/24-07

Р М Кп з с присоединением заявки 9 2682378/07

Н 02 P 7/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150582. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 15.05,82 (5$) УДК 62-83!621.

313 333 072 . 9 (088. 8) Ю.В. Каллиников, Ф.М. Аллахвердов, Н.Г. Бабаев, К.A. Гасанов и Т.A.Õàëèëoí

I (72) Авторы изобретения

Специальноеконструкторское бюро радиофизйческого приборостроения Научного центра Каспий --"- ..

АН Азербайджанской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для построения автоматических систем фазового управления вентильным асинх. ронным электроприводом с регулируе-. мым статорным или роторным напряжением.

Известен способ фазового управления вентильным асинхронным электроприводом, заключающийся в том, что в зависимости от рассогласования по скорости вращения привода формируют управляющий сигнал, которым изменяют угол открывания вентилей преобразователя, регулирующего напряжение, подводймое к статорным цепям асинхронного электродвигателя (1).

Однако данный способ требует для своей реализации специального датчика с)дорости вращения, сопрягаемого . с ва4аом электродвигателя, регулято- ра скорости с корректирующими цепями и системы импульсно-фазового управления (СИФУ), преобразующей сигнал управления в сдвиг по фазе импульсов управления вентилями тиристорного регулятора напряжения статора асинхронного электродвигателя.

Проблема сопряжения датчика скорости с налом электроднигателя усложняется из-за отсутствия специального выхода вала,у асинхронных электродвигателей и механизмов, с которыми они соединены, что требует применения специальных механических редукторов, снижающих их точность и надежность. Создание точного стабильного датчика скорости с аналоговым выходным сигналом, особенно для взры" ноопасных производств также является сложной проблемой. Применение же импульсных датчиков скорости требует последующего преобразования частоты датчика в напряжение, поскбльку сов15 р менные СИФУ управляются ан говым сигналом. Это, кроме дополнительной ошибки, усложняет систему, увеличи-. вает инерционность из-за наличия фильтра на выходе преобразователя и ухудшает надежность системы. Необходимость использования дополнительной СИФУ усложняет систему, увеличивает ошибку и ухудШает надежность.

Известен способ фазового управления вентильным асинхронным электроприводом, например, по схеме асинхронно-вентильного каскада, заключающийся в том, что в зависимости от рапсогласования по скорости вращения

928582 привода формируют управляющий сигнал, которым изменяют угол открывания вентилей преобразователя, регулирующего противоЭДС, вводимую в цепь выпрямленного тока ротора, фазного асинхфонйого электродвигателя (2). 5

Данный способ также требует для своей реализации специального датчика скорости вращения и сложной СИФУ для преобразования сигнала управлеиия от регулятора в сдвиг по фазе

Импульсов управления вентилями тиристорного преобразователя, работаю щего в режиме инвертора и установлен ного в цепи выпрямленного тока ротора фазного электроднигателя. Недостатком 5 является еще и то, что система требует применение специальных датчиков скорости и сложной схемы управления.

Наиболее близким к изобретению является устройство управления асинхронным двигателем, содержащее цифровой эадатчик числа, подключенный вы-," ходами к входам разрядов цифрового задатчика интенсивности, импульсный вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выходы его разрядов подключены к входам преобразователя код-частота в составе счетчика-делителя, выходы разрядов которого подключены к первым входам группы элементов И, вторые входы которых подключены к входам преобразователя, а выходы подключены к входам схемы ИЛИ, импульсный же вход преобразователя подключен к выходу генератора эта- 35 лонной частоты, а выход схемы ИЛИ, являющийся выходом преобразователя, подключен к входу первого преобразователя частота-напряжение и к первому входу устройства синхронизации, @у второй вход которого подключен.к входу .второго преобразователя частота-напряжение и к выходу частотно-импульсного датчика скорости, установленного на валу электродвигателя, подключенного к тиристорному преобразователю, управляющие входы вентилей которого подключены к выходам системы .импульсно-фазового управления, выходы узла синхронизации подключены к входам реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу сумматора напряжения, два других входа которого подключены к выходам преобразователей частота-напряжение, выход сумматора напряжения подключен к входу СИФУ тиристорного преобразователя непосредственно или 6О через аналоговый регулятор тока,нторой вход которого подключен к датчику тока тиристорного преобразователя. Эта система позволяет сформировать ПИ-закон регулирования по Ъ скорости вращения электропривода, причем задание представлено в виде десятичного кода, интегральная составляющая формируется в цифровом виде как интеграл от разности частот, пропорциональных заданию и текущей скорости, а пропорциональная составляющая формируется в аналоговом виде путем сравнения напряжений, пропорциональных заданной и текущей скорости. В систему может быть введена последовательная коррекция по аналоговому сигналу датчика тока преобразователя (3).

