Способ торможения асинхронного электродвигателя

 

СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, при котором отключают обмотку статора от источника питания, подают в статорнзто обмотку постоянный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигателя сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренньй тормозной момент, по результату данного сравнения регулируют величину постоянного тока в статорной обмотке, отличающийс я тем, что, с целью повьппения плавности торможения, измеряют величину постоянного тока, подаваемого в статор, частоту вращения вала двигателя и регулируют величину активного сопротивления роторной цепи пропорционально их отношению -kJl, рц les гдеЯрц величина активного сопротивления роторной цепи . ввпостоянней регулируемый торСП мозной ток в статорной обмотке , с U частота вращения вала двигателя; k коэффициент пропорциональности .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О 3 ЮР °

PKCflVSRHK аа (и) 4(51} Н 02 P 3 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ где 8, Z

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3553073/24-07, (22) 17.02.83 (46) 23.01.85. Бюл. У 3 (72) В.С.Копырин, З.М.Куценко и Я.И.Шрейдер (71) Павлодарский индустриальный

< институт (53) 621.313.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 752708, кл. Н 02 P 3/24, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3304359/24-07, кл. Н 02 P 3/24, 1981. (54)(57) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, при котором отключают обмотку статора от источника питания, подают в статорную обмотку постоянный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное уско.рение вала двигателя сравнивают с заданнык отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент, по результату данного сравнения регулируют величину постоянного тока в статорной обмотке, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения плавности торможения, измеряют величину постоянного тока, подаваемого в статор, частоту вращения вала двигателя и регулируют величину активного сопротивления роторной цепи пропорционально их отношению

И

Яpu L

1вз

° \ величина активного сопротивления роторной цепи, g постоянный регулируемый тормозной ток в статорной об мотке, частота вращения вала двигателя; коэффициент пропорциональности

RP if ) вв

1 11362

Изобретение относится к электро1 технике и может быть использовано в асинхронных электроприводах механизмов в химической, металлургической и машиностроительной промышленности, Известен способ торможения асинхронного электродвигателя, при котором подают в статорную обмотку электродвигателя постоянный ток регули- 1р руемой величины, измеряют тормозной момент на выходном валу электродвигателя, сравнивают его с заданным значением тормозного момента и регулируют величину постоянного тока, по- 15 даваемого в статорную обмотку, в функции полученного сигнала рассогласования )1) .

Однако этот способ торможения не обеспечивает постоянного заданного значения тормозного момента двигателя при изменяющемся моменте инерции электропривода. Кроме того, при реализации этого способа потребляется значительная электроэнергия из сети и возникают большие потери в двигателе.

Наиболее близким к изобретению по .технической сущности и достигаемому результату является способ тор- ЗО можения асинхронного электродвигателя, при котором отключают обмотку статора от источника питания, подают в статорную обмотку постоянный ток регулируемой величины, контро-

35 лируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигателя сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент, по результату данного сравнения регулируют величину постоянного тока в статорной обмотке (2) .

Недостатками известного способа торможения являются малая плавность, 4$ значительное потребление электроэнергии из сети и большие потери в электродвигателе, что снижает энергетические показатели.

Цель изобретения — повышение плавности торможения путем уменьшения динамических бросков тормозного момента.

Поставленная цель достигается H тем, что при способе торможения асинхронного электродвигателя, при кото- ром отключают обмотку статора от

86 2 источника питания,.подают в статорную обмотку постоянный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигателя срав" нивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент, по результату данного сравнения регулируют величину постоянного тока в статорной обмотке, измеряют величину постоянного тока, подаваемого в статор, частоту вращения вала двигателя и регулируют величину активного сопротивления роторной цепи пропорционально их отношению

1 гдето — величина активного сопротивPW ления роторной цепи, ?аз — постоянный регулируемый тормозной ток в статорной

I обмотке, ь) — частота вращения вала двигателя, — коэффициент пропорциональности.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ торможения асинхронного электродвигателя, на фиг.2 — механические характеристики электродвигателя, на фиг.3 — график функциональной зависимости между величиной добавочного активного сопротивления, вводимого в цепь ротора, и скоростью вращения вала двигателя. устройство содержит электродвигатель 1, подключенный контактами 2 коммутационного аппарата к питающей сети,две фазы которой подключаются также к входу управляемого выпрямителя 3, выход которого через датчик

4 постоянного тока и контакты 5 коммутационного аппарата подключаются к двум фазам обмотки статора электродвигателя 1, а его обмотки ротора.— к блоку 6 регулируемых резисторов.

На валу электродвигателя 1 установлены датчик 7 момента, датчик 8 замедления ротора и датчик 9 скорости . вала электродвигателя 1. На входы блока 10 сравнения подключены выходы датчика 8 замедления ротора и блока

11 задания торможения, а выход бло1 ка 10 подключается к входу регулятора 12 замедления. Входы блока 13

1136286

И

РН

ВЬ сравнения подключены к выходам регулятора 12 замедления и датчика 7 момента, а выход блока 13 сравнения подключен к входу регулятора 14 тормозного момента, выход которого соединен с входом блока 15 управления управляемого выпрямителя 3. К входам делителя 16 подключены выходы датчика 9 скорости выходного вала и датчика 4 постоянного тока, а вы- 10 ход делителя 16 подключен к входу регулятора 17 активного сопротивления цепи ротора электродвигателя, выход которого соединен с входом блока 18 управления блоком б регулируемых резисторов. Вал электродвигателя 1 связан с рабочей мешиной 19.

