Частотноуправляемый асинхронный электропривод

 

ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД по авт.св. № 642839, отличающийся тем, что, с цепью расширения диапазона регулирования частоты вращения в область низких частот вращения, он дополнительно снабжен нелинейным блоком , реализующим функцию Г О , при |ш/ы„р Г л 0,1 Л/i L f (т) ,при I и)/и),„„| I 0,1, ком при этом входы нелинейного блока соединены с выходами регулятора и датчика скорости, а выход подключен к регулятору скольжения, где йр - сигнал коррекции скольжения, f(га) - функциональная зависимость изменения от момента сопротивления,, - текущая и номинальная частоты вращения. S Off to СО ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

WW

РЕСПУБЛИН.,Я0.„1129711 А з

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И Of HÐÛÒÈA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 642839 (21) 3636252/24-07 (22) 27.06.83 (46) 15 ° 12.84. Бюл. В 46 (72) Р.Т.Шрейнер и Ю.В.Калуцкий (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова (53) 621.313.3.072.9(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 642839, кл. Н 02 P 7/42, 1976. (54) (57) ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД по авт.св.

В 642839, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазоиа регулирования частоты вращения в область низких частот вращения, он дополнительно снабжен нелинейным блоком, реализующим функцию

 3 - 0 npn {w/w„ {

f (m )ïðè { щ(шк { 0 1, при этом входы нелинейного блока соединены с выходами регулятора и датчика скорости, а выход подключен к регулятору скольжения, где йр — сигнал коррекции скольжения, f(m+) - функциональная зависимость изменения от момента сопротивления,иу,w текущая .и номинальная частоты вращения. 1 1297

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому элек-. троприводу, и может быть использовано при построевии частотно-управляемых асинхронных электроприводов, содержа- 5 щих вентильные преобразователи частоты с автономными инверторами при обеспечении широкого диапазона регулирования скорости.

По основному авт.св. У 642839 известен частотно«управляемый асинхронный электропривод, который содержит вентильный преобразователь частоты с автономным инвертором тока, управлякщие входы которого через блок уп-. 15 равления инвертором, индукционную машину и регулятор скольжения подключены к функциональному преобразо" вателю и с управляемым выпрямителем, управляющие входы которого через блок20 импульсно-фазового управления и регулятор тока подключены ко второму входу функционального преобразователя, выход которого соединен с выходом регулятора скорости, а также блок 25 коррекции, входы которого соединены с выходами регулятора скорости и блока управления инвертором, в выход— с дополнительным входом регулятора тока (1).

Недостаток известного электропривода заключается в том, что в некото рых режимах работы с помощью блока коррекции пульсации момента двигателя не устраняются, что снижает ди- 35 апазон регулирования частоты враще-: ния. Это приводит в режиме заправки и пуска к обрыву полосы листовых прокатных станов, к поломке инструмента обрабатывающих станков, увеличива-40 ет потери рабо- его времени на устранение неисправностей.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения в область низких частот вращения.15

Поставленная цель достигается тем, что в частотно-управляемый асинхронHbIH электропривод введен нелинейный блок, реализующий функцию

S0 при I®/мщ, I Ъ 0,1 при м/шщ,„I < 0,1, при этом входы нелинейного блока соединены с выходами регулятора и датчи-Б ка скорости, а выход подключен к регулятору скольжения, где др - сигнал коррекции скольжения, r(m«) — функциll 2 опальная зависимость изменения д р от момента сопротивления, ы, м„щ„

1 несущая и номинальная частбты вращения.

На фиг.1 показана схема частотноуправляемого асинхронного электропривода, на фиг.2 — схема нелинейного блока, на фиг.3 — зависимость сигнала коррекции от момента нагрузки, на фиг.4 — зависимость скольжения от момента. нагрузки,. на фиг.5 — зависимость коррекции скольжения от величины момента.

Частотно-управляемый асинхронный электропривод содержит регулятор скорости 1, выход которого соединен со входами блока коррекции 2,функционального преобразователя 3 и нелинейного блока 4, а входы регулятора тока. 5 подключены к выходам блока коррекции 2, функционального преобразователя 3 и датчика тока 6. Выход регулятора тока 5 через блок импульсно-фазового управления 7 подключен на вход управляемого выпрямителя 8, выход которого соединен с автономным инвертором тока 9. Выход генератора опорного напряжения 10 через регулятор скольжения 11, индукционную машину 12 и блок управления 13 инвертором

9 подключен на вход автономного инвертора тока 9, выход которого соединен с асинхронным электродвигателем

14. Индукционная машина 12 через датчик скорости 15 подключена на ,вход регулятора скорости 1и нелинейного блока 4. Другой вход нелинейного блока 4 соединен с выходом датчика скорости 15, а выход подключен к регулятору скольжения 11.

Электропривод работает следующим образом.

Система регулирования содержит два замкнутых по отклонению контура с регулятором тока 5 и регулятором скорости 1, задающих величину выходного сигнала автономного инвертора 9.

