Устройство для управления асинхроннымдвигателем c фазным potopom

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»851713

Союз Советских

Социалистических

Республик

4

«

«»

Ф

« (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22, 11 79 (21) 2841161/24-07 (51)M. Кл; с присоединением заявки ¹

Гюоударотвеииый комитет

СССР

Н 02 P 5/28 (23) Приоритет по делам иэооретеиий и открытий

Опубликовано 30.07 81. Бюллетень № 28 (53) УДК621.313. .333.078 (088:.8) Дата опубликования описания 30 .07 . 81

В . Я. Ткаченко

„,/

1Московский ордена Трудового Красного З айенк инженерно" строительный институт им. В.В,Куйбьипева- / (72) Автор. изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

ДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЬМ РОТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области управления электроприводами с асинхронными двигателями, и может применяться в электроприводах подъемно-транспортных машин.

Известно .устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором, содержащее подключенный к статору двигателя тиристорный регулятор напряжения, подключенный к его входу регулятор скорости, логический блок и включенный на его входе датчик тока статора (1).

Недостаткам этого устройства являет3$ ся нестабильность и низкая динамическая точность управления двигателем, определяемые нестационарностью характеристик двигателя во время переход- . ных процессов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и но достигае" мому результату является устройство для управления асинхронным двигателем

2 с фазным ротором, содержащее соединенные последовательно блок задания двигателя, представленный в виде регулятора скольжения, блок извлечения корня квадратного из суммы входных сигналов и подключенный к статору двигателя тиристорный регулятор напряжения, включенные между выходом блока задания момента двигателя и входом блока извлечения корня квадратного из суммы входных сигналов, блок деления и блок перемножения и подключенный ко входам последних блок определения отношения скольжения к величине сопротивления, содержащий датчики тока статора и ротора, выход первого из которых подключен ко входу умножения, а выход второго — ко входу делителя множительно-делительного устройства, выход которого через нелинейный резистор с параболической характеристикой соединен со входом операционного усилителя, в цепь обратной связи которого включен второй нелинейный ре3 8517 зистор с параболической характеристикой, при этом вход усилителя. подключен через линейный. резистор к источнику постоянного напряжения, реверсивный выход усилителя соединен со вторым

5 входом умножения множительно-делительного устройства (2).

Это устройство уменьшает методическую погрешность управления, повьппает стабильность и устойчивость системы 1О управления, однако недостатком его является сложность и ограниченная инструментальная точность управления, определяемые прежде всего большим ко личеством нелинейных элементов и связанных с этим большим количеством последовательно выполняемых нелинейных преобразований сигналов, что увеличивает инструментальную погрешность, по\ вышает требования к тоФности выполнения этих нелинейных элементов, а это, в свою очередь, усложняет.и эти элементы, и устройство в целом.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором, содержащее датчик тока статора и датчик тока ротора двигателя, блок перемножения, соединенные последовательно блок задания момента двигателя, блок извле« чения корня квадратного из суммы входных сигналов и подключенный к статору двигателя тиристорный регулятор напряжения, снабжено блоком сложения и блоком вычитания, два входа каждого из которых подключены к выходам датчиков тока статора и ротора, а их выходы соединены со входами блока пе- 40 ремножения> выход которого подключен. ко входу блока извлечения корня квадратного из сум)п) входных сигналов. на чертеже приведена схема устрой" 45 ства.

Устройство для управления асинхронным двигателем 1 с фазным ротором со.держит датчик 2 тока статора и датчик

3 тока ротора, соединенные последова-. тельно блок 4 задания момента двигателя, блок 5 извлечв:)ия корня квадратного,из суммы входных сигналов и подключенный к статору двигателя 1 тиристорный регулятор бнапряжения, блок 7 пере-, множения, блок 8 сложения и блок 9 вычитания. Два входа блока 8 сложения и два входа блока 9 вычитания подключены к выходам датчика 2 тока статора и датчика 3

l3. 4. тока ротора. Выходы блока 8 сложения и блока 9 вычитания подключены ко входам блока 7 перемножения, выход которого соединен со входом блока 5 извлечения корня квадратного из суммы входных сигналов, В качестве блока 4 задания момента двигателя может использоваться, например, регулятор скорости (скольжения) или источник напряжения.