Способ торможения асинхронного электродвигателя осуществляется следующим образом. 20

Отключают обмотку статора от источника питания, подают в статорную обмотку постоянный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигателя сравнивают с 25 заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент, по результату данного сравнения регулируют величину постоянного тока в статорной обмотке, измеряют величину постоянного тока статора, частоту вращения вала двигателя и регулируют величину активного сопротивления роторной цепи пропорционально их отношению

35 где Н вЂ” величина активного сопротивРН ления роторной цепи; . 40 из. — постоянный регулируемый тормозной ток в статорной обмотке

ы — частота вращения вала двига-. теля; 45 — коэффициент пропорциональности.

Устройство для осуществления способа торможения асинхронного электродвигателя работает следующим образом.50

Для торможения электродвигателя 1 он отключается от сети путем размыкания контактов 2 силового коммутационного аппарата и подключается двумя фазами обмотки статора к управ- 55 ляемому выпрямителю 3 при замыкании контактов 5. Для контроля режима торможения с заданным потреблением

4 электроэнергии из сети и потерями в двигателе при изменяющихся моменте статического сопротивления механизма, моменте инерции электропривода и активном сопротивлении цепи ротора измеряются с помощью датчиков 7, 8, 9 и 4 соответственно тормозной момент на "валу двигателя, замедление ротора электродвигателя, скорость или частота вращения вала двигателя и величина постоянного тока статора, подаваемого в его обмотку.

Сигнал с выхода датчика 8 замедления сравнивается в блоке 10 с задающим сигналом, поступающим с блока

11 задания режима торможения. Разность этих сигналов с выхода блока

10 подается на вход регулятора 12 замедления. Сигнал с выхода датчика

7 торможения момента сравнивается в блоке 13 с сигналом, поступающим с выхода регулятора 12 замедления, и их разность поступает на вход регулятора 14 тормозного момента. Сигнал с регулятора 14 поступает на вход блока 15 управления, который в зависимости от величины этого сигнала залает требуемый угол управления тиристорами управляемого выпрямнтеля 3, а следовательно, величину постоянного тока динамического тОрможения и величину тормозного момен— та двигателя.

Для асинхронного двигателя с фазным ротором заданный тормозной мо †. мент может быть получен при различных соотношениях постоянного тока в обмотках статора и активного сопротивления цепи ротора. На фиг.2 показаны механические характеристики динамического торможения, которые построены для различных токов возбуждения. !

Для каждого тока возбуждения построены три характеристики, соот ветствующие различным значениям активного r.oïðoòèâëåíèÿ цепи ротора:

1 рнS " pun ™рнi °

Изменяя величину УРН и влияя таким образом на наклон механической характеристики, можно получить заданный тормозной момент при изменяющихся моменте статического сопротивления на валу двигателя и моменте инерции электропривода при сравнительно небольших токах возбуждения.

1136286. С целью обеспечения минимального потребления электроэнергии из сети и минимальных потерь в двигателе при заданном тормозном моменте дви гателя осуществляется контроль скорости вращения ротора датчиком 9 и величины постоянного тока в обмотках статора датчиком 4 тока. Сигналы с датчиков 4 и 9 поступают на входы делителя 16, в котором сигнал, пропорциональный скорости, делится на сигнал, пропорциональный постоянному току (Ы!1 ) .сигнал с выхода делителя 16 постуйает на вход регулятора 17, который определяет значение величины активного сопротивления цепи ротора, соответствующее текущему значению скорости вращения двигателя и постоянного тока в обмотке статора.

На фиг.З представлен график зависимости

"р» (h 3> где Ы вЂ” сигнал, пропорциональный текущему значению скорости вращения двигателями ВЗ вЂ” сигнал, пропорциональный постбянному току в обмотке статора, 3 =3 0 — активное сопротивление роторной цепи;

"р -"активное сопротивление об мотки ротора, " — дополнительное активное сопротивление, вводимое в цепь обмотки ротора .

Активное сопротивление цепи ротора можно регулйровать в пределах H>а с gk «Fpq изменением величины

1 дополнйтельного сопротивления, вво димого в цепь обмотки ротора. С выхода регулятора 17 сигнал поступает

5 на вход блока 18 управления блоком

6 регулируемых резисторов, который в зависимости от величины сигнала (! зз) задает требуемое сопротивление резисторов в блоке 6. Добавоч1в . ное сопротивление в блоке 6 может регулироваться и с помощью полупроводниковых управляемых коммутаторов, например тиристоров.

Реализация приведенного закона

15 регулирования добавочного активного сопротивления в роторной цепи позволяет создать оптимальный момент двигателя во всем диапазоне торможения при минимальном постоянном то20 ке в обмотке статора. Это согласуется с известной зависимостью для режима торможения асинхронных двигателей с фазным ротором путем подачи постоянного тока в обмотки статора!

2 при данном постоянном токе в обмотках статора скорость вращения двигателя пропорциональна полному активному сопротивлению цепи ротора. ь

Испо 1ьзование данного способа

30 торможения асинхронного двигателя с фазным ротором по сравнению с известными способами обеспечивает уменьшение динамических бросков тормозного момента, за счет чего продлевается срок службы оборудования, а также снижение потерь электроэнергии, особенно при продолжительных тормозных режимах, что улучшает энергетические показатели.

1136286

ll36286

Составитель И.Волошиновский

Техред А.Бабинец

Корректор Н.Король

Редактор И. Николайчук

Подписное

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

Заказ 10299/43 Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

4 по делам изобретений и открытий

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