Устройство для управления асинхронным двигателем

 

ОП И А Е

Союз Советскмк

Социалмстммежмн

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свиа-ву— (22) Заявлено16.04.76 (21) 2348041/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет— г (51) М. Кл.

Н 02 P 5/34

Государственный нфннтат

СССР ао делам нэабретеннк н откритнй ()публиковано15.04.79.Бюллетень № 14 (53) УДК 621.313. .3.07 (088.8) Дата опубликования описания 19.04.79

Г. Б. Онищенко, И. Л. Локтева, Ю. Г. Шакарян и Т. В. Плотникова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электроприводам переменного тока и может быть использовано для частотного управления асинхронным двигателем и машиной двойного питания.

Известно устройство для управления асинхронным двигателем, в KGTopoM управление осуществляется по каналам скорости и потокосцепления $1) . При этом управление потокосцеплением асинхронного двигателя осуществляется не непосредственно, а через намагничивающую составляющую тока статора или ротора. Для настройки на технический оптимум по намагничиваюшему току требуется дополнительный контур регулирования намагничиваюшего тока, включающий в себя дополнительный регулятор и элемент сравнения.

Кроме того, указанное устройство не обеспечивает минимизации потерь электропривода. В машине двойного питания регулирование потокосцепления через контур намагничивающего тока приводит также к

2 усложнению вычисления сигнала компенсации взаимного влияния фаз.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее преобразователь частоты, регуляторы скорости и потокосцепления, задатчики сигналов потокосцепления и скорости, блоки прямого и обратного преобразований координат, при этом задатчик сигнала потокосцепления соединен с элементом сравнения задаюшего сигнала и сигнала обратной связи по потокосцеплению, выход элемента сравнения подключен к входу регулятора потокосцепления, выход которого является задакнцим сигналом намагничивающего тока и соединен с входом элемента сравнения задающего сигнала намагничивающего тока и сигнала обратной связи по намагничивающему току, выход которого связан с регулятором намагничиваюшего тока, а выход регулятора — с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом коорди(i57559 натнэго преобразователя, а выход сум>натора подкл1очен к входу координатного преобразователя (2) . Однако это у>.трэйствэ слОжнО и недостаточно надежно. Конал управления пэтокосценленн >М сэд:.ржит 5 два контура регулирования. Источник задаю1цего сигнала в нем не эбеснечивает минимизации потерь двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение энергетических показателей эпектропривода. Этэ достигается тем, что в предлагаемом устройстве задатчик сигнала потокосцеиления выполнен в виде преобразователя сигнала задания момента в сигнал задания потокосцеп- 1 пения, вход которого подключен к выходу регулятора скорости.

На чертеже дана функциональная схема предложенного устройства применительно к частотно-регулируемому асинхронному электроприводуь

Устройство содержит два канала регулирования, работающнх на нулевой частоте, — канал регулирования пэтокосцепления и канал регулирования скорости (момента или активного тока). При этом каналы регулирования построены в системе координат, связанной с обобщенным вектором потокосцепления Ч> статора.

Канал регулирования потокосцепления статора содержит функциональный блок БФ, вход которого подключен к выходу регулятора скорости РС (задающему сигналу момента М3 ), а выход — к первому входу

35 элемента сравнения ЭСЗ. Второй вход элемента сравнения ЭСЗ подключен к координатному преобразователю КП > где формируется сигнал обратной связи по потокосцеплению yg< ° Выход элемента сра- 40 внения ЭСЗ под ючен к входу регулора потокосцепления Ру. Выход регулятора потокосцепления Ру соединен с сумматором

С, на второй вход которого подключен выход блока компенсиру ших связей БКС, 4 формирующего сигнал компенсации влияния 1 фаз статора и ротора на потокосцепление.

Вход блока БКС связан с выходом координатного преобразователя КП> . Выход сумматора С подключен к входу координатного преобразователя КП 4 .

