Способ управления асинхронным электродвигателем с симисторным силовым коммутатором в фазах статорной обмотки

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности для управления высокоскоростными асинхронными электродвигателями. Целью изобретения является снижение энергозатрат . Способ управления асинхронным электродвигателем заключается в следующем . Определяют угол сдвига между током и напряжением, сравнивают его с уставкой и при их положительной разности увеличивают угол открытия симисторов до тех пор, пока разница между текущим значением угла сдвига и уставкой не станет равна нулю, после чего угол открытия симисторов поддерживают постоянным. Одновременно измеряют ток в одной из фаз электродвигателя , определяют значение производной тока и моменты изменения знака производной . В эти моменты определяют максимальное и минимальное значения токов и их отношение . Сравнивают его с заданным и, если текущее значение отношения равно заданному , а разница между текущим значением угла сдвига и уставкой не равна нулю, то угол открытия симисторов поддерживают постоянным до тех пор, пока не нарушится равенство между измеренным отношением токов и его заданным значением. Если указанное отношение становится меньше заданного , то продолжают увеличивать угол открытия симисторов, а если больше заданного , то формируют команду на полное открытие симисторов. 2 ил., 1 табл. и (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Р 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4451304/07 (22) 05.07.88 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (71) Московское производственное объединение «Завод им. Владимира Ильича» (72) А.Е. Загорский, И.Т. Пар, З.А. Захарова и А.М. Минчаков (53) 621.313.717 (088.8) (56) Сарбатов P.Ñ., Безаев В.Г. Опыт эксплуатации регулятора, минимизирующего потери в асинхронном двигателе. — Электротехническая промышленность, сер. Электропривод, 1981, вып. 4 (93), с. 23.

Авторское свидетельство СССР № 1555795, кл. Н 02 Р 7/36, 1987. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С СИМИСТОРНЫМ СИЛОВЫМ КОММУТАТОРОМ

В ФАЗАХ СТАТОРНОЙ ОБМОТКИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности для управления высокоскоростными асинхронными электродвигателями.

Целью изобретения является снижение энергозатрат. Способ управления асинхронным

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности для управления высокоскоростными асинхронными электродвигателями.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего способ управления асинхронным электродвигателем; на фиг. 2 — диаграммы тока и напряжения электродвигателя.

Устройство для реализации способа управления электродвигателем содержит си„„SU... 1629955 A 1 электродвигателем заключается в следующем. Определяют угол сдвига между током и напряжением, сравнивают его с уставкой и при их положительной разности увеличивают угол открытия симисторов до тех пор, пока разница между текущим значением угла сдвига и уставкой не станет равна нулю, после чего угол открытия симисторов поддерживают постоянным. Одновременно измеряют ток в одной из фаз электродвигателя, определяют значение производной тока и моменты изменения знака производной. В эти моменты определяют максимальное и минимальное значения токов и их отношение. Сравнивают его с заданным и, если текущее значение отношения равно заданному, а разница между текущим значением угла сдвига и уставкой не равна нулю, то угол открытия симисторов поддерживают постоянным до тех пор, пока не нарушится равенство между измеренным отношением токов и его заданным значением. Если указанное отношение становится меньше заданного, то продолжают увеличивать угол открытия симисторов, а если больше заданного, то формируют команду на полное открытие симисторов. 2 ил., 1 табл. ловой симисторный коммутатор 1, датчик 2 тока, цифроаналоговый преобразователь 3, датчик 4 нуля тока с двумя выходами, датчик 5 угла сдвига фаз, блок 6 сравнения, регулятор 7 угла, система 8 импульсно-фазового управления, блок 9 вычисления, Входы симисторного коммутатора 1 соединены с входами датчика 2 тока, датчика 4 нуля тока и датчика 5 угла сдвига фаз и предназначены для подключения к зажимам питающей сети. Выход датчика 2 тока соединен с входом цифроаналогового преобразователя

3, выходы которого соединены с входами данных блока 9 вычисления, стартовый и

1629955

Значение К

К(К

К )КК= К, 10 токовый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами датчика

4 нуля тока. Вход уставки блока 9 вычисления предназначен для подачи сигнала задания отношения токов.

Выход датчика 5 угла сдвига фаз соединен с первым входом блока 6 сравнения, второй вход которого предназначен для подачи сигнала уставки по углу сдвига. Выход блока 6 сравнения соединен с первым входом регулятора 7 угла, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока 9 вычисления. Выход регулятора 7 угла соединен с входом системы 8 импульсно-фазового управления, выход которой соединен с управляющим входом симисторного коммутатора 1, выходы которого предназначены для подключения к зажимам статорной обмотки электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 2 тока формирует на выходе сигнал, пропорциональный току одной из фаз, который поступает на вход преобразователя 3, на выходе которого формируется и-разрядный цифровой сигнал, соответствующий мгновенному значению фазного тока.

Датчик 4 нуля тока вырабатывает на первом выходе импульс всякий раз, когда ток начинает отличаться от нулевого значения (UI, фиг. 2), а на втором выходе — импульс всякий раз, когда ток достигает нулевого значения (UIz, фиг. 2).

