Асинхронный электропривод с экстремальным управлением

 

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св. № 860257, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности регулирования угловой скорости электродвигателя и обеспечения ограничения токов при частотных пусках , в него введены дифференцирующее звено и пропорционально-дифференциальный регулятор, при этом дифференцирующее звено включено параллельно инерционному звену, пропорционально-дифференциальный регулятор включен между датчиком напряжения и блоком регулирования напряжения, а выход датчика тока соединен дополнительно с входом блока задания час (/) тоты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

WUW%

РЕСПУБЛИК (1Е (11)

ВСЮ Н 02 Р 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 860257 (21) 3590110/24-07 (22) 17. 05.83 (46) 07.10.84. Бюл. 9. 37 (72) А.В. Кудрявцев, А.А. Никольский и Д.Д. Богаченко (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53} 62-83:621.313.333.077:621.382 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 746855, кл. Н 02 Р 7/36, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 860257, кл. Н 02 Р 7/36, 1981. (54) (57) АСИНХРОННЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

С ЭКСТРЕМАЛЬНЬК УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св. Ф 860257, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности регулирования угловой скорости электродвигателя и обеспечения ограничения токов при частотных пусках, в него введены дифференцирующее звено и пропорционально-дифференциальный регулятор, при этом дифференцирующее звено включено параллельно инерционному звену, пропорционально-дифференциальный регулятор включен между датчиком напряжения и блоком регулирования напряжения, а выход датчика тока соединен дополни- @

O тельно с входом блока задания частоты.

7812

Ф 111

Изобретение относится. к электро- технике и может быгь использовано для управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом.

По основному авт.св. Ф 860257 известен асинхронный электропривод с экстремальным управлением, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к блоку регулирования напряжения, к входу которого подклю-,10 чен датчик напряжения и экстремальный регулятор минимизации тока, вход которого соединен с датчиком тока двигателя, при этом экстремальный регулятор выполнен в виде последовательно соединенных функционального преобразователя с экспоненциальной характеристикой и инерционного звена, при этом с целью упрощения и повышения быстродействия при частотном 2б управлении от источника ЭДС в электропривод введены последовательно соединенные блок задания частоты и блок регулирования частоты, выход которого соединен с двигателем, и после- 25 довательно соединенные блок перемножения.и масштабно-суммирующий блок, включенные между выходом функционального преобразователя и входом инерционного звена, причем второй вход щ блока перемножения соединен с выходом блока задания частоты, а второй вход масштабно-суммирующего блока— с выходом датчика тока (1)I

При использовании этого электt ропривода для частотного экстремального управления по минимуму тока статора электродвигателя имеет место малое быстродействие при возмущении по нагрузке из-за наличия в цепи управления напряжением преобразователя инерционного звена. Это приводит, например, к тому, что йри набросе нагрузки образуется большая просадка угловой скорости электродвига- > теля, что при работе на средних и низких частотах инвертора недопустимо, так как ведет к опрокидыванию электродвигателя. К тому же, работе экстремального электропривода íà 50 холостом ходу (а именно в этом случае получается максимальный энергетический эффект от пользования данной системы) проходит при существенно сниженном потоке электродвигателя. 55

При этом практически всегда в таких электроприводах возникает неустойчивый режим работы, сопровождающийся низкочастотными автоколебаниями переменных систем, что. ведет к не"работоспособности электропривода. с

Кроме этого, в режимах самозапуска, используемого в данной системе привода, происходит близкий к прямому пуск электродвигателя, что сопровождается большими бросками токов, недопустимыми для силовых цепей преобразователя частоты. Эти недостатки не позволяют использовать известный ,электропривод для практических целей (2J.

Цель изобретения — повышение точности регулирования угловой скорости электродвигателя и обеспечение ограничения токов при частотных пусках.

Цель достигается тем, что в электропривод введены дифференцирующее звено и пропорционально-дифференциальный регулятор, при этом дифференцирующее звено включено параллельно инерционному звену, пропорционально-дифференцирующий регулятор включен между датчиком напряжения и блоком регулирования напряжения, а выход датчика тока соединен дополнителЬно с входом блока задания частоты.

На чертеже представлена блок-схема асинхронного электропривода с экстремальным управлением.

Э лектропрнвод содержит асинхронный электродвигатель 1, подключенный к блоку 2 регулирования напряжения и к последовательно соединенным блоку 3 задания частоты и блоку 4 регулирования частоты. К одному входу блока 2 регулирования напряжения подключены последовательно соединенные датчик 5 напряжения и пропорционально-дифференцирующнй регулятор 6. Второй вход блока 2 регули-. рования напряжения подключен к выходу датчика 7 тока через последовательно соединенные функциональный преобразователь 8 с экспоненциальной характеристикой, блок 9 перемножения, масштабно-суммирующий блок 10, построенный, например, как суммирующий усилитель и параллельно соединенные инерционное звено 11 и дифференци-. рующие звено 12. При этом вход блока

9 перемножения соединен с выходом блока 3 задания частоты, а второй вход масштабно-суммирующего блока

10 — с выходом датчика 7 тока и входом блока 3 задания частоты.

Составитель В. Тарасов

Техред А.Бабинец Корректор С. Шекмар

Редактор Т. Кугрышева

Заказ 7274/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 11178

Электропривод работает следующим образом.

При набросе нагрузки практически безынерционно возросший сигнал на выходе датчика 7 тока подается на функциональный преобразователь 8 и далее на вход блока 9 перемножения и, перемножаясь с сигналом частоты, снимаемым с выхода блока 3 задания 1ð частоты, поступает на вход параллельно соединенных инерционного звена 11 (которое не успевает отработать входной сигнал) и дифференцирующего звена 12, отрабатывающего входной сигнал пропорционально величине его производной, и подает его на вход блока 2 регулирования напряжения, обеспечивая праКтически безынерционный рост напряжения на электродви-, гателе 1 и уменьшение просадки его угловой скорости. При возникновении автоколебаний и уменьшении напряжения сигнал на выходе пропорционального регулятора 6 падает, и напря- 2 жение на двигателе 1 растет, что приводит к подавлению автоколебаний.

Аналогично, при росте напряжения на электродвигателе 1 растет и сигнал на выходе датчика 5 напряжения, что приводит к росту сигнала на выходе пропорционально-дифференциального регулятора 6, и на блок 2 регулирования напряжения па цепи обратной отрицательной связи поступает корректирующий сигнал, что ведет к сни35

12 4 жению напряжения на электродвигателе 1.

При самозапуске электродвигателя

1 нарастание его тока приводит к росту сигнала с выхода датчика 7 тока, поступающего на вход блока 3 задания частоты, выполненного, например, в виде управляемого задатчика частоты, который уменьшает темп час- тотного пуска. Таким образом, во время всего пуска ток электродвигателя 1 за счет регулирования темпа разгона попдерживается на уровне заданного. Аналогично происходит работа и при торможении: управляющий сигнал с выхода датчика 7 тока, поступая на вход блока 3 задания частоты, обеспечивает нужный темп уменьшения сигнала с ere выхода, что способствует протеканию процесса торможения с заданными допустимыми значениями токов в системе.

Таким образом, система экстремального электропривода обеспечивает контролируемые по величине тока частотные пуск и торможение электродвигателя и увеличение быстродействия при отработке возмущающих воздействий со стороны нагрузки, т.е. обладает рядом положительных качеств, отсутствие которых приводит к неудовлетворительнбй работе электропривода. Введенные дополнения не только существенно улучшают работу привода, но и расширяют область его применения.