Частотный асинхронный электропривод с экстремальным управлением

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является улучшение энергетических показателей . Частотный электропривод с экстремальным управлением содержит асинхронный электродвигатель (АД) 1, подключенный к статическому преобразователю (СП) 2 частоты, на входе которого включен датчик 5 тока. СП 2 включает в себя блок 3 регулирования напряжения и автономный инвертор 4 напряжения. Выход блока 3 через датчик 6 напряжения связан с первым входом блока 10 перемножения и входом функционального преобразователя (ФП) 7, реализующего экспоненциальную зависимость . Второй вход 10 под

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (б1) 4 Н 02 P 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

1

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3957166/24-07 (22) 27.09.85 (46) 30.01.87. Бюл. 1(- 4 (71) Автомобильный завод им. Ленинского комсомола (72) В.Г.Безаев (53) 621.313.333.07(088.8) (56). Патент США 1(- 4052648, кл. 318-200, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 860257, кл. Н 02 P 7/36, 1981. (54) ЧАСТОТНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. Частотный электропривод с экстремальным управлением содержит асинхронный электродвигатель (АД) l подключенный к статическому преобразователю (СП) 2 частоты, на входе которого включен датчик 5 тока. СП 2 включает в себя блок 3 регулирования напряжения и автономный инвертор 4 напряжения. Выход блока 3 через датчик 6 напряжения связан с первым входом блока 10 перемножения и входом функционального преобразователя (ФП)

7, реализующего экспоненциальную зависимость. Второй вход блока 10 под12 ключен к выходу блока ll задания характеристик СП 2. Выход ФП 7 подключен к входу Делитель" блока 8 деления, вход "Делимое" которого соединен с выходом первого узла 9 сравнения, а выход блока 8 — с вычитающим входом второго узла 13 сравнения. Суммирующий вход узла 13 подключен к блоку 12 задания отношения тока статора к току намагничивания.

Выход блока 10 подключен к вычитающему входу узла 9, суммирующий вход которого соединен с выходом датчика

5, Выход узла 13 соединен с входом блока 3. В основу работы электропривода положены зависимость, тока АД 1 от напряжения на АД I и величины его скольжения и зависимость тока намагничивания от величины напряжения на статоре АД 1. Это позволяет при поддержании постоянства отношений действующих значений тока статора к току намагничивания обеспечить работу

АД 1 в точках минимума потребляемой активной мощности

1 ил.

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано для управления регулируемых по скорости асинхронных электроприводов с короткозамкнутым ротором. 5

Целью:изобретения является улучшение энергетических показателей путем уменьшения .потерь частотного асинхронного электропривода.

На чертеже представлена блок-схе- 10 ма частотного асинхронного электропривода с экстремальным управлением.

Частотный „;.асинхронный электропривод с экстремаХьным управлением содержит асинхронный электродвигатель

1, подключенный к статическому преобразователю 2 частоты с явно выраженным звеном постоянного тока, состоящему из блока 3 регулирования 2р напряжения и автономного инвертора 4 напряжения, датчик 5 тока, включенный во входную цепь статического преобразователя 2 частоты, датчик 6 напряжения, подключенный к входу ав- 25 тономного инвертора 4 напряжения, а выходом — к входу функционального преобразователя 7, реализующего экспоненциальную зависимость, причем вход функционального преобразователя 30

7 соединен с входом "Делитель" блока 8 деления, вход "Делимое" которого соединен с выходом первого узла 9 сравнения, суммирующий вход которого соединен с выходом датчика

5 тока, а вычитающий вход — с выходом блока 10 перемножения, первый вход которого соединен с выходом дат2 чика б напряжения, а второй вход подсоединен к выходу блока 11 задания .характеристик статического преобразователя частоты, при этом выход блока

12 задания отношения тока статора к току намагничивания соединен с суммирующим входом второго узла 13 сравнения, вычитающий вход которого соединен с выходом блока 8 деления, а выход — с входом блока 3 регулирова- ния напряжения.

Частотный асинхронный электропривод с экстремальным управлением работает как статическая система стабилизации величины отношения действую-. щих значений тока статора к току намагничивания.