Однако данное устройство имеет сложную структуру, требует применения большого количества преобразователей форм представления сигналов, каждый из которых вносит в систему ограничение по точности и быстродействию. Использование же в последнем звене аналоговых элементов (операционных усилителей) вносит н систему ограничения, свойственные аналоговым элементам недостатки (нестабильность, дрейф нуля, зависимость от температуры и напряжения питания), что снижает динамическую точность системы. Кроме того, использование аналоговой СИФУ также вносит дополнительные погрешности и нестабильность.

Цель изобретения — у и понышение надежности.

Постанленная цель достигается тем, что в способе фазового управления асинхронным электродвигателем, обмотки которого подключены к питающей сети через вентильный преобразователь, синхронизированной сетью, при котором. формируют опорную последовательность импульсов с частотой, кратной частоте сети, и управляющую последовательность импульсов, сдвинутую относительно первой на угол управления, которой коммутируют вентили преобразователя, измеряют частоту скольжения ротора и, умножая ее на жоеффициент К формируют управляющую последовательность импульсов, при этом величину угла управления ограничивают н заданном диапазоне., Кроме того, в способе фор жруют дополнительный сигнал коррекции, но . которому регулируют фазу сформированной управляющей последовательности импульсов.

Сигнал коррекции может быть получен путем измерения приращения периода управляющей последовательности импульсов.

Кроме того, сигнал коррекции может быть получен путем измерения разницы между текущим периодом управляющей последовательности импульсов и заданным постоянным временным ин тервалом, где nq. и пъ — синхронная

928582 и заданная скорости вращения; упфазность вентильного преобразователя.

В устройстве для реализации сйособа, содержащем асинхронный электродвигатель, статорные или роторные обмотки которого подключены к управляющему m -фазному вентильному ,.преобразователю напряжения, управляю щие входы вентилей которого подключены через блок-формирователей-усилителей к выходам распределителя им- 1р пульсов, вход синхронизации которого подключен к выходу формирователя импульсов синхронизации, подключенного к сетевому напряжению питания,преобразователь код-частота, состоящий !5 из схемы ИЛИ, счетчика-делителя и группы элементов И, цифровой задатчик числа, подключенный выходами к входам разрядов цифрового задатчика интенсивности, импульсный вход кото- 2р рого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выходы его разрядов подключены к первым входам группы элементов И, к вторым входам которых подключены, выходы разрядов счетчика-делителя, а выходы укаэанных.элементов И подключены к входам схемы ИЛИ, блоки переноса кода, ре- гистр памяти, три элемента задержки, введен датчик частоты скольжения, ЗО второй счетчик-делитель, счетчик-из меритель периода, неуправляемый де,литель частоты, вторая схема ИЛИ и второй формирователь импульсов синхронизации, подключенный к выходу датчика частоты скольжения электродвигателя, выход генератора эталонной частоты подключен к первому входу второй схемы ИЛИ, второй вход которой подключен через первый элемент задержки к выходу первой схемы ИЛИ, 46

;а выход второй схемы ИЛИ подключен

,к счетному входу первого счетчикацелителя в преобразователе код-частота и к счетному входу второго счетчика-делителя, входы разрядов 4$ которого подключены через первый блок переноса кода к выходам разряцов регистра памяти, входы разрядов которого через второй блок переноса кода подключены к выходам разрядов р счетчика-измерителя периода,,счетный вход которого подключен через неуправляемый делитель частоты к выходу генератора эталонной частоты, выход второго формирователя импульсов синхронизации подключен к входу обнуления регистра памяти и к входу второго элемента задержки, выход которого подключен к управляющему входу второго блока переноса кода и к входу третьего элемента задержки, выход которого подключен к входу обнуления счетчика-измерителя периода, а выход второго счетчика-делителя подключен к управляющему входу первого блока переноса кода и к сдви- 45 гающему входу распределителя импульсов;

