Устройство для управления асинхронным электродвигателем

 

Изобретение может быть использовано в системах автоматического управления асинхронными двигателями с тиристорными регуляторами напряжения в цепи статора . Устройство функционирует как двухконтурная система автоматического регулирования преимущественно в режимах пуска и останова. Причем за счет введения в его состав датчика 7 напряжения, регулятор 8 тока, блока 6 датчиков режима и выполнения определенным образом блока 5 линеаризации удается упростить устройство и расширить область его применения. 2 з.п, ф-лы, 3 ил.,.

(l9) (I l) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 P 5/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4751626/07 (22) 11.07;89 (46) 23.03.92, Бюл. М 11 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-.производственного объединения "X3M3" (72) Ь.С.Александровский, Ю.Г. Карлинский, Д.В.Райнин и И.И.Эпштейн (53) 621.313;333 (088.8) (56) Браславский И..Я. Асинхронный полупроводниковый злектропривод с параметрическим управлением. — М., 1988, с. 155; рис. 4.19.

Там же, с. 148, рис. 4Л5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

АСИНХРОНН ЫМ ЗЛЕ КТРОДВИГАТЕЛ ЕМ (57) Изобретение может быть использовано в системах автоматического управления асинхронными двигателями с тиристорными регуляторами напряжения.в цепи статора. Устройство функционирует как двухконтурная система автоматического регулирования преимущественно в режимах пуска и останова. Причем за счет введения в его состав датчика 7 напряжения, регулятор 8 тока, блока 6 датчиков режима и выполнения определенным образом блока 5 линеаризации удается упростить устройство и расширить область его применения. 2 з.п, ф-лы, 3 ил., 1721773

45

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления асинхронными двигателями с тиристорными регуляторами напряжения (TPH) в цепи статора.

Известно устройство управления асинхронным двигателем с TPH в цепи статора, содержащее последовательно .включенные многофазный датчик тока статора двигателя, регулятор амплитуды тока, устройство управления TPH.

Недостатком известного устройства является то, что обеспечиваемый с его помощью характер изменения частоты вращения двигателя в процессе пуска и останова является неконтролируемым, уско-. рение двигателя непостоянно из-за нелинейности механической характеристики двигателя и изменения момента сопротивления механизма при изменении оборотов.

Известно устройство управления, обеспечивающее более качественный режим изменения скорости двигателя, Собственно система управления пуском и остановом двигателя при отсутствии требований по реверсу содержит последовательно вкл юченные датчик скорости, выпрямитель, блок линеаризации, устройство управления ТРН, причем вторым входом блок линеаризации подключен к выходу датчика скорости, а вторым входом регулятор скорости подключен к устройству задания частоты вращения, Недостатком данного устройства является наличие датчика скорости на валу двигателя, что усложняет устройство управ ления и ограничивает область его применения.

Цель изобретения — упрощение, расширение области применения, На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — схема блока датчиков режима; на фиг.3 — схема блока линеаризации.

Устройство для управления асинхрон.ным электродвигателем содержит тиристорный регулятор 1 напряжения с блоком

2 управления тиристорами, датчик 3 тока, регулятор 4 скорости, блок 5 линеаризации, блок 6 датчиков режима, датчик 7 напряжения, регулятор 8 тока и блок 9 сравнения.

Выход регулятора 4 скорости соединен с первым входом блока 5 линеаризации, выход которого подключен к первому входу блока 9 сравнения, выход которого через регулятор 8 тока соединен с первым входом блока 2 управления тиристорами. Входы блока 6 датчиков режима соединены с выходами датчиков 3 и 7 тока и напряжения

35 электродвигателя 10, а первый, второй и третий выходы блока 6 датчиков режима соединены соответственно с объединенными входом регулятора 4 скорости и вторым входом блока 5 линеаризации, с вторым входом блока 9 сравнения и с вторым входом блока

2 управления тиристорами.

Блок датчиков режима (фиг,2) содержит датчик 11 амплитуды тока, датчик 12 потокосцеплений двигателя и делитель 13. Входы датчика 11 амплитуды тока соединены с первыми входами датчика 12 потокосцепления и образуют первые входы блока 6 датчика режимов. Вторые входы датчика 12 потокосцеплений образуют вторые входы блока 6 датчиков режимов. Выход датчика

11 амплитуды тока и первый выход датчика

12 потокосцеплений соединены с соответствующими входами делителя 13. Второй выход датчика 12 потокосцеплений, выход делителя 13 и выход датчика 11 амплитуды тока образуют соответственно первый— третий выходы блока 6 датчиков режима.

Блок 5 линеаризации (фиг.3) состоит из последовательно включенных умножителя

14 и функционального преобразователя 15, реализующего функцию извлечения корня квадратного, Входы умножителя 14 образуют входы блока линеаризации. а выход функционального преобразователя 15 образует выход блока 5 линеаризации.

