Асинхронный электропривод с экстремальным управлением

 

Союз Соаетскин

Социалистических

Республик (lii888319 (61) Яоno>a>T<>bIt

Н 02 P 7/36

Государственны11 квинтет

OGCP (23) П риорнтет— ло делам нзебретеннй н втнрытнй

Опубликовано 07.12.81. Бюллетень М 45 (53 т V+K 621 3 6 .721(088.8) Дата опубликования описания 07. 12.81

1 (72) Автор . изобретения

Р.С. Сарбатов (71) Заявитель

Московский орпена Ленина энергетический инст 1ттут= (54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к электротех= нике и может быть использовано для управления частотнс регулируемым асинхронным электроприводом с короткозамкнутым двигателем, В основном авт. св. No 746855 опи5 сан электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к блоку регулирования напряжения, к входу которого подключен датчик напряже\

- то ния и экстремальный регулятор минимизации тока, вход которого соединен с . датчиком тока двигателя и который выполнен в виде последовательно соединен-, ных функционального преобразователя с

1I5 экспоненциальной хара стеристикой и инерционного звена Pg.

Но при использовании этого электропривода для частотного управления путем введения блоков задания и регулирования частоты необходимо дпя каждого нового значения частоты производить перестройку функционального преобразователя (например., меняя или переключая стабилитроны и резисторы в схеме преобразователя в случае его исполнения в виде обычного резисторно-стабилитронного блока нелинейности), так KBK экстремальные характеристики двигателя при переменной частоте являются много значными в функции напряжения, Это черезвычайно усложняет, удорожает элект ропривод (необходима дополнительная аппаратура для перестройки функционального преобразователя) и не позволяет осуществлять плавное регулирование частьты (перестройка преобразователя возможна только дискретная), Целью изобретения является упрощение асинхронного электропривода с экстремальным управлением при частотном управлении, Для этого в предлагаемый электропривод No 746855 введен датчик потока и последовательно соединенные блок -адания частоты и блок регулирования частоты, при этом выход блока регулирования частоты соединен с двигателем, а

888319 блок регулирования напряжения выполнен в виде послеаЮвательно соединенных регулятора потока и регулятора напряже-. ния или тока, вход первого из которых смдинен с датчиком потока, а вход второго - с датчиком напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схема асинхронного электропривода с экстремальным управлением; на фиг. 2 — блок-схема регулятора напряжения для случая обычного частотного управления; на фиг. 3 то же для случая частотно-токового управления, Асинхронный электропривод с экстремальным управлением содержит асинхронный эпектродвигатель 1, подключенный к блоку 2 регулирования напряжения через. датчик 3 тока двигателя и к последовательно. соединенным блоку 4 задания частоты и блоку 5 регулирования частоты.

Блок 2 выполнен в виде последовательно соединенных регулятора 6 потока и регулятора 7 напряжения или тока. К входу регулятора 7 напряжения подключен выход датчика 8 напряжения, Первый вход регу лятора 6 потока подключен к выходу датчика 9 потока двигателя, а второй вход . — к выходу датчика 3 тока через последовательно соединенные функциональный преобразователь 10 с экспоненциальной характеристикой и инерционное звено 11.

B случае обычного частотного управления регулятор 7 (см, фиг. 2) содержит собственно регулятор 12 напряжения, систе му 13 управления вентилями и силовой блок 14. В случае частотно-токового управления, когда управляющим сигналом дпя двигателя является не напряжение, а ток статора, регулятор 7 (см. фиг. 3) содержит еще регулятор 15 тока, на вход которого подается разность сигналов с выхода регулятора 6 потока и с выхода датчика 3 тока. В общем случае регуля- . тор 7 напряжения или тока может иметь произвольную внутреннюю структуру с произвольными внутренними обратными связями, Лля асинхронного двигателя, работаюшего при изменяемых частоте и напряжении на его статоре, при любой нагрузке на его валу всегда может быть найдено такое значение потока, которое обеспечит минимум потребляемого т ока. Эта зависимость между минимальными значениями тока и оптимальными значениями потока не зависит от частоты, является единственной для каждого двигателя и имеет вид экспоненты. На использовании

I0

1S жения устойчивости работы электроприво",. да. С инерционного звена 11 сигнал поступает на вход 2 регулятора 6 потока.

В результате управляющий сигнал на выходе двигателя 1 увеличивается до тех пор, пока поток двигателя 1, увеличиваясь, не достигнет оптимального значения, соответствуюшего минимальному значению тока статора при данном моменте нагрузки на валу двигателя 1. Заданное таким образом оптимальное значение потока поддерживается эа счет жесткой отрицательной обратной связи по потоку двигателя 1, реализуемой посредством датчика 9 потока, выход которого подключен к 1-ому входу регулятора 6 потока, Иля устойчивой работы электропривода необходимо, чтобы инерционность контура стабилизации потока была бы меньше инерционности контура регулирования потока в функции тока статора. При сбросе нагрузки ток двигателя 1 уменьшается, что приводит к уменьшению потока двигателя до нового оптимального значения.

При использовании этого электропривода никаких дополнительных средств для пуска и останова двигателя не требуется. Для пуска двигателя 1 достаточно замкнуть цепь контура регулирования. потока, производя дальнейшее управление приводом только по каналу частоты посредством задающего устройства 4. для остановки двигателя 1 достаточно разомкнуть цепь контура регулирования потока в функции. тока статора.

Конкретная требуемая характеристика функционального преобразователя 10 в цифровом выражении в конкретных единицах измерения может быть получена как линия, соединяюшая точки экстреумов ха25

55 этой зависимости и пострмн предлагае.— мый электропривод. При увеличении нагрузки при любой частоте возрастает ток статора асинхронного двигателя 1, т, е. увеличивается сигнал с датчика 3 тока, который подается на функциональный преобразователь 10 с экспоненциальной характеристикой, связывающей минимальные значения тока статора двигателя 1 с оптиMBJIbHblMH значениями его потока (с учетом коэффициента усиления регулятора 6 потока, регулятора 7 напряжения или тока и датчика 3 тока). Возросший на выходе функционального. преобразователя 10 сигнал поступает на вход инерционного звена 11, играющего роль фильтра низкой частоты и необходимого для дости888319

Яаг..

740/1 8 рактеристик двигателя в координатах: ток статора, поток двигателя. Можно производить упрощенную настройку функциональ ного преобразователя по двум .точкам: на холостом ходу двигателя и при номинальной нагрузке.

Асинхронный электропривод с экстре мальным управлением имеет достаточно простую схему, не имеет потерь энергии и времени на поиск экстремума, не требует перестройки функционального преобразователя при частотном управлении и соответствующей аппаратуры, что понижает надежность электропривода с экстремальным управлением, снижает стоимость, упрощает эксплуатацию, повышает экономичность и позволяет осуществлять плавное частотное регулирование при питании двигателя как от источника напряжения, так и от источника тока.

Ф ормула изобретения

Асинхронный электропривод с экстремальным управлением .Bo авт. св.

Мо746855, отличающийся тем, что, с целью упрощения при частотном управлении, в него введен датчик потока и последовательно соединенные блок задания частоты и блок регулирования частоты, при этом выход блока регулирования частоты соединен с двигателем,, а блок регулирования напряжения выполнен в виде последовательно соединенных регулятора потока и регулятора напряже» ния или тока, вход первого из которых соединен с датчиком потока, а вход второго — с датчиком напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 746855, кл, Н 02 P 7/36, 20.12.77, Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Про .ктная, 4