В основу работы данного устройства положена зависимость тока статора электродвигателя I от двух переменных (напряжения на электродвигателе

I и величины его скбльжения, величина которого пропорциональна моменту нагрузки на валу электродвигателя

1) и зависимость тока намагничивания от величины напряжения на статоре электродвигателя I. Это позволяет при поддержании постоянства отношения действующего значения тока статора к току намагничивания обеспечить работу электродвигателя 1 в точках минимума потребляемой активной мощности, так как при этом величина отношений токов зависит только от величины скольжения, и при поддержании ее постоянной скольжение электродвигателя 1 также будет постоянным, что I

1287 соответствует режиму минимума потребляемой активной мощности электродвигателя l. Значение тока стато-, ра электродвигателя 1 определяется с помощью датчика 5 тока, измеряющего ток входной цепи статического . преобразователя частоты. Действующее значение данного тока складывается из действующего значения тока статора электродвигателя 1 и действующе- 10 го значения тока, вызывающего потери энергии в статическом преобразователе 2 частоты. Потери энергии в статическом преобразователе частоты можно представить постоянным эквивалентным сопротивлением, подключенным к входу автономного инвертора 4 напряжения. Измеряя величину напряжения на входе автономного инвертора 4 напряжения с помощью датчика 6 напряжения и задавая с помощью блока задания характеристик статического преобразователя частоты постоянный сигнал, обратно пропорциональный значению эквивалентного сопротивле25 ния, на выходе блока 10 перемножения получают сигнал, равный действующему значению тока, вызывающего потери энергии в статическом преобразовате- . ле частоты. Тогда на выходе узла 9 сравнения получают сигнал действующего значения тока статора электродвигателя 1.

Электропривод работает следующим образом.

При увеличении нагрузки возрастает ток статора электродвигателя 1 за счет увеличения скольжения электродвигателя 1, т.е. увеличивается сигнал с датчика 5 тока, что приво- 40 дит к увеличению сигнала на выходе блока 8 деления. На выходе узла 13 сравнения появляется сигнал ошибки, который подается на вход блока

3 регулирования напряжения. В резуль. — 45 тате напряжение на статоре электро-. двигателя 1 увеличивается до тех пор, пока отношение токов не достигнет прежнего своего значения. При сбросе нагрузки скольжение электро- 50 двигателя уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на электродвигателе до тех пор, пока величина отношения токов не достигнет своего прежнего значения. 55

Вследствие того, что функциональный преобразователь 7 подключен к датчику 6 напряжения и реализует сте250 4 пенную функцию у = .х, на вход блока 8 деления поступает сигнал, пропорциональный току намагничивания, величина которого не зависит от скольжения электродвигателя 1 и однозначно связана со значением напряжения на входе автономного инвертора напряжения. Все это позволяет произвести более точную настройку функционального преобразователя 7.

Пуск, остановка и регулирование скорости электропривода осуществляются подачей и снятием сигнала задания по скорости на вход автономного инвертора 4 напряжения. С помощью блока 12 задания отношения тока статора к току намагничивания формируется сигнал задания в соответствии с мощностью электродвигателя 1.

Частотный асинхронный электропривод с экстремальным управлением имеет достаточно простую схему, обладает высоким быстродействием, обеспечивает работу электродвигателя с минимумом потребляемой активной мощности при больших диапазонах регулирования скорости, более экономичен, удобен в наладке и эксплуатации и может быть использован в массовых электроприводах малой, средней и большой мощности, не требует подстройки под конкретный электродвигатель, что особенно важно при его серийном производстве

Электропривод позволяет уменьшить потери в электродвигателе за счет работы в режиме с минимумом потребляемой активной мощности на 10157..

Формула изобретения

Частотный асинхронный электропривод с экстремальным управлением, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к статическому преобразователю частоты с явно выраженным звеном постоянного тока, включающему блок регулирования напряжения, датчик тока, датчик напряжения электродвигателя, функциональный преобразователь, реализующий экспоненциальную зависимость, блок перемножения и первый узел сравнения, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем уменьшения потерь, в него введены блок деления, блок задания отношения тока статора,к току на5 1287250 о магничивания, второй узел сравнения тического преобразователя частоты, а и блок задания характеристик статичес- вычитающий вход соединен с выходом кого преобразователя частоты для фор- блока перемножения, первый вход комирования сигнала, обратно пропорцио- торого соединен с выходом датчика нанального эквивалентному сопротивлению 5 пряжения электродвигателя, а второй статического преобразователя частоты, вход подсоединен к выходу блока запри этом вход укаэанного функциональ- дания характеристик статическог6 преного преобразователя соединен с выхо- образователя частоты, выход блока задом датчика напряжения электродвига- дания отношения тока статора к току теля, а выход функционального пре- намагничивания соединен с суммируюобразователя — с входом Делитель . щим входом второго узла сравнения, блока деления, вход "Делимое которо- вычитающий вход которого соединен с го соединен с выходом первого узла выходом блока деления, а выход .этого сравнения, суммирующий вход кото- узла сравнения соединен с вхорого соединен с выходом датчика то- дом блока регулирования напряжека, включенного во входную цепь ста- ния.

Составитель В.Тарасов

Редактор А,Лежнина Техред К.Ходанич Корректор M,Ïoæî

Заказ 7725/57 Тираж 661 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4