Причем в качестве датчика частоты скольжения для фазного асинхронного электродвигателя используется датчик переменного напряжения, подключенный к фазным обмоткам ротора электродвигателя, а для коэоткозамкнутого асинхронного электродвигателя используется датчик электромагнитного поля, установленный нормально потоку рассеяния ротора у вала электродвигателя, при этом в качестве датчика электромагнитного поля может ыть использована катушка индуктив ности с ферромагнитным сердечником или гальваномагнитный элемент, например, датчик Холла или.магнитодиод, или магниторезистор, или магнитотранзистор, или магнитотиристор, илн комбинированный магнитный прибор. для улучшения динамических характеристик в систему могут быть введены источник установки дискретной коррекции и блок дискретной коррекции, включенный между входом распределителя импульсов и выходом второго счетчика-делителя, причем второй вход блока дискретной коррекции подключен к источнику установок коррекции.

Для ограничения углов управления и защиты системы регулирования от опрокидывания в нее введены источник уставки ограничения углов включения вентилей и блок ограничения углов включения вентилей,. подключенный между выходами распределителя импульсов и входами блока усилителейформирователей, причем второй вход блока ограничения углов включения вентилей подключен к второму выходу первого формирователя импульсов синхронизации, а третий вход - к источнику уставок ограничения углов включения вентилей.

Для введения коррекции по току вентильного преобразователя в устройство могут быть введены источник установки аналоговой коррекции, датчик тока, подключенный входом к вентильному преобразователю И выходомк блоку аналоговой коррекции, выход которого подключен к третьему входу блока дискретной коррекции, второй вход блока аналоговой коррекции подключен к источнику уставки аналоговой коррекции.

Для ограничения тока преобразователя второй выход аналогового блока коррекции может быть подключен к четвертому входу блока ограничения углов включения вентилей через компаратор, второй вход которого подключен к источнику уставки тока ограни-. чения преобразователя.

928582

Для введения коррекции, пропорциональной ошибке по скорости вращения электропривода, блок дискретной коррекции может быть выполнен, например, из последовательно соединенных блока выделения разности вре 5 менных интервалов, блестка изменения временного интервала и блока формирования импульсов, а также блока опорного временного интервала, причем первый вход блока-дискретной )9 коррекции подключен к входам блока выделения разности временных интер-. валов и блока опорного временного интервала, второй вход блока дискретной коррекции подключен к второму входу блока изменения временного интервала, а выход блока опорного временного интервала подключен к второму входу блока выделения разности временных интервалов.

Для введения коррекции по производной скорости вращения электропривода блок дискретной коррекции может быть выполнен, например, из последовательно соединенных блока выделения приращения периоца, блока изменения временных интервалов и блока формирования импульсов, причем первый вход блока дискретной коррекции подключен к входу блока выделения приращения периода, а второй вход - к второму входу блока изменения временных интервалов.

Для введения коррекции, пропорциональной ошибке по скорости и пр,эизводной скорости вращения элект,3$ ропривода, блок дискретной коррекции выполнен из двух последовательно соединенных блоков дискретной коррекции, пропорциональной ошибке по ско- . рости вращения электропривода, причем 40 во втором блоке дискретной коррекции между блоком выделения разности временных интервалов и блоком изменения временного интервала дополкительно введена схема И, второй вход которой подключен к выходу блока выделения разности временного интервала в первом блс)не дискретной коррек-. ции.

Для дополнительного сдвига по фазе импульсов управления в зависимости,от сигнала коррекции по току вентильного преобразователя, блок дискретной коррекции может быть выполнен, например, из последовательно соединенных блока развертывающего напряжения, компаратора и формироватЬля импульсов, причем первый вход блока дискретной коррекции подключен к блоку развертывающего напряжения, а третий вход - к второму 6О входу компаратора, третий вход которого подключен к источнику опорНОГО НаПРЯжЕНИЯ, В системе блок ограничения углов включения вентилей может быть . выполнен, например, из последовательно соединенных блока формирования импуль сов orpàничени я и логического блока сравнения, причем первые входы блока ограничения углов включения вентилей соединены с вторыми входами логического блока сравнения, второй и третий входы блока ограничения.углов включения вентилей соединены с первым и вторым входами .блока формирования импульсов ограничения, а четвертый вход этого блока ограничения соединен с третьим входом логического блока сравнения.

