Способ управления комбинированным частотно-параметрическим асинхронным электроприводом

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в лифтах, шахтных подъемных машинах. Целью изобретения является повьш1ение надежности и долговечности электропривода . Способ управления комбинированным частотно-параметрическим электроприводом осуществляют следующим образом. Изменяя частоту и величину напряжения на выходе циклоконвертора 2, разгоняют асинхронный двигатель 1. По достижении частотой вращения асинхронного двигателя 1 величины, равной половине номинальной,.поддерживают частоту напряжения на выходе циклоконвертора 2 постоянной, равной частоте сети, и осуществляют фазовое регулирование циклоконвертора, 2 ил. о (Л iS i 2 ФФ СО со со 00 Ср СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1339863 (5D 4 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3972593/24-07 (22) 05. 11.85 (46) 23.09.87, Бюл. №- 35 (71) Донецкий политехнический институт (72) Е.С.Траубе, С,С.Багдасарян, С.И.Киселев и А.А.Резниченко (53) 62.83.621.313.333.072.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 944044, кл. Н 02 Р 7/42, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11222233332233, кл. Н 02 P 7/42, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫМ ЧАСТОТНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ АСИНХP0HHbIM ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в лифтах, шахтных подъемных машинах, Целью изобретения является повышение надежности и долговечности электропривода. Способ управления комбинированным частотно-параметрическим электроприводом осуществляют следующим образом. Изменяя частоту и величину напряжения на выходе циклоконвертора

2, разгоняют асинхронный двигатель 1..

По достижении частотой вращения асинхронного двигателя 1 величины, равной половине номинальной, поддерживают частоту напряжения на выходе циклоконвертора 2 постоянной равной час- а

Э

Ж тоте сети, и осуществляют фазовое регулирование циклоконвертора. 2 ил.

1339863

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для механизмов, где необходимо регулирование скорости в широком диапазоне и предъявляются высокие требования к ограничению ускорения и рывка (например, лифты, шахтные подъемные машины и т.п.).

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности путем устранения колебаний момента при переходе в режим фазового управления (ФУ), На фиг.1 изображена структурная схема устройства, реализующего способ 16 управления комбинированным частотнопараметрическим асинхронным электроприводом; на фиг,2 — механические характеристики электропривода, поясняющие,сущность предлагаемого способа.

Устройство содержит асинхронный двигатель 1, непосредственный преобразователь 2 частоты с системой 3 импульсно-фазового управления, датчик

4 частоты вращения, командоаппарат 5, 26 коммутаторы 6 и 7, элементы 8 и 9 сравнения, задатчик 10 интенсивности разгона и торможения; каналы регулирования частоты 11 и амплитуды 12 выходного напряжения в режиме непосред- 30 ственного преобразователя частоты, задатчик 13 управляющих напряжений низкой частоты (ЗНЧ), блок 14 выбора режимов, схему 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управле35 ния, блоки 16 формирования сигнала, пропорционального квадратному корню из абсолютного скольжения, и регулятор 17 частоты вращения.

Асинхронный двигатель 1 питается непосредственно от тиристорного преобразователя 2 частоты с системой 3 импульсно-фазового управления, входы многоканального блока сравнения которой через трехканальный коммутатор 6 45 подключаются либо к выходам ЗНЧ 13, либо к выходу регулятора 17 частоты вращения, Командоаппарат 5 соединен с третьим входом ЗНЧ 13, выходы задатчика 10 интенсивности и вторым входом схемы 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления. Задатчик 10 интенсивности разгона и торможения первым выходом подключен к первому входу элемента 8 сравнения, а вторым выходом — к первому входу блока 14 выбора режимов.

Сигнал с датчика 4 скорости подается на второй вход блока 14 выбора режимов и на объединенные вторые входы элементов 8 и 9 сравнения, Выход элемента 8 сравнения подключен к объединенным входам каналов 11 регулирования частоты и регулятора 17 частоты вращения.

Первый вход элемента 9 сравнения объединен с первым входом канала 12 регулирования амплитуды режима непосредственного преобразования частоты (и с первым входом ЗНЧ 13) и соединен с выходом канала 11 регулирования частоты. Второй вход канала 12 регулирования амплитуды режима непосредственного преобразователя частоты объединен с входом блока 16 извлечения корня и подключен к выходу элемента 9 сравнения„ Выход блока 16 извлечения корня подключен к первому входу коммутатора 7. Второй вход коммутатора 7 объединен с объединенными вторыми входами трехканального коммутатора 6 и соединен с выходом регулятора 17 скорости, Выход коммутатора

7 соединен с вторым входом регулятора

17 скорости режима ФУ. Управляющие входы коммутаторов 6 и 7 соединены вместе, объединены с первым входом схемы 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления и соединены с выходом блока 14 выбора режи— мов. Выход блока 15 соединен с входом логической части схемы системы импульсно-фазового управления, Кроме того, на фиг,2 обозначены:

18 — естественная механическая характеристика двигателя; 19 — механическая характеристика двигателя в режиме непосредственного преобразователя частоты на частоте перехода в режим

ФУ; 20„ 21, ?2 — механические характеристики двигателя в режиме ФУ;

М вЂ” момент двигателя на естест0,5 венной характеристике при частоте вращения, равной 0 5 номинальной.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

К асинхронному двигателю 1 от непосредственного преобразователя 2 частоты поцводится напряжение с частотой, изменяющейся от 0 до 30 Гц, и амплитудой, определенной в соответствии с законом управления для режима

НПЧ. При этом происходит разгон двигателя до частоты вращения, равной половине номинальной. Дальнейший разгон двигателя до номинальной. частоты вращения осуществляется при изменении

1339863

Следовательно, в момент перехода в режим ФУ к двигателю должно быть подведено напряжение, определенное в соответствии с (6), т.е. пропорциональное квадратному корню из абсолютного скольжения двигателя в режиме непосредственного преобразователя частоты перед переходом в режим ФУ.