Канал регулирования скорости содержит задатчик интенсивности ЗИ, выход которого через фильтр Ф соединен с элементом сравнения ЭС4 задающего сигнала и сигна-у ла отрицательной обратной связи по скорости. Выход элемента ЭС подключен к регулятору скорости РС. Выход регулятора скорости поступает на вход элемента

С и>F>нi>IIII>I -Í. р .1!П! Н(ННЕI О СИ1 ННЛII IIO MI>менту и сигнал l,эб1>:>тной свя:ш нэ моменту. Выхэд эиемен>а ЭС1 подключен к BxDду регулятора момента (М. Выход 1>е>улдтора РМ соединен с суMMQTotioM С, на второй вход кэторэгэ:1эдключен си1IIBJI компенсации взаимного влияния фаз. Выход сумматора С соединен с кээрдннатным преобразователем КП . Выходы коорди4 натногэ преобразователя КП „соединбны через элементы сравнения ЭС4, ЭС и

3C с регуляторами фазных токов РФ>

РФ B РФС статора. Выходы р-гупяторов фазных токов соединены с входами систем импульсно фазового управления преобразователя частоты с непосредственной связью ПЧНС, включенного в цепь статора асинхронного двигателя AQ, С ротором АД механически связан тахэген ратор ТГ. Сигнал с тахогенератора подключен к входу элемента сравнения ЭС

Сигналы с датчиков Холла ДХ и ДХ2 а также с датчиков фазных токов статора подключены к входам координатного преобразователя КП .

Устройство работает следующим образом.

При нижесинхронной скорости сигнал задания потокосцепления формируется блоком БФ B зависимости DT момента нагрузки при М< М и поддерживается постоянным при М) Мд (как показывают расчеты, М составляет 30-40% оТ номинального момента цвигателя), При вышесинхронной скорости сигнал задания потокосцепления также формируется блоком БФ по моменту.

Выбор минимально возможного цля заданного мэмента потокосцепления по условию минимизации медных потерь приводит также к снижению потерь в стали.

Таким образом, при изменении задающего сигнала момента двигателя изменяется задающий сигнал потэкосцепления.

Измененный результирующий сигнал

1р и сигнал обратной связи поступают в ПИ-регулятор потокосцепления. После преобразований в ПИ-регуляторе и суммирования с сигналом Z „,, поступающим с блока БКС, функция регулирования V пересчитывается совместно с сигналом канала скорости (момента) U, в сигналы

1Я заданий фазных токов cTBTDpB в координатном преобразователе КП

В канале регулирования скорости при изменении задающего с>п нала по скорэсти или момента нагрузки изменяется сигнал

657550 на входе регулятора скорости, вызывая изменение задающего момента; после преобразований в ПИ-регуляторе момента и суммирования с сигналом X., компенсируюшим влияние фаз статора и ротора на момент, функция регулирования 13; поступает в координатный преобразователь

КП для пересчета в сигналы фазных токов статора.

Пересчет функций регулирования Ug u

U по каналам регулирования потоко1s сцепления и скорости в сигналы фазных токов статора, а также пересчет сигналов фазных токов и потокосцеплений в сигналы в осях регулирования производятся по известным формулам координатных преобразований в КП< и КП

Таким образом, предложенное устройство для регулирования асинхронного электропривода позволяет управлять потокосцеплением двигателя одноконтурным каналом с одним регулятором и простеИией перекрестной связью. Применение функциональногоо блока, осуще ствл яю щего связь потокосцепления двигателя or момента, позволяет минимизировать !101ери двигателя, улучшить энергетические показатели и повысить надежность электропривода.

Формула изобретения устройство для управления асинхронным двигателем, содержашее преобразователь частоты, задатчик и регулятор потокосцепления в канале регулирования потокосцепления, задатчик, датчик и регулятор скорости в канале регулирования скоросЗ ти, блок прямого преобразования координат, подключенный к выходам каналов ре.гулирования скорости и потокосцепления, и блок обратного преобразования координат, вход которого подключен к датчикам фазовых токов и датчикам потокоацепления, а выходы — к регулятору потокосцепления и через блок компенсируюших связей к сумматору на выходе канала регулирования потокосцепления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения надежности, задатчик сигнала потокосцепления выполнен в виде преобразователя сигнала задания момента ь сигнал задания потокосцепления, вход которого подключен к выходу регулятора скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 517126, кл. Н 02 P 7/42, 1972.

2. Дацковский Л. Х., Тарасенко Л. М., Кузнецов И.С., Бабичев Ю. Е. "Синтез систем подчиненного регулирования в асин36 хронных электроприводах . Журнал ЗпектФ A ричество, Мю 9, 1975.