Способ заключается в следующем.

Известно, что частота вращения

f вала асинхронного электродвигателя связана с частотами токов статора f и ротора fp следующим выражением

f, f (1) причем п.р

ВР 60 Р с где n — cêîðoñòü вращения в об/мин; р — число пар.полюсов двигателя;

Я - скольжение двигателя.

Тогда выражение (1) можно записать в виде по р с. gg (2)

Из выражения (2) следует, что при замыкании системы фазного управления вентильным асинхронным электроприво.дом непосредственно подачей импульсов с датчика частоты тока ротора на вентили преобразователя обратная связь по скорости вращения электропривода получается отрицательной.

Действительно, при снижении скорости двигателя (например, при набросе нагрузки} частота тока ротора увеличивается, так как увеличивается скольжение, следовательно, очередной импульс управления приходит на вентиль раньше, уменьшая угол открывания cL вентиля и увеличивая напряжение, которое увеличивает скорость двигателя до тех пор, цска она не станет равной заданной. При этом устанавливается новый уровень угла открытия вентилей, соответствующий вовой нагрузке. Частота следования синхронизирующих импульсов, формируеьых из.напряжения сети в моменты естественного включения вентилей равна „= m.й где m - фазность преобразователя.

В установившемся режиме частота следования импульсов управления равна f úïð = m-fcЭ

Таким образом, в Установившемся режиме частота следования импульсов обратной связи, пропорциональная частоте тока ротора, должна быть равна

f 0c= f>-К = йо.m„ (3) 928582 где К вЂ” коэффициент .умножения.

Установившаяся скорость будет равна где и — синхронная скорость вращео ния двигателя в об/мин °

Иэ выражения (4) находим значение для коэффициента К

К

m-n m (5) пр и;ют 8зст

Подставляя выражение (5) в (3), получим

Й = - — Ер, (6) по " ст где пр - п(or

8 -g по

Следов аг ельн о

Ту Ям т- (7)

Из этого следует, что период следования импульсов обратной связи, являющихся импульсами управления, прямо пропорционален периоду следования импульсов тока ротора и заданному скольжению и обратно пропорционален фазности преобразователя. Из выражения (б) видно, что способ тео-, ретически позволяет получить максимальный диапазон изменения скорости от пм„„= 0 до n < n z соответ30 ствующим изменением коэффициента умножения K по выражению (5) . Практический диапазон изменения скорости ограничивается энергетическими факторами. 35

Как было отмечено выше, в установившемся режиме периоды следования импульсов синхронизации 0 ex и импульсов управления U>„> неизменны и равны elm, 46 где Т - период сетевого напряжения.

Между этими импульсами устанавливается в зависимости от сигнала задания и нагрузки определенный фазовый сдвиг, равный углу открытия вентилей, определяющий уровень выходного напряжения преобразователя, воздействующего на скорость двигателя. Появление возмущения в замкнутой системе (по заданию или нагрузке) вызывает изменение скорости и частоты тока ротора, что влечет за собой накопление фазового сдвига, и соответственно изменение угла открытия вентилей и выходного напряжения в сторону уменьшения возникшего рассогласования по скорости. Причем изменение фазы равно интегралу от текущего рассогласования по частоте.

В данном случае фазовый принцип управления выходным напряжением вентильного преобразователя позволяет испольэовать егоs качестве фазового дискриминатора, на выходе которого выделяется напряжение в зависимости от фаэного рассогласования между 65 импульсами синхронизации и управления, поступающими на вход сравнения преобразователя. Исходя из этого, относительное изменение (скважность) фазы этих последовательностей импульсов для однофаэного преобразователя можно записать в виде

И т Т (8)

О С 0e T р

° аТ а где — - относительное приращение

Т текущего периода импульсов .

Т. Управления; ьс(- изменение фазового рассогласования между импульсами

Пс„и U„„(., равное изменению угла открывания вентилей1

afdt — число периодов за время

О t переходного процесса.

