Асинхронный электропривод с экстремальным управлением

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свкд-ву N. 746855 (22) Заявлено 17.05.79 (21) 2766430f 24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30Я8.81. Бктллетень Уй 32

Дата опубликования описания 01.09.81 (5I )M. Кл .

Н 02 P 7/36

Iоеударстеениый кекитет

СССР по делеи кзебретеекй и открытиЯ (Щ УД 62 83:

:621.313.333.

077.621 382 (088,8) (72) Автор изобретения

P. С. Сарбагов

/

Московский ордена Ленина энергетическйй"тптетит.уг / а (71) Заявитель (54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМА ЛЬНЫМ

УПРА ИЛЕ Н ИЕ M

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управ« ления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом с короткозамкнутым двигателем при питании его от источникаЭДС.

По основному авт. св. % 746855 известен асинхронный электропривод с экстремальным управлением, содержащий асин- хроттный электродвигатель, подключенный к блоку регулирования напряжения, к входу которого подключен датчик напряжения

10 и экстремальный регулятор минимизации тока, вход которого соединен с датчиком тока двигателя, при этом экстремальный регулятор выполнен в виде последовательно соединенных функционального преобраI$ зователя с экспоненциальной характеристиг / кой и инерционного звена (., При использовании этого электропривода для частотного управления путем вве20 дения блоков задания и регулирования частоты необходимо для каждого нового значения частоты производить перестройку функционального преобра зователя (напри2 мер, меняя или переключая стабилигроны и резисторы в схеме преобразователя в случае его исполнения в виде обычного резисторно-стабилитронного блока нелинейности), так как экстремальные характеристики двигателя при переменной частоте являются многозначными в функции напряжения. Это усложняет, удорожает элекгропривод (необходима дополнительная аппаратура для перестройки функционального преобразователя), не позволяет осуществлять плавное регулирование частоты (перестройка преобразователя возможна только дискретная) и снижаег быстродействие привода (на перестройку преобразователя требуется время) .

Бель изобретения — упрощение и повышение быстродействия асинхронного элекгропривода с экотремальным управлением при частотном управлении от источника

ЭДС.

Для достижения этой цели в электропривод введены последовательно еоединенные блок задания частоты и блок регули860257 4

55 рования частоты, выход которого соедпнсн с двигателем, и последовательно соединенные блок перемножения и масштабно-суммирующий блок, включенные между выходом функционального преобразователя и входом инерционного звена, при этом вто рой вход блока перемножения соединен с выходом блока задания частоты, а второй вход масштабно-суммирующего блока — с выходом датчика тока.

На чертеже представлена блок-схема асинхронного электропривода с экстремальным управлением.

Асинхронный электропривод с экстремальным управлением содержит асинхронный электродвигатель 1, подклк3ченный к блоку 2 регулирования напряжения и к последовательно соединенным блоку 3 задания частоты и блоку 3 регулирования частоты. К одному входу блока 2 регулирования напряжения подключен выход датчика

5 напряжения. Второй вход блока 2 регулирования напряжения подключен к выходу датчика 6 тока через последовательно соединенные функциональный преобразователь 7 с экспоненциальной характеристикой, выполненный, например в виде обычного резисторно-стабилптронного блока нелинейности, блока 8 перемно3кения, в качестве которого мокет быть использован, например блок аналогового перемножения сигналов, выполненный по любой из известных схем, в частности, на полевых транзисторах и интегральном усилителе„ масштабно-суммирующий блок 9, построенный, например как суммирующий усилитель, и инерционное звено 10. При этом второй вход блока 8 перемножения соединен с выходом блока 3 задания частоты, а второй вход масштабно-суммирующего блока 9 - с выходом датчика 6 тока. для асинхронного двигателя, работающего при изменяемых частоте и напряжении на его сгаторе, при любой нагрузке, на его валу всегда может быть найдено такое значение потока, которое обеспечит минимум потребляемого тока. Эта зависимость между минимальными значениями гока и оптимальными значениями потока, реализуемая посредством функционального преобразова еля 7, пе зависит от частоты и является единственной для каждого двигателя и имеет вид экспоненты. B задачу блока 8 перемножения и масштабно-суммирующего блока 9 входит вычисление оптимального значения напряжения на двига. теле при переменной частоте и нагрузке, соответствующего оптимальному значению потока. Посредством блока 8 производит35

