Устройство для управления асинхронными короткозамкнутым двигателем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЖИТЕЛЬСТВУ ов 877769

Союз Советских

Соцналнстнческнх

РЕСЛУбЛНК (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 250280 (21) 2886 361/24-07 с присоединением заявки М (5Ф)М. Клз

Н 02 Р 7/42

I.Госуяарстеенмый коимтет

СССР яе феаавю мзебретеммЯ и вткрытмЯ (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень N9 40 (53) УДЫ 82.83: б21. 313. 333. 072. 9 (088 ° 8) Дата опубликования описания 30.1 081 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ .

КОРОТКОЗАМКНУТЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для частотного управления асинхронным короткозамкнутым двигателем, и может быть использовано в системах привода, где требуется регулирование момента на уровне максимального.

Известно устройство для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты, состоящий из выпрями.теля и инвертора, блок управлания выпрямителем и инвертором, сумматор, датчик скорости, включенный бвоим выходом к одному иэ входов сумматора, и командоаппарат, подсоединенный к другому входу сумматора. Устройство осуществляет стабилизацию скорости асинхронного короткоэамкнутого двигателя при определенном значении момента fl. ).

Недостатком данного устройства является невозможность управления его моментом на уровне максимапьного так как известное устройство не позволяет определить на устойчивой или не устойчивой части механической характеристики асинхронного короткоэамкнутого двигателя находится его рабочая точка, что не исключает возможности опрокидывания асинхронного короткозамкнутого двигателя и, следовательно, не обеспечивает дос- . таточно .высокой надежности работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления асинхронным короткоэамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты, блок регулирования частоты и напряжения, сумматора, усилитель, элемент сравнения, датчики момента и тока, задатчик интенсивности скорости, соединенный через сумматор со входами блоков регулиррвания частоты

15 и напряжения f2).

К.числу недостатков устройства следует отнести невозможность регулирования указанным:устройством скорости при поддержании момента асин20 хронного короткоэамкнутого двигателя на уровне максимального, так как в устройстве отсутствуют элементы, необходимые для определения положения рабочей точки на механической характеристике, иэ чего следует, что оно не в состоянии определить на устойчивой или не устойчивой части механической характеристики происходит снижение момента, т.е. не

30 исключена возможность опрокидывания

877769 что в устройство для управления асин- 0 хронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоками регулирования частоты и напряжения, задатчик интенсивности скорости вращения двигателя соедиФ

15 ненный через сумматор со входами блоков регулирования частоты и напряжения, элемент сравнения, датчики момента и тока, введены два фильтра, два дифференцирующих и два пороговых элемента, логический элемент И, реле, 20 причем выход датчика тока через фильтр, дифференцирующий элемент, пороговый элемент связан с одним из входов логического элемента И, другой вход которого пддключен через g5 второй пороговый элемент, второй дифи

ЗО

40

60

65 асинхронного ко, откозамкнутого двигателя, что снижает надежность его работы.

Цель изобретения - повышение над зжности за счет" обеспЬчения максимального значения. момента асинхрон- ного короткозамкнутого двигателя при набросе нагрузки при всех скоростях до остановки двигателя.

Поставленная цель достигается тем, ференцирующий элемент, второй фильтр к датчику момента, а выход логического элемента И подсоединен к реле, второй вход сумматора через замыкающие контакты реле и элемент сравне" ния соединен со вторым фильтром.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем.

Устройство содержит задатчик 1 интенсивности скорости, подсоединенный к одному из входов сумматора

2, выход которого подключен на вход регулятора 3 частоты и напряжений, связанный со входом преобразователя

4 частоты. Выход преобразователя 4 частоты подключен ко входу асинхронного короткозамкнутого двигателя 5, к которому подсоединен датчик 6 тока и датчик 7 момента. Датчик 6 тока последовательно соединен с фильтром

8, выход которого связан со входом дифференцирукщего элемента 9, связанного с пороговым элементом 10, который своим выходом подсоединен к одному из входов логического элемента И 11. Выход датчика 7 момента подключен ко входу второго фильтра

12, имеющего два выхода, один из которых подсоединен ко второму дифференцирующему элементу 13, своим выходом связанного со вторым пороговым элементом 14, который, в свою очередь, подключен ко второму входу логического элемента И 11. Выход логического элемента И 11 соединен со входом релейного элемента 15, который имеет замыкающие контакты 16, которые, с одной стороны, связаны через элемент 17 сравнения с выходом второго фильтра 12, а с другой через усилитель 18 со вторым входом сумматора 2.

Устройство работает следующим образом.;.