Блок 5 извлечения корня квадратного

4з суммы входных сигналов может быть выполнен, например, в виде суммирующего операционного усилителя с включенньпч в цепи его обратной связи нелинейным резистором с параболической характеристикой.

Блок 8 сложения и блок 9 вычитания могут быть выполнены, например, в ниде операционных усилителей.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы датчика 2 тока ) статара 1)и датчика 3 тока ротора 1 поступают на входы блока 8 сложения и блока 9 вычитания, в результате чего на выходах последних формируются сигналы, пропорциональные соответственно величинам з1+ к1vf

1 4 2 где

= Я, (%. +Х,<А), 2 К).2.ХА

ХКЗ К1 1 Х)2+к 1

Х4)М2 Х „- индуктивные фазные сопротивления статора, ротора и цепи намагничивания;

К4.— активное фазисе сопротивление статора.

Умножение входных сигналов на требуемые постоянные коэффициенты обеспечивается выбором параметров входных цепей блоков 8 н 9 (например, если в качестве этих элементов использовать операционные усилители, то выбираются параметры их входных резистороц) .

Указанные сигналы поступают на входы блока 7, с выхода которого на вход

5,, 851713 блока 5 поступает сигнал, пропорцио» нальный величине

1, к (д„+к„з, )(3„-к„д а.) =

6 глажений (I) (3) и (4) в вы" ражение (2) получим к= — — =u к

Эк, "1 @С где

К рд коэффициент усиления тиристорного регулятора 6 напряжения.

Как следует из приведенного выражения, в предлагаемом устройстве вво" дится обратная связь по разности умноженных на постоянные коэффициенты квадратов токов статора и ротора.

После суммирования этого .сигнала обратной связи с выходным напряжением

U блока 4 из этой суммы выходной сигнал блока 5 поступает на вход тиристорного регулятора 6 напряжения и обеспечивает формирование на его выходе напряжения О), лоступающего на статор двигателя 1:

U„=< p„ /О (K 3 к к„ a ",1) (1), г)н 30 р» N hlÌ6Ä 1- М, (4) где К вЂ” фазное активное сопротивление

2 ротора, после подстановки выУчитывая, что момент )") двигателя характеризуется следующей зависимостью от напряжения статора Ug, скольжения

S H синхронной скорости ц с .

35 (2) а токи. статора )< и ротора ) связаны с моментом И выражениями

Таким образом, введение обратной связи по разности умноженных на постоянные коэффициенты квадратов токов статора и ротора двигателя обеспечивает линейную зависимость момента двигателя от сигнала его задания, что обеспечивает стабилизацию характеристик системы управления, способствующую получению высокой точности и устойчивости этой системы. В то же время, предлагаемое устройство требует зна" чительно меньшего количества нелинейных элементов и, соответственно, меньmего количества нелинейных операций над сигналами, что уменьшает инструментальную погрешность, способствуя повышению точности управления, и упрощает ус ройство управления.

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором, содержащее датчик тока статора и датчик тока ротора двигателя, блок перемножения, соединенные последовательно блок задания момента двигателя, блок извлечения корня квадратного иэ суммы входных сигналов и подключенный к статору двигателя тиристорный регулятор напряжения, о т л и ч а ю щ е e --.. с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности управления, оно снабжено блоком сложения и бЛоком вычитания, два входа каждого из которых подключены к выходам датчиков тока статора и ротора, а их выходы соединены со входами блока перемножения, выход которого подключен ко входу блока извлечения корня квадратного из суюсь входных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петров И.И. и др. Электропривод и автоматизация управления строительными башенными кранами. М., "Машиностроение ", 1979, с. 2)5, рис. 32.

2. Авторское. свидетельство СССР по заявке В 279098)/24-07, кл. Н 02 P 5/28 от 05.07.79.

851 713

Составитефь Е.Перемыслова

Редактор Е.Папп Техред A.цабииец с

Корректор С.Корнйенко

Филиал ППП "Патент, r.. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6386/84 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5