45 ся вычисление требуемой ай : oтатора

l1BB1 ателя l3 соответствии с соотношением

Е =-кФопт г (IIIe фзпт

1опт опт зйачение потока, задаваемое функциональным преобразователем 7; — текущее значение ластоты, задаваемое блоком 3 задания частоты) . Посредством блока 9 производится приближенное вычисление требуемого значения напряжения на стагоре двигателя по соотношению 0„

4 опт

Е4 о т3т + 4 мин R < . Это задаваемое оптимальное значение напряжения отрабатывается блоком 2 регулирования напрякения. Точность вычисления требуемого значения напряжения находится в пределах допустимого отклонения ог точного оптимального значения (минимум тока несколько размы, что допускает отклонение от оптимального значения потока HQ «+10%).

Лостаточная точность вычисления требуемого значения напряжения обусловлена тем, что при высоких частотах Е4 >> Т„С, а при малых частотах, где Е4 соизмеримо

cI К4 фазовый сдвиг между напряжением

4 и оком практически отсутствует. При увеличении нагрузки при любой частоте возрастает ток статора асинхронного двигателя 1, т.е. увеличивается сигнал с датчика 6 тока, который подается на функциональный преобразователь 7 с экспоненциалы3ой характеристикой. Возросший HB выходе функционального преобразователя

7 сигнал поступает на вход блока 8 перемножения, где перемножается с сигналом частоты, снимаемым с выхода блока

3 задания частоты. Возросший сигнал с выхода блока 8 перемножения поступает на вход масштабно-суммирующего блока 9, посредством которого этот сигнал складывается B соответствующем масштабе с сигналом с выхода датчика 6 тока. Полученный таким образом сигнал с выхода блока 9 поступае через инерционное звено 10 на вход блока 2 регулирования напряжения, В результате напряжение на двигателе 1 увеличивается до тех пор, пока не достигнег значения, близкого к оптимальному, соответствующему минимальному значению тока статора при данном моменте па валу двигателя 1. Заданное таким образом оптимальное значение напряжения поддерживается за счет жесткой отрицательной обратной связи по напряжению,реализуемой датчиком 5 напряжения, выход которого подключен к первому входу блока

2 регулирования напряжения. При сбросе нагрузки ток двигателя уменьшается, что приводит к уменыаению напряжения ко нового оптимального значения„Поскольку

5 860 инерционность контура стабилизации напряжения мала, то и требуемая для устойчивости электропривода инерционность контура регулирования напряжения в функции гока, которая должна быть больше инерционности контура стабилизации напряжения, оказывается небольшой, что и обеспечивает хорошее быстродействие привода.

Конкретная требуемая характеристика функционального преобразователя 7 в циф- >О ровом выражении (в конкретных единицах измерения), может быть получена как линия, соединяюшая очки экстремумов характеристик двигателя в координатах: ток сгагора, поток двигателя. t5

Асинхронный элекгропривод с экстремальным управлением имеет достаточно простую схему, не имеет потерь энергии и времени на поиск экстремума, не тре-.

Gyer перестройки функционального преоб- 0 разователя при частотном управлении и соответствуюшей. аппаратуры, что повышает надежность элекгропривода с экстремальным управлением, снижаег стоимость, уп25

257 6 рошаег эксплуатацию, повышаег экономич-: ность и быстродействие.

Формула изобретен ия

Асинхронный электропривод с экстремальным управлением по авг. св.

No 746855, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышенйя быстродействия при частотном управлении от источника ЭЙС, в него введены последовательно соединенные блок задания чавгогы и блок регулирования частоты, выход которого соединен с двигателем, и последовательно соединенные, блок перемножения и масштабно-суммируюший блок, включенные между выходом функциональнсе о преобразователя и входом инерционного звена, . причем второй вход блока перемножения соединен с выходом блока задания частоты, а второй вход масштабнЬ-суммируюшего блока — с выходом датчика гока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 746855, кл. Н 02 Р 7/36, 1978.

Составитель В, Тарасов

Редактор И. Ковальчук Техред A. Бабинед Корректор С. Шекмар

Заказ 7569/32 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная; 4