Учитывая, что скорость вращения двигателя и частота токов статора и ротора связаны соотношением и о б0 для m-фазного преобразователя выра-: жение (8) можно записать в виде а*н 1

2(m З T 3 m-б0 — Т = - $(fт — f )dt = 2 — х о х )(пт — n )dt ) о откуда изменение угла открытия вентилей m-фаэного преобразователя может быть записано выражением диац — — + ) ьпВ1 (9) т.е. изменение угла открытия вентилей пропорционально интегралу от рассогласования по скорости вращения двигателя.

Следовательно, система, замкнутая по сигналу, пропорциональному частоте тока ротора, является аститической по скорости вращ ния электропривода. При широком диапазоне изменения скорости вращения и нагрузки и резком характере возмущений может потребоваться для улучшения динамики замкнутой системы введения корректирующих сигналов по рассогласованию скорости, по производной скорости или их сумме. Способ позволяет вводить коррекцию беэ специальных датчиков и преобразователей путем дополнительного сдвига по фазе импульсов управления на величину, .пропорциональную сигналу коррекции. Причем введение коррекции, пропорциональной рассогласованию по скорости, произвоцят в зависимости от разности между текущим периодом последовательности импульсов управления и постоянным временным интервалом Тр. При этом относительное измененйе фазы управляющих импульсов, {yea открытия вентилей) для однофаэвого преобразователя можно записать в виде . г

А@и К (((т?Ттл(К((й

2 = Тс Кт.fd Тс"

«К,.ьй Т

Ь учетом Tox Î, что f T — вблизи установившегося режима.

Тогда изменение Фазы управляющих импульсов для m-фазного преобразователя равно

2ХК т ЛК -Т

m m-30 т.е. пропорционально рассогласова,нию по скорости вращения двигателя.

Временной интервал Тц выбирают из условия получения предварительного сдвига импульсов U>„q при а п = О на величину -

Т

2(п

Введение коррекции по производной скорости вращения злектропривода производят в зависимости от приращения периода последовательности импульсов управления. При этом относительное изменение фазы управляющих импульсов (угла открытия вентилей) для однофазного преобразователя можно записать в виде

2,((Т Т (11) с с принимая К = — и Тс = Т(1.в обласК(2 ти:Г й„ выражение (12) можно за" писать н виде

Ы2 КЯ=аь К Ж. (12)

2 (Т„- 2dt

Тогда изменейие фазы управляющих импульсон для т-фазного преобразователя равно

В= п dt = m-30 dt т.е. пропорционально первой произ водной по скорости вращения электропринода. В области f> Ь fy можно принять Т Т с небольшой ошибкой, тогда коэФФициент К )= Я, т.е. он не зависит от величины текущего периода импульсон управления. Такое допущение правомочно, так как коэффициент пропорциональности при коррекции по производной в промышленных системах допускается устанавливать с погрешностью 20%. Ири введении коррекции по рассогласованию и производной скорости общее выражение для сдвига по Фазе импульсов управления запишется с учетом выражений (9), {10), (13) в виде (= н г ((Q= . (к .> .an ьпмi

3lp

УА 30 П 9

<аГ т.е. реализуетбя ПИД-закон регулирования скорости вращения электропривода. Способ позволяет вводить. коррекцию и по току преобразователя, т.е. строить комбинированные системы управления. Для этого ток преобразователя преобразуют в аналоговый сигнал, например, напряжение постоянного тока, корректируют BFo известными способами по требуемому закону и производят н зависимости от него дополнительный сдвиг по фазе импульсов управления. Б замкнутой системе сравнения по фазе при резких и больших по величине возмущениях, когда ьй становится велико, сдвиг по фазе превышает допустимый диапа20 зон регулирования угла открытия вентилей, что приводит к опрокидыванию регулированию биений (выход их синхронизма) . Для защиты от опрокидывания регулирования ограничивают диапазон сдвига по фазе импульсов управления, например, с помощью формирования из напряжения питающей сети импульсов, ограничивающих временной интервал, соответствующий диапазону изменения угла открытия вентилей.

Способ позволяет также производить ограничение тока преобразователя за счет того, что при достижении

35 сигналом, пропорциональным скорректированному по току преобразователя опорному сигналу, соответствующему току ограничения преобразователя, на вентили выдают ограничивающие имфф пульсы, соответствующие напряжению, уменьшающему ток преобразователя.

