Электропривод с машиной переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советекик

Социалистических

Республик

<н649114 (61) Дополнительное к авт. свий-sy(22) Заявлено 11D376 (2)) 2332383/24-07 (53) М. Кл.

Н 02 Р 7/42 с присоединением заявки М(23) ПриоритетГосударственный комитет;

CC С P по делам изобретений и открытий (53) УДКб21. 313. 3 (088.8) Опубликовано250279. Бюллетень ¹7

Дата опубликовании описания 250279 (72) Авторы изобретения

Л.Х.Дацковский, Л.И.Тарасенко и 10.Г.Пикус (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ИА01ИНОЙ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроприводам переменного тока и может быть использовано, в частности, для привода шахтного подъема, привода лифтов и в других случаях.

Известны высокодинамические частотные асинхронные - электроприводы с системой подчиненного регулирования основных координат — полного потокосцепления ротора и активного тока статора, выполненные на унифицированных полупроводниковых аналоговых блоках (1J .

Такие электроприводы обеспечивают высокое быстродействие в переходных режимах, но не обеспечивают оптимального использования асинхронного двигателя в установившихся режимах.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является электропривод, содержащий короткозамкнутый асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь частоты, Подключенный к обмоткам статора двигателя, регулятор скорости с делительным устройством и регулятор потокосцепления ротора, интегро-задающее устройство, блок компенсирующих связей, регуляторы токов статора, блоки прямого и обратного преобразования переменных(21.

ОднакО при поддержании постоянного потокосцепления ротора во всем диапазоне электромагнитных моментов уставку этого потокосцепления выбирают с условием получения номинального главного потокосцепления р>н (от .основного магнитного потока) при максимальном моменте. Это исключает неблагоприятное влияние насыщения двигателя на динамические характеристики привода.

Ю

В установившемся режиме при нагрузочных моментах в пределах номинального и менее и при,поддержании

9 =Const происходит значительное уменьшенйе главного потокосцепления

В результате при том же моменте

Б возрастает ток статора,.снижается использование активных материалов и ухудшаются энергетические показатели привода.

Для приводов, длительно работающих в установившемся режиме, например привод шахтного подъема (при постоянной скорости подъема или спуска), требующих высокого быстродействия и качества регулирования

649114 в переходных режимах, единый закон регулирования g,c(inst неприемлем, Целью изобретения является повышение энергетических показателей электропривода.

Это достигается тем, что в предложенный электропривод с машиной переменногo тока, содержащий тиристорный преобразователь частоты, канал регулирования потокосцепления с первым блоком задания и регулятором поток6 сцепления и канал регулирования скорости с блоком задания, регулятором скорости и делительным устройством, введены второй блок задания потокосцепления, управляемый ключ с блоком управления, инвертирующий усилитель, сумматор и вычислительное устройство.

Входы последнего подключены к выходам второго блока задания потокосцепления и упомянутого делительного устройства, а выход через один из входов сум:,матора и управляемый ключ - ко входу узла сравнения регулятора потокосцейления. Второй вход сумматора через инвертйрующий усилитель подключен к выходу первого блока задания потокосцепления, а вход блока управления ключом — к блоку задания скорости.

На чертеже показана функциональная схема предложенного электропривода.

Один канал системы регулирования электропривода состоит из интегрально-пропорционального регулятора 1 потокосцепления ротора, регулятора намагничивающего тока статора 2, а другой канал - из интегрозадающего устройства, включаюшего усилительограничитель 3 и интегратор 4, фильтра 5, ИП-регулятора скорости 6, делительного устройства 7 и И-регулятора активного тока ротора 8. Регуляторы в каждом канале соединены между собой по принципу подчиненного регулирования.

Кроме того, в устройстве имеется блок компенсирующих связей 9, включающий множительные устройства 10,11, 12, и два сумматора, выходы которых подключены ко входам блока прямого преобразования координат 13, Последний вырабатывает сигналы задания фазных токов статораХ д,K>,K с отрабатываемые в соответствующих контурах с П-регуляторами фазных токов

14, выходные сигналы которых подаются на входы фазных систем управления преобразователем частоты с непосредственной связью 15, питающего статор асинхронного двигателя 16.

В устройстве имеется также блок обратного преобразования координат

17, вырабатывающий сигналы действи-. тельного потокосцепления ротора („ намагничивающего k1 и активного 2б токов статора, а также сигналы гармонических функций бМ М, (ХЙ Ч угла у между обобщенным вектором, потокосцепления ротора (» и магнитЮб v - „е 25 5(1) где(Б — потокосцепление воздушного зазора;

)(p — коэффициент связи ротора;. й,(,Š— индуктивность рассеяния ротора.

В режиме холостого хода 2 0 тогда, учитывая выражение (1),получим ((гxx VS.н. (2) где() вя — номинальное потокосцепление воздушного запора, выбираеМое на колене кривой намагничивания.