Введение в устройство управления датчика 7 напряжения регулятора 8 тока и блока 6 датчиков режима двигателя в указанной связи упрощает устройство, так как позволяет исключить тахометр на валу двигателя, что расширяет область его применения.

Выполнение блока 6 датчиков режима двигателя позволяет формировать сигнал обратной связи (скольжение), который используется в системе регулирования скорости.

Выполнение блока 5линеаризации в виде последовательно включенных умножителя и функционального преобразователя, реализующего функцию корня квадратного, позволяет формировать сигнал задания тока, который обрабатывается в замкнутой си- ", стеме автоматического регулирования тока, при этом регулировочные характеристики системы регулирования скорости становятся линейными.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем функционирует таким образом, что изменение скольжения (частоты вращения) осуществляется в стро- гом соответствии с заданным значением.

Устройство выполнено в виде замкнутой системы автоматического регулирования скольжения двигателя, 1721773

Выходной сигнал регулятора 4 скорости (скольжения) является по физической сущности сигналом задания момейта двигателя. Момент двигателя равен

Р х2 + 1/Р Х2

Управление моментом осуществляется изменением тока!. Задание тока формируется в соответствии с соотношением (1) на 10 выходе блока 5 линеаризации: — ) =Р" +, (3)

Г2 Г2 2 У х2)

Формула изобретения

1. Устройство для управления асинхронным электродвигателем,. содержащее тиристорный регулятор напряжения с блоком управления тиристорами и датчик тока в цепи статора электродвигателя, регулятор скорости, выходом подключенный

5 к первому входу блока линеаризации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения области применения, в него введены блок датчиков режимов; датчик напряжения двигателя, регулятор тока и блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока . линеаризации, выход — с входом регулятора тока, выход которого подключен к первому входу блока управления тиристорами, входы блока датчиков режима соединены с выходами датчиков тока и напряжения, а первый — третий выходы блока датчиков режима соединены соответственно с объединенными входом регулятора скорости и вторым входом блока линеаризации с вторыми входами блока сравнения и блока управления тиристорами.

2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щее с я тем, что блок датчиков режимов выполнен в виде датчика амплитуды тока, датчика потокосцеплений двигателя и делителя, входы датчика амплитуды тока соединены с первыми входами датчика потосцепления и образуют первые входы блока датчиков режимов, вторые входы датчика

КМ

Км (4) Г2 (Р) =Р— + —Х,2

Г2 рх2 гг и

2)2 рх2+ 1 г2 г2 2 @ х2)

Г2

40 с учетом того, что Р—, качественно иденХ2

Г2 45 тичны, а количественно отличаются несущественно. Так, например, при номинальном скольжении Д = 0,015 и постоянной времени —. = (1 — 0,5) отличие значений функций -2

Г2 5 (4) и (2) не превышает B, а при больших скольжениях P )Д, оно будет снижаться.

Таким образом, удобное для практической реализации соотношение (4) достаточно строго соответствует физике процессов 55 в двигателе.

Сигнал задания тока с выхода блока 5 линеаризации отрабатывается в замкнутой системе автоматического регулирования то1 .. (2)

Г2

Необходимо уточнить, что сигнал обратной связи по скольжению формируется в блоке 6 датчиков режияа на основании известного соотношения

Поэтому более точно сигнал задания тока формируется в соответствии с соотношением

Две функции скольжения ка, включающей в себя регулятор 8 тока,блок 2 управления тиристорами, тиристорный регулятор 1 напряжения, датчик 3 тока, датчик амплитуды тока в составе блока 6 датчиков режима, Для линеариэации характеристик системы автоматического регулирования тока

THP в блок 2 управления вводится сигнал

tP c выхода блока 6 датчиков режима. Линеаризация регулировочных характеристик

TPH no каналу тока при работе на двигатель осуществляется с помощью сигналов ЭДС (потокосцепления).

Таким образом устройство функционирует как двухконтурная система автоматического регулирования частоты вращения двигателя с подчиненным регулятором тока.

Принципиально устройство может быть использовано для регулирования частоты вращения двигателя, но данный способ регулирования не экономичен, поэтому основная рекомендация использования предлагаемого устройства — формирование оптимального режима пуска и останова(под действием. момента сопротивления нагрузки) двигателя.

1721773

Составитель С. Позднухов

Техред М.Моргентал Корректор М, Кучерявая

Редактор Е. Папп

Заказ 962 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 потокосцеплений - вторые входы блока датчиков режимов, выход датчика амплитуды тока и первый выходдэтчика потокосцепления соединены с соответствующими входа« ми делителя, второй выход датчика потокосцепления двигателя, выход делителя и выход датчика амплитуды образует соответственно первый -третий выходы блока датчиков режимов.

3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок линеаризации состоит из последовательно включенных умнажителя и функционального преобразователя, 5 реализующего функцию извлечения корня квадратного, входы умножителя образуют входы блока линеаризации, а выход функционального преобразователя — выход блока линеаризации.