Частота этого сигнала формируется в контуре регулирования скольжения, замкнутом по возмущению. В контуре имеется индукционная машина 12, фиксирующая угол поворота ротора асинхронного двигателя 14. Сигнал заданного скольжения формируется с помощью функционального преобразователя 3 и регулятора скольжения 11. Обработка информации в системе регулирования для повышения быстродействия идет на

3 1129 высокой несущей частоте, поступающей с выхода генератора опорного напряжения 10 °

Дискретность преобразователя частоты вызывает пульсации момента асин- 5 хронного двигателя с шестикрaTной, частотой относительно выходной. В области низких частот эти пульсации ведут к неравномерности вращения двигателя, вплоть до шагового режима. Блок 1О коррекции 2 подключен к дополнитель- ному входу регулятора тока 5 и его сигнал коррекции Ai< формируется в противофазе с колебаниями момента двигателя; На фиг.2 показана величина размаха требуемого сигнала коррекции Ai в зависимости от момента нак грузки mt для трех наиболее распространенных законов частотного управления, 16 — управление с постоянством 20 потокосцепления ротора, 17 — управление по минимуму тока стагора, 18— управление с постоянством абсолютного скольжения двигателя.

Для полной компенсации пульсаций момента двигателя требуется модуляция тока в больших пределах: при номинальной нагрузке коррекция тока составляет 54Х от номинального значения для закона i>-min (кривая 17), а на холостом ходу при управлении V

=const (кривая 16) устранение пульсаций момента за счет коррекции тока практически не реализуется.

Перевод системы регулирования

35 в области низких частот на закон управления с повышенным скольжением (например p=const) снижает пульсации момента и, следовательно, требуемую величину сигнала коррекции й1 (кривая 18). Нелинейный блок 4, введенный в злектропривод, при низкой скорости вращения изменяет закон управления, воздействуя на дополнительный вход регулятора скольжения 11.„

На фиг.3 представлена зависимость скольжения двигателя р от момента на I грузки ш для трех законов управления, рассмотренных выше: кривая 19—

Q„=const, кривая 20 — i<-min; кри- 50 вая 21 - p=const. Здесь же приведены рассчитанные зависимости требуемого скольжения от величины момента сопротивления m при ограничении размаха пульсаций момента. Управление сколь- 55 жением по зависимости 22 ограничивает размах пульсаций момента до 2ОХ от номинального значения по зависи7! 1 4 мости 23-30Х а по зависимости 2440Х. Нелинейчый блок 4 с помощью выхода Ар переводит регулятор скольжения 11на закон управления с .ограниченными на заданном уровне пульсациями момента двигателя, обеспечивая тем самым возможность полной компенсации пульсаций момента с помощью блока коррекции 2. при любых законах частотного управления электроприво дом. Выполнение нелинейного блока может быть охарактеризовано следующим выражением

О, при 1иу/ и„,„ I 3 О, 1

f(m+), при (w/w„«((0,1.

Принципиальная схема нелинейного блока 4 построена на базе пяти операционных усилителей 25-29. На одном из входов установлен усилитель 25 с цепью обратной связи 30, своим выходом соединенный с операционным усилителем 26, ограничивающем уровень выходного сигнала с .помощью ограничителя 31. На втором входе нелинейного блока установлен операционный усилитель 27, выход которого через диод подается на операционный усилитель

28, формирующий сигнал управления ограничением уровня. Операционный усилитель 29, подключенный к выходу усилителя 28, инвертирует выходной сигнал усилителя 28. Оба усилителя

28 и 29 подключены к ограничителю уровня 31.Выходом нелинейного блока

4 является выход Ьперационного усили- . теля 29.

Сигнал задания момента поступает на вход операционного усилителя 25.

Нелинейная зависимость Ад =f(m ) составлена путем кусочно-линейной аппроксимации кривых 32 или 33, показанных на фиг.5, с помощью цепи обратной связи ЗО операционного усили теля 25. Управление скольжением по зависимости 32 ограничивает пульсации момента на уровне 20Х при законе частотного управления электроприводом . „=const а управление по зависимости

33 ограничивает пульсации момента на том же уровне при законе управления

15-min. При скорости wg О, 1 и,ющ вступает в действие ограничитель уровня 31 выходного сигнала операционного усилителя 26, уменьшающий до нуля выходной сигнал пр нелинейного блока °

Управление ограничителем уровня 31

1129711

02

ОВ

08 поступает с операционных усилителей

28 и 29, на вход которых поступает выпрямленный сигнал скорости (t с операционного усилителя 27.

Таким образом, за счет включения нелинейного блока 4 работа блока коррекции 2 Ilo снижению пульсаций момента значительно облегчается и расширяются возможности электропривода по регулированию скорости. При любой нагрузке на валу двигателя блок коррекции обеспечивает полную компенсацию пульсаций момента, предварительно or1 раниченных нелинейным блоком 4 в пределах 207. от номинального значения, что позволяет обеспечить работу привода на низких частотах вращения и расширить общий диапазон регулирования частоты вращения.

1129711 йод Awrr 4

Ф08. 4

100 75

050

08

Заказ 9463/44 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобреТений и открытий

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

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

Составитель В.Тарасов

Редактор А.Долинич Техред М. Кузьма Корректор М.Розман

Частотноуправляемый асинхронный электропривод Частотноуправляемый асинхронный электропривод Частотноуправляемый асинхронный электропривод Частотноуправляемый асинхронный электропривод Частотноуправляемый асинхронный электропривод 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и непосредственно касается асинхронных тяговых приводов локомотивов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения m-фазного электродвигателя переменного тока

Изобретение относится к управляемым электроприводам переменного тока с преобразователями частоты

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть применено в частотно-регулируемых приводах с асинхронными двигателями для управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией, содержащим по меньшей мере восемнадцать управляемых вентилей (УВ), связывающих фазы источника питания (ИП) частотой f1 с выходными фазными выводами (ФВ) преобразователя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования скорости или углового положения нагрузки
Наверх