Минимальное потокосцепление рстора устанавливается таким, чтобы при максимальном пинамическом активном токе(э „ достигалось номинальное

2эмакс потокосцепление воздушного зазора: (3) t ìèH 8н v p0 обозначим, ь V = V Р-4) гмин= (4)

Вычислительное устройство 23 реализует нэ типовых аналоговых элементах зависимость, определяемую псдкоренным выражением в (4) . Когда ключ

25 замкнут на вход задания регуля60 тора 1 через фильтр 28 подается сигнал

Ф ф + ((р (Е 2s где звездочки обозначают уставки

65 соответствующих переменных. в отличие (5) ной осью фазы А статора. На вход этого блока подаются сигналы датчиков тока статора 18, 19 датчиков

Холла 20, 21, установленных в воздушном зазоре двигателя, и тахогенератора 22.

Блок задания в канале регулирования потокосцепления формирует уставку минимального потокосцепления ротора ((„ д . В электропривод введен второй блок задания, формирую19 щий уставку номинального главного потокосцепления (("н . Выход его через введенные вйчислительное устройство 23, сумматор 24 и управляемый ключ 25 подключен ко входу узла

15 сравнения регулятора потокосцепления.

Вычислительное устройство связано также с выходом делительного устройства 7 в канале регулирования скорос- ти с сигналом (2 . К сумматору 24

> через инвертирующий усилитель 26 подключен выход первого блока задания потока сцепления с сигналом (»,ин .

Ключ 25 управляется с помощью блока управления 27, подключенного к выходу усилителя — ограничителя 3 в блоке задания канала регулирования скорости.

В установившемся режиме справедливо выражение

649114

Формула изобретения от их значений в физических единицах. Очевидно, что,,если регулятор

1 обеспечивает иэменение q р в соответствии с выРажением (5)

=соп91 (6)

Режим «« ь.СОпб1 в соответствии с выражением (6) целесообразно обеспечить в установившемся режиме при разных нагрузках, т.е. в установившемся режиме ключ 25 должен быть замкнут. Если в установившемся режиме (так же, как и в динамике) поддерживается („((« „,,„,, » соп51

I тогда ц .значит ельйо ниже Q«-,««при нагрузках порядка номинальной, что снижает энергетические показатели (коэффициента мощности и КПЛ).

Ключ 25 управляется блоком 27, который в простейшем случае представляет логический элемент типа

НЕ. В переходных режимах на входе интегратора 4 имеется отличный от нуля сигнал (единица), а на выходе 27 — нулевой сигнал. поэтому ключ 25 разомкнут. В установившемся режиме на входе интегратора 4 имеется нулевой сигнал, поэтому на выходе 27 появляется отличный от.нуля сигнал (единица) и ключ 25 замкнут.

В электропривопе шахтного подъема управление ключом 25 может осуществляться также в функции времени или пути по сигналам соответствующих датчиков (см. стрелки на чертеже).

Работает электропривод в наиболее характерном режиме следующим образом.

Сначала подается задающий сигнал

Vr u через фильтр 28 на вход per lлектора 1, который вырабатывает уставку для регулятора 2. Последний формирует уставки регуляторов фазных токов. Переходный процесс уставки заданного значения «« «, Формируется совместным действием всех указанных регуляторов.

Затем на вход б через фильтр 5 подается сигнал задания скорости от интегро-задающего устройства. При этом ключ 25 разомкнут. Одновременио на выходе регулятора б появляется сигнал задания электромагнитного момента, который после прохождения через делительное устройство 7 образует сигнал задания активного тока статора « « . Контуры регулирования скорости, активного и намагничивающего токов статора вместе с контурами регулирования фазных токов формируют типовую диаграмму электромагнитного момента, 26

50 соответствующую предписаниям симметричного оптимума. В результате происходит быстрый разгон асинхронного двигателя 16 до заданной скорости.

После достижения заданной скорости на входе интегратора И появляется нулевой сигнал, ключ 25 замыкается и в установивяемся режиме обеспечивается поддержание постоянства главного потокосцепления.

Таким образом, предложенный электропрнвод обеспечивает оптимальное использование двигателя в установившемся режиме, повышает энергетические показатели при сохранении высоких динамических свойств в переходных режимах.

1. Электропривод с машиной переменного тока, содержащий тиристорный преобразователь частоты, канал регулирования потокосцепления с первым блоком задания и регулятором потокосцепления и канал регулирования скорости с блоком задания, регулятором скорости и делительным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, в него введены второй блок задания потокосцепления, управляемый ключ с блоком управления, ин.вертирующий усилитель, сумматор и вычислительное устройство, входы. которого подключены к выходам второго блока задания потокосцепления и упомянутого делительного устройство, а выход через один иэ входов сумматора и управляемый ключ — ко входу узла сравнения регулятора потокосцепления, при этом второй вход сумматора через инвертирующий усилитель подключен к выходу первого блока задания потокосцепления, а вход блока управления ключом — к блоку зацания скорости.

2. Электропривод по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что входы блока управления ключом подключены дополнительно к выходам путевых или временных датчиков °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1."5«emend- " 1971, 45, 9 10,6.

761-764.

2. Патент ФРГ 9 1941312, кл, 21 С 59/36, 1971.

649114

Тираж 85б Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Заказ 57 5/53 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Составитель А.У(илии

Редактор Е .Кравцова Техред С . Мигая Корректор М.немчик