На Фиг.1 изображена блок-схема цифровой системы фазового упранления асинхронным нентильным электроприводом1 на Фиг.2 — схема блока дискретной коррекции, Формирующей сдвиг по Фазе, пропорциональный сшибке по скорости вращения электропривода; на Фиг.З вЂ” то же, пропорциональный производной скорости вращения электроприводау на фиг.4 вЂ,то же, пропорциональный ошибке и производной скорости вращения электропривода; на фиг.5 » то же, пропорциональный сигналу коррекции,зависящему от тока дреобразователя; на Фиг.б — схема лока ограничения углов включения вентилей.

Цифровое устройство фазового управления асинхронным вентильным

60 электройриводом содержит асинхронный электродвигатель 1, вентильный преобразователь 2 или 3., подключенный соответственно к цепям статора или ,ротора в зависимости от способа воздействия на электродвигатель. Датчик

928582

4 частоты скольжения электродвигателя, формирователи 5 и 6 импульсов, датчик 7 тока, распределитель 8 им пульсов, блок 9 ограничения углов включения вентилей, блок 10 формирователей-усилителей, компаратор 11, блок 12 дискретной коррекции, блок

13 аналоговой коррекции, цифровой задатчик 14 числа, цифровой задатчик

15 интенсивности, генератор 16 эталонной частоты, счетчики-делители

17 и 18, счетчик-измеритель 19 периода, регистр 20 памяти, неуправляеьый делитель 21 частоты, группа элементов И 22, блоки 23 и 24 переноса кода, схемы ИЛИ 25 и 26 и элементы

27-29 задержки.

Вход формирователя 5 импульсов подключен к обмоткам ротора (для фазного электродвигателя) или к выходу датчика 4 электромагнитного поля (частоты скольжения), установленного у вала короткозамкнутого электродвигателя нормально потоку рассеяния ротора. Выход формирователя 5 подключен к входу обнуления регистра

20 и ко входу элемента 28 задержки, выход которого подключен к управляющим входам блока 24 переноса кода и к входу элемента 29 задержки, выход которого подключен к входу обнуления счетчика 19. Выход генератора 16 подключен к импульсному входу задатчика 15 интенсивности, к первому входу схегы ИЛИ 25 и через неуправляемый делитель 21 частоты— к счетному входу счетчика 19, выходы разрядов которого подключены через блок 24 переноса кода к входам разрядов регистра 20 памяти, выходы разрядов которого подключены через блок 23 переноса кода к входам разрядов счетчика-делителя 18, счетный . вход которого соединен со счетным входом счетчика-делителя 17 и подключен к выходу схемы ИЛИ 25, второй вход которой подключен через лемент 27 задержки к выходу схемы ИЛИ 26, входы которой подключены к выходам группы элементов-И 22,пер вые и вторые входы которой подключены соответственно к выходам разрядов счетчика-делителя 17 и задатчика 15 интенсивности, входы которого подключены к выходам цифрового задатчика 14 числа. Выход счетчикаделителя 18 подключен к управляющим входам блока 23 переноса кода: и к первому входу блока 12 дискретной коррекции, второй вход которого подключен к источнику уставок коррекции, третий вход подключен к выходу блока 13 аналоговой коррекции, а выход подключен к сдвигающему входу распределителя 8 импульсов, выходы которого подключены к первым входам блока 9 ограничения углов включения вентилей, нторсй вход которого подключен к второму выходу формирователя 6 импульсов синхронизации, третий вход подключен к источнику уста". ки углов ограничения, четвертый вход подключен к выходу компаратора 11, выходы подключены к входам блока gp формирователей-усилителей, выходы которого подключены к управляющим входам вентилей преобразователя 2 или 3. Вход синхронизации распреде10 лителя 8 подключен к первому выходу формирователя 6, вход которого подключен к источнику сетевого напряжения питания. Второй вход компаратора ll подключен к источнику сигнала установки тока ограничения, первый вход подключен к второму выходу блока 13 аналоговой коррекции, второй вход которого подключен к источнику устанЬвки коррекции, а первый вход — к выходу датчика 7 тока, подключенного входом к выходу вентильного преобразователя 2 или 3.