Сигнал заданной скорости подается на вход задатчика 1 интенсивности, который определяет темп нарас. тания,во времени частоты тока статора асинхронного короткозамкнутого двигателя 5. Сигнал с выхода задатчика 1 интенсивности-скорости подается на вход сумматора 2. На второй вход сумматора 2 подается сигнал обратной связи с усилителя 18, который формируется таким образом, чтобы при набросе нагрузки, превышающей максимальный момент асинхронного короткозамкнутого двигателя 5, обеспечить при снижении скорости вплоть до остановки значение момента, близкое к максимальному. Для его формирования используется датчик 6 тока и датчик 7 момента, сигналы которых проходят через фильтры 8 и 12 для сглаживания высокочастотных составляющих спектра колебаний момента к тока, обусловленных высокочастотными колебаниями статического момента или переходными процессами, возникающими в процессе. регулирования момента.

Сигнал с выходов фильтров 8 и 12 подается на дифференцирующие элементы

9 и 13, которые определяют знак прЬизводной момента и тока.

При нормальном режиме работы, когда асинхронный короткозамкнутый двигатель работает на устойчивой части механической характеристики при увеличении статического момента, выполняется условие ЙМ 0. de

dt 70; Bt 70, где .д . †.производная по моменту, а

- т - производная по току статора

83 двигателя.

В этом случае сигналы, соответствуха1ие 0 и ф10, с выхода диф,ференци ующих элементов 9 и 13 идут .на вход пороговых элементов 10 и 14 с выхода которых они приходят на два входа логического элемента И 11.

Использование пороговых элементов 10 и 14 обусловлено необходимостью стандартизации сигналов, приходящих на входы логического элемента

И 11 по величине и знаку, а также возможностью дополнительной фильтрации высокочастотных составляющих момента и тока, прошедших через фильтры 8 и 12. Поскольку сигналы, пришедшие на оба входа логического элемента И 11, одинаковые по знаку, иа

его выходе не появляется сигнал, а замыкающий контакт.16 реле 15 не изменяет своего состояния. Сигнал на выход сумматора 2 остается неизменным, соответственно остается неизменным сигнал с выхода регулятора 3. частоты и напряжения и частота на

877769 выходе преобразователя 4 частоты.

Увеличение статического момента отрабатывается асинхронным короткозамкнутым двигателем 5 при неизменной механической характеристике до момента, пока рабочая точка не пройдет точку механической характеристики, соответствующую критическому скольжению. По прохождении точки критического скольжения асинхронный короткозамкнутый двигатель 5 начинает работать на .неустойчивой части механической характеристики В этом случае имеет место условие <О 79. м аа

Сигналы, соотиитстиутыиа фт о и Хтс, полученные на выходе дифференцирующих элементов 9 и 13, через пороговые 15 элементы 10 и 14 приходят на два входа логического элемента И 11, в результате чего на его выходе появится сигнал. Этот сигнал подается на рель 15, что приводит к замыканию Щ его замыкающего контакта 16, через который на вход усилителя 18 с элемента 17 сравнения приходит сигнал, равный разности 0 „-О, где U напряжение, соответствующее максимальному 25 моменту, а U — напряжение, соответствующее текущему момету асинхронного короткозамкнутого двигателя 5. Усиленный сигнал Uù- U подается как сигнал отрицательной обратной связи на вход сумматора 2, что вызывает уменьшение результирующего сигнала, приходящего на блок 3 регулятора частоты и напряжения, и в свою очередь приводит к снижению частоты на выходе преобразователя.4 частоты.

Механическая характеристика смещается вниз до тех пор, пока рабочая точка асинхронного короткозамкнутого двигателя 5 не попадает на ее рабочую часть. 40

Предлагаемое устройство позволяет за счет такого выполнения осуществлять переход с характеристики на характеристику при понижении частоты при значении момента близком к максимальному М,, что, повышая устойчивость работы, увеличивает надежность работы асинхронного короткозамкнутого двигателя.

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоками регулирования частоты и напряженияо задатчик интенсивности скорости вращения двигателя, соединейный через сумматор со входами блоков регулирования частоты и напряжения, элемент сравнения, датчики момента и тока, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения максимального значения момента асинхронного короткозамкнутого двигателя при набросе нагрузки на всех скоростях до остановки двигателя, снабжено двумя фильтрами, двумя дифференцирующими элементами, двумя пороговыми элементами, логическим элементом

И, реле, причем выход датчика тока через фильтр, диффереицирующий элемент, пороговый элемент связан с одним из входов логического элемента И, другой вход которого подключен через второй пороговый элемент, второй дифференцирующий элемент, второй фильтр к датчику момента, а выход логического элемента И подсоединен к реле, второй вход сумматора через замыкающие контакты реле и элемент сравнения соединен со вто-. рым фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булгаков Л.А. Частотное управление асинхронными электродвигателями. М., Изд-во AH СССР, 1955, с. 260, рис. 6.49б.

2. Сандлер A.Ñ. и др. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М., "Энергия", 1974, с. 37-41, рис. 2-4.

877769

Составитель В. Тарасов

Редактор С. Тараненко Техред A.Áàáèíåö Корректор Е. Рошко

Заказ 9646/85 Тираж 733 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