Блок 9 вычисления функционирует следующим образом.

При поступлении импульса на стартовый вход V 1 блок 9 начинает циклически считывать п-разрядный цифровой сигнал 0 и записывать его в последовательные ячейки памяти, находящиеся внутри блока 9 вычисления. Процесс считывания оканчивается при поступлении импульса на стоковый вход V 2. Таким образом в память блока 9 записывается m значений фазного тока, где число т определяется временем работы преобразователя 3. Затем блок 9 «просматривает» содержимое памяти и по значениям тока вычисляют производную М/М и запоминаются значения тока 1;, соответствующие тем моментам, где меняется знак производной. Далее из всех значений 1; выбираются максимальное 1мэкс и минимальное

Iìaa И ВЫЧИСЛЯЕТСЯ ИХ ОТНОШЕНИЕ К=/мам<./

/1 . Если вычисленное значение К(К1, то блок 9 вычисления формирует уровень логической единицы на первом выходе QI, а на втором Q2 и третьем Q3 выходах — уровни логического нуля. Если К)Кз, то формируется уровень логической единицы на втором выходе Q2, а на первом QI и третьем ® выходах — уровни логического нуля, при К=К1 формируется уровень логической единицы на третьем выходе Я1, а на первом QI и втором

Я выходах — уровни логического нуля, что поясняется таблицей истинности.

Г

Состояние выхода

Блок 6 сравнения выраоатывает сигнал, равный разности текущего значения р угла сдвига между током и HHIlpIIæåIII;åI,: и его заданного значения р .

Регулятор 7 мгла при сигнале логической единицы на Втором Входе задает значеНИЕ УГЛа а OTKPIa:тИЯ СИМИСтОРОВ IIO СИГНаЛУ блока 6 сравнения таким образом, что значение /(p — If / становится минимальным.

При сигнале логической единицы на третьем входе регулятор 7 угла формирует значение я=О, а при сигнале логической единицы на четвертом входе поддерживает угол управления симисторами постоянным и равным предыдущему значению угла. Система 8 импульсно-фазового управления по значению угла управления а формирует импульсы управления симисторами в моменты времени, соответствующие значению угла я.

Пусть система работае" в стационарном режиме и р= ь, при этом ККВ. В этот момент происходит изменение нагрузки, а следовательно, изменение угла I(,. Регулятор

7 угла начинает изменять значение угла а, а следовательно, начинает изменяться значение напряжения на двигателе, причем если

В процессе регулирования К(Кз, то блок 9 вычисления формирует уровень логической единицы на первом выходе QI и регулятор 7 угла реализует заданный закон а=1 ® .

Если в процессе регулирования Вычисленное значение К становится больше Кз, то блок 9 вычисления формирует уровень логической единицы на втором выходе Qz, регулятор 7 угла формирует значение угла сс=О, напряжение на двигателе становится максимальным, ток в двигателе синусоидальным, значение К становится меньше К1 и на втором выходе Q блока 9 формируется уровень логического нуля, на первом выходе Q, — уровень логической единицы и регулятор 7 угла начинает вновь отрабатывать закон управления c =-«"(IAÐ).

Если в процессе регулирования напряжение на двигателе, а следОВательно, и ток станут такими, что выполняется условие

К=К:„, то блок 9 вычисления формирует уровень логической единицы на. третьем выходе Qg и регулятор 7 угла перестает изменять угол а, оставляя его постоянным.!

629955

Таким образом отслеживание формы кривой тока в фазе и осуществление регулирования при любом существенном изменении нагрузки с номинального напряжения позволяет получить высокие значения энергетических показателей на всем диапазоне изменения нагрузки и исключить возможность опрокидывания двигателя.

Формула изобретения

Способ управления асинхронным электродвигателем с симисторным силовым коммутатором в фазах статорной обмотки, при котором фиксируют момент перехода через нуль тока и напряжения, определяют угол сдвига между током и напряжением, сравнивают его с уставкой по углу сдвига между током и напряжением и при их положительной разности увеличивают угол открытия симисторов до тех пор, пока разница между текущим значением угла сдвига между током и напряжением и уставкой по углу не станет равна нулю, после чего угол открытия симисторов поддерживают равным текущему значению, одновременно измеряют ток в одной из фаз асинхронного электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, дополнительно определяют значение производной измеренного тока, оп. ределяют моменты изменения знака производной и в указанные моменты определяют максимальное и минимальное значения токов из измеренных и их отношение, сравнивает его с заданным, определяющим ограничение регулирования напряжения снизу, и если текущее значение указанного отношения равно заданному значению, а указанная разница между текущими значением угла сдвига между током и напряжением и уставкой по углу сдвига не равна нулю, то поддержание открытия симисторов на уровне текущего значения осуществляют до тех пор пока не нарушится равенство между текущим значением отношения максимального и минимального токов и его заданным значением и, если указанное отношение токов становится меньше заданного значения, продолжают увеличивать угол открытия симисторов, а если указанное отношение становится больше заданного значения — формируют управляющее воздейст25 вие на полное открытие симисторов.

Фиг. 2

Соста витель С. Позднухов

Редактор Н. Бобкова Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 441 Тираж 345 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1