Блок 12 дискретной коррекции, формирующий сдвиг по фазе, пропорциональный ошибке по скорости вращения электропривода (фиг.2), содержит последовательно соединенные блок 30 выделения разности временных интервалов, блок 31 изменения временного интервала и формирователь

ЗО импульсов 32, а также блок 33 опорного временного интервала, подключенный выходом к второму входу блока

30, а входом — к первому входу блока

30, являющегося первым входом блока

12 дискретной коррекции. Второй вход блока 12 подключен к второму входу блока 31.

Блок дискретной коррекции, формирующий сдвиг по фазе, пропорциональ40 ный производной скорости вращения электропривода (фиг.3), содержит последовательно соединенные блок 34 выделения приращения временного интервала, блок 35 изменения времен45 ного интервала и формирователь 36 импульсов. Причем первый вход блока

12 подключен к входу блока 34, а второй вход блока 12 подключен к второму входу блока 35. Блок дискгд ретной коррекции, формирующий сдвиг по фазе, пропорциональный ошибке и по скорости производной скорости вращения электропривода (фиг.4) представляет собой два последовательно у соединенных блока 12 дискретной коррекции, формирующего сдвиг по фазе, пропорциональный ошибке по скорости вращения электропривода (фиг.2), причем во втором блоке 12 между блоО ками 30 и 31 установлена дополнительно схема И 37, второй вход которой подключен к выхоцу блока 30 в первом блоке 12. Блок дискретной коррекции, форьырующей сдвиг по фазе, пропорциональный сигналу коррек65 .ции, зависящему от тока преобразо 928582

16 памяти записывается новое значение кода. Наконец после задержки в элементе 29, импульс поступает на вход обнуления счетчика 19, сбрасывая имеющийся в нем код. После этого в счетчике 19 производится подсчет импульсов частоты - с выхода не6 управляемого делителя 21, подключенного входом к выходу генератора

16 эталонной частоты. Коэффициент деления 6 = делителя 21 выбирается в.зависимости от коэффициента A пропорциональности частоты тока ротора, формируемой на .выходе формирователя 5. Если коэффициент А„ = 2 (для короткозамкнутого асинхронного электродвигателя, когда формирователь 5 подключается к выходу датчика 4 частоты скольжения), то коэффициент деления делителя 21 равен

 — — . Если Дф= 6 (для фазного асинхронного электродвигателя, когда формирователь 5 подключается к трем фазам обмотки ротора двигателя), то коэффициент деления делителя 21 равен бф- и для трехфазного мостовоФ вЂ” ь го вентильного преобразователя, у которого rn - =6, Вф = 1, т.е. делитель 21 не устанавливается. В счетчике 19 производится подсчет импульсов частоты †" между двумя импуль8 сВМН частоты fpA< поступающими с выхода формирователя 5 ° После окончания очередного цикла подсчета в счетчике 19 образуется код

N = " = — -Т

fo т fo тР п Д щ Р пропорциональный закончившемуся периоду следования напряжения ротора и обратно пропорциональный фазности вентильного преобразователя.

Этот. код И„р переписывается в регистр 20 и является коэффициентом деления счетчика-делителя-18 обра1 зующего совместно с блоком 23 переноса кода, открываемого импульсами с выхода счетчика 18, управляемый делитель частоты. В счетчике-делителе 18 делится частота и,поступающая с выхода схемы ИЛИ 25. Счетчик-делитель 17, группа элементов

И 22, схемы ИЛИ 25 и 26 и элемент задержки 27 образуют преобразователь кода, формируемого на выходах цифрового задатчика 15 интенсивности,в частоту следования импульсов. Преобразователь код-частота представляет собой двоичный умножитель частоты с положительной обратной связью. Импульсы частоты fy с выхода элемента

27 задержки сдвинуты íà 4ОЯ относительно импульсов частоты fä, поступающих с выхода генератора 16, что обеспечивает отсутствие одновременного прихода импульсов на схему

ИЛИ 25, на выходе которой образуется последовательность импульсов со средней частотой вателя (Фиг. 5), содержит последовательно соединенные блок 38 формирования развертывающего напряжения, компаратор 39 и формирователь

40 импульсов, причем первый вход блока дискретной коррекции подключен. 5 к входу блока 38, а второй и третий входы — к второму и третьему входам блока 39. Блок 9 ограничения углов включения вентилей преобразователя (фиг.б) содержит последовательно 10 соединенные блок 41 формирования импульсов ограничения и логический блок 42 сравнения, входы которого подключены к первым входам и к четвертому входу блока 9, второй и третий входы которого подключены к входам блока 41.