Сущность предлагаемого способа, таким образом, состоит в том, что на регуляторе скорости режима ФУ устанавливают начальные условия, сигнал которых пропорционален квадратному корню из сигнала абсолютного скольжения двигателя в режиме непосредственного преобразователя частоты непосредственно перед переходом в режим ФУ.

При работе в диапазоне частот вращения до 0,5 номинальнои предлагаемое устройство (фиг,1) функционирует аналогично известному и, кроме того, производится извлечение квадратного корня из сигнала абсолютного скольжения двигателя, получаемого на выходе элемента 9 сравнения, блоком 16. Полученный сигнал устанавливается в качестве начального значения выходного сигнала регулятора 17 скорости режима ФУ. При достижении двигателем скорости, равной 0,5 номинальной, под воздействием сигналов с блоков

14 и 15 структура системы управления изменяется аналогично известному устройству, но вновь введенный регулятор 17 скорости режима ФУ начинает работу со значения выходного сигнала, равного выходному сигналу блока 16 перед переключением, т.е. со значеф перех н 1 М

0,5 (3) Момент двигателя после перехода должен быть равен моменту до перехо- 50 да, т.е. должна быть получена характеристика 21 (фиг.2) и привод начнет работу в режиме ФУ из точки Ь, Тогда ношения величины напряжения частотой 50 Гц на его зажимах. Это осуществляется путем снятия управляющих импульсов с

12 из 18 тиристоров непосредственного

5 преобразователя частоты так, что оставшиеся в работе 6 тиристоров образуют симметричный регулятор напряжения (по два встречно-параллельно включенных тиристора в каждой фазе 10 двигателя, подключенных к разным фазам сети), с ФУ этими тиристорами.

После перехода в режим ФУ электропривод начнет отработку сигнала задания (фиг.2) либо из точки а (характерис- 15 тика 19 или ей подобная с M> c M ), либо из точки с (характеристика 22 или ей подобная с Мс M>). Это обстоятельство вызывает значйтельные колебания момента и частоты вращения, 20 вызванные отработкой системой авторегулирования скорости режима ФУ, скачкообразного воздействия. Момент двигателя в режиме ФУ определяется из соотношения 25

Пг „

М„=М (1) н где M — момент двигателя при данной частоте вращения и номинальном напряжении U„ т.е. на

30 естественной характеристике; — напряжение, подводимое к фv двигателю в режиме ФУ.

Из (1) следует, что

M фу

U = U фч и

Обозначим момент двигателя на естественной характеристике при скорости перехода в режим ФУ, равной 0 5 ,номинальной, как М о, (фиг.2). Под\ ставим это значение в (2) и получим значение напряжения, которое необходимо подвести к двигателю после перехода в режим ФУ для получения на его

45 валу момента

М фч Мннч э (4) 55 где M — момент на валу двигателя нпч перед переходом в режим ФУ.

Этот момент определяется из соотгде d — жесткость механической характеристики асинхронногс двигателя в режиме частотного управления (при наличии в системах автоматического регулирования скорости режима

НПЧ системы стабилизацчи магнитного потока двигателя а =const) р — абсолютное скольжение двигателя в режиме НПЧ.

Подставив (5) в (4), а (4) в (3}, получим о

U v перех =Пн -1 б Пн 1 Vpв, С,5

o где К=

Mg g

1339863 формула изобретения

Способ управления комбинированным частотно-параметрическим асинхронным электроприводом, выполненным на базе

М"

Составитель В,Тарасов

Редактор Л,Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректор А 0бручар

Заказ 4243/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ния, пропорционального квадратному корню из величины абсолютного скольжения двигателя в режиме непосредственного преобразователя частоты непо5 средственно перед переходом, При этом в первый момент времени после перехода к двигателю подводится напряжение (частотой 50 Гц) такой величины, которая обеспечивает вращающий момент, -в точности равный моменту на валу перед переходом. В остальном работа предлагаемого устройства также аналогична известному.

При реализации предлагаемого способа сохраняется непрерывность момента двигателя при переходе в режим ФУ, что обеспечивает безударный переходный процесс регулирования частоты 20 вращения. При этом значительно повышаются долговечность и надежность работы электропривода. асинхронного двигателя, подключенного к непосредственному преобразователю частоты, при котором, регулируя частоту и величину напряжения на выходе непосредственного преобразователя частоты, разгоняют асинхронный двигатель до частоты вращения, равной половине номинальной, после чего, осуществляя фазовое регулирование тиристоров непосредственного преобразователя частоты при постоянной частоте напряжения, на его выходе, равной частоте сети, разгоняют асинхронный двигатель до номинальной частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем устранения колебаний момента при переходе в режим фазового управления, измеряют абсолютное скольжение асинхронного двигателя и при переходе в режим фазового регулирования устанавливают начальное значение величины напряжения на выходе непосредственного преобразователя частоты, пропорциональным корню квадратному из измеренной величины абсолютного скольжения асинхронного двигателя,