Устройство работает следующим образом.

На выходе формирователя 5 формируется последовательность импульсов, период следования которых пропорционален периоду изменения тока ротора т> для фазного асинхронного электродвигателя эти импульсы формируются в моменты перехода через нуль напряжения ротора путем подключения фаз обмоток ротора и нуль-органам.

При этом, для трехфазной обмотки ротора на выходе формирователя образуется последовательность импульсов с частотой 6 fp. Для короткозамкнутого асинхронного электродвигателя эти импульсы формируются в моменты перехода через нуль сигнала датчика

4 электромагнитного поля установленного нормально потоку рассеяния ротора около вала вне или внутри корпуса асинхронного электродвигателя. При расположении датчика 4 внут,ри корпуса электродвигателя легко 46 решается проблема взрывозащиты;

В качестве датчика 4 электромагнитного поля мбжет быть использована, например, катушка индуктивности с Ферромагнитным сердечником, в кото-4 рой наводится ЭДС с частотой. тока ротора, поскольку поток рассеяния ротора изменяется с частотой тока ротора. В качестве датчика 4 может быть использован также гальваномаг- @ нитный полупроводниковый элемент,например, датчик Холла, магниторезистор, магнитодиод, магнитотранзистор, магнитотиристор или комбинироанйый магнитный прибор. Если выходой сигнал датчика подключить ко вхоу нуль-органа, то в моменты перехода вйходным напряжением датчика на его выходе формируются импульсы с частотой 2 fp. Каждый импульс с выхода формирователя 5 поступает на вход обнуления регистра 20 памяти, сбрасывая записанный в нем код. Затем, после задержки в элементе 28, импульс открывает блок 24, через . который из счетчика 19 в регистр 20 65

92858 о + fg,. (14)

Частота fq на выходе схемы ИЛИ 26 двоичного умножителя равна

f = — - N

N0 В (15) где Nä - объем счетчиков 17 в цифровом задатчике 15 интенсивности;

N - заданный код, формируемый на выходах задатчика 15 интенсивности °

Из выражений (14) и (15) получим += N Ы о.

Nе 30

Иот з

Частота f делится в счетчике I делителе 18 на коэффициент Nrp, и на выходе счетчика 18 образуется последовательность -.импульсов с час- 15 тотой о о m о1з

Р - 1 О 0 у (П) ос й,Р й,-й Ро.T - (, И

Если выбрать Na = no и ИЭ = пуст то выражение (17) соответствует выражению (6).

Таким образом на выходе счетчикаделителя 18 непрерывно образуется последовательность импульсов обратной связи, являющихся импульсами управления. Заданная скорость враще ния асинхронного электропривода N> устанавливается с помощью цифрового задатчика 14 числа в десятичном коде. При уставке нового задания на выходе цифрового задатчика 15 интенсивности образуется линейно изменяющийся до величины заданного кода

Н (1) со скоростью, определяемой частотой f, поступающей на счетный вход задатчика 15 интенсивности.Скорость изменения заданного кода меняется изменением коэффициента деле ния делителя частоты в задатчике 46 интенсивности. управляющие импульсы с выхода счетчика 18 поступают на сдвигающий вход распределителя 8 импульсов, который синхронизирован с сетью через формирователь б, Им- 43 пульсы управления Us> с выходов распределителя 8 (число которых равно фазности преобразователя) поступают через блок 10 усилителей-формирователей на управляющие входы $© соответствующих вентилей преобразователя 2 или 3. Такая система управления, как отмечалось выше, является астатической, т.е. формирует воздействие на электропривод в зависимости от интеграла от рассогласования по скорости вращения электропривода в соответствии с выражением (9). для улучшения динамики при резких и больших по величине возмущениях в системе может быть -применен блок

12 дискретной коррекции, позволяющий без специальных датчиков производить коррекцию с помощью дополнительного сдвига по фазе импульсов управления в зависимости от рассогла- ®5

2 18

1 сования или производной скорости вращения электропривода, или тока преобразователя, или их различных комби