Устройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем (его варианты)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Рес убли

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вуР М К з (22) Заявлено 1(11280 (21) 3215652/24-07 с присоединением заявки М

Н 02 Р 7/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. З16.. 718 (088.8) Опубликовано 15 0582. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 150582 (72) Авторы изобретения

И.И. Волошиновский, Т.Н. Волошиновская, H.H. Петелин и Г.A. Пименов

Всесоюзный научно-исследовательский и прфктноконструкторский институт по автоматизиро анноМУ электроприводу в промышленности, сельском 38ÀñòÂÂ и на транспорте ВНИИэлектропривод (7! ) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ

КОРОТКОЗАМКНУТЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в электроприводе с короткозамкнутым асинхронным двигателем и тиристорным преобразователем, позволяющнм одновременно управлять амплитудой и частотой выходного напряжения (тока).

Известно устройство для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с непосредственным преобразователем частоты, СИФУ которого управляется от статического задатчика напряжения н частоты (ЗСЯЧ), на выходе которого образуется система трехфазного напряжения низкой частоты. На входе ЗСНЧ имеет два независимых канала управления частотой и амплитудой выходного напряжения.

Сигнал на управление амплитудой подается с выхода пропорционального регулятора скорости. Сигнал на управление частотой выходного напряжения,подается с выхода сумматора, на входы которого приходят сигналы с датчика скорости и выхода функционального преобразователя, вход которого соединен с указанным пропорциональным регулятором скорости (1) Недостатком этого устройства явл яет с я наличи е сложного цифро-аналогового устройства, задающего амплитуду и частоту выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство тп для управления асинхронным короткоэамкнутым электродвигателем, содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен выводами для подключения к сети, а выход через датчики фазных токов соединен с обмоткой статора, датчик частоты вращения электродвигателя, три элемента сравнения, блок задания частоты вращения, выход которого соединен с одним иэ входов первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика .частоты вращения электродвигателя, преобразователь трехфазного напряжения в двухфазное, вход которого соединен с датчиками фазных токов, а выход — со входом преобразователя напряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат, выход которого соединен со входом фазорегулятора, выходы которого соединены с

9 28587 одними из входов второго и третьего элементов сравнения, блок задания магнитного потока, выход которого соединен с другим входом второго элемента сравнения, два пропорционально-интегральных регулятора, 5 входы которых соединены соответст;ценно с выходами второго и третьего элементов сравнения, а выходы - co входом преобразователя напряжения из вращающейся в неподвижную систе- () му координат, выход которого через преобразователь двухфазного напряжения в трехфазное соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя, опорные входы преобразователей напряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат и наоборот соединены с выходом генератора опорных синусоидальных колебаний (2) .

Недостатком этого устройства является наличие цифроаналогового блока для вычисления скольжения, устройство которого соизмеримо по сложнос ти аппарату рн ой реали з ации со всей остальной частью регулятора, что снижает надежность электроприво да, хотя при этом обеспечиваются технически оптимальные переходные процессы и высокая точность поддержания переменных в установившемся ЗО режиме.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в известное устройство для.уп- 35 равления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем введены два сумматора, два интегральных и пропорциональный регуляторы, входы которых объединены и соединены с вы- 4п. ходом первого элемента сравнения, выходы интегральных регуляторов соединены соответственно с одними из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом пропорционального регулятора, выход одного из сумматоров соединен со входом генератора опорных синусоидальных колебаний, а выход другого сумматора соединен с другим входом третьего элемента сравнения.

Указанная цель также достигается вторым вариантом выполнения устройства, согласно которому в известное устройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем введены два сумматора, два пропорциональных и интегральный регуляторы, входы которых объединены и соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы пропорциональных 6Î регуляторов соединены соответственно с одними из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом интегрального регулятора, выход одного из сумматоров соединен со входом генератора синусоидальных колебаний, а выход другого сумматора соединен с другим входом третьего элемента сравнения.

На фиг.1 и 2 представлены блоксхемы первого и второго вариантов устройства. устройство содержит асинхронный электродвигатель 1, присоединенный к тиристорному преобразователю 2, преобразователь двухфазного напряжения в трехфазное 3 и наоборот 4, датчик частоты ращения 5 электродвигателя и датчики фазных токов статора двигателя, преобразователи напряжения из вращающейся в неподвижную систему координат б и наоборот 7, присоединенные к генератору опорных синусоидальных колебаний 8, пропорционально-интегральные регуляторы 9 и 10 в каждом из двух указанных каналов, фазорегулятор 11, элемент сравнения 12. Задающие входы элементов сравнения 13 и 14 подключены соответственно к выходам блока задатчика магнитнîro потока

15 и блока задания частоты вращения

16, а вторые входы упомянутых элементов сравнения 12 — 14 являются входами обратных связей, присоединяемых соответственно к выходам фазорегулятора 11 и выходу датчика скорости 5. Одни входы сумматоров

17 и 18 соединены с интегральными регуляторами 19 и 20, а пропорциональный регулятор 21 выходом соединен с другими входами сумматоров

17 и 18 °

В представленном на фиг. 2 втором варианте одни входы сумматоров

17 и 18 соединены с пропорциональными регуляторами 22 и 23, а интегральный регулятор 24 выходом соединен с другими входами сумматоров

17 и 18. устройство функционирует следующим образом.

В установившемся режиме холостого хода при любой скорости вращения, в том числе и равной нулю, фазорегулятором 11 моментообразующая составляющая 1* тока статора 1 сводится к нулю, при этом корректируется величина намагничивающей составляющей

1„, указанным фазорегулятором и уточ-. няется уставкой 1м с выхода задатчика магнитного потока 15 до величины номинального тока холостого хода двигателя 1. Таким образом, осуществляется ориентация объекта по вектору тока холостого хода или с точностью до учета активной составляющей тока холостого хода осуществляется ориентация объекта по вектору тока намагничивания„ совпадающему по фазе с вектором потокосцепления зазора. ВЫставляются величины коэффициентов передачи в интегральных

928587 и пропорциональных регуляторах 9, 10, 19, 20 и 21 для первого варианта устройства и в регуляторах 9, 10, 22, 23 и 24 для второго варианта устройства такие, которые необходимы для обеспечения автономности каналов намагничивания и моментообразования, а также обеспечивают качество переходных и точность установившихся режимов. Это проверяИт по реакции системы электропривода на единичные 10 возмущения со стороны вала ротора и питающей сети.

После подачи напряжения на обмотки статора электродвигателя 1 напряжения через тиристорный преобразова- 15 тель 2 начинают поступать сигналы с датчиков фазных токов через преобразователь 4, преобразователь напряжения 7, фазорегулятор ll на входы элементов сравнения 12 и 1 3 регуляторов 9 и 10 проекции тока статора. С выходов регуляторов 9 и 10 сигналы поступают на управляющие входы тиристорного преобразователя через преобразователь координат 6

3. Намагничивающая составляющая тока статора формируется от уставки с выхода блока 15, а активная составляющая — с выхода сумматора 17.

Частота вращения ротора электродвигателя задается блоком 16 и отслеживается датчиком скорости 5, при этом сигнал с выхода сумматора 18 подается на вход генератора 8 синусоидальных колебаний, который задает опорные синусоиды для работы преобразователей 6 и 7. При этом канал .формирования активной составляющей является автономным по отношению к каналу формирования намагничивающей составляющей тока стато- 40 ра. Динамические свойства системы достигаются за счет автономности каналов управления, а также за счет применения регуляторов 9, 10, 19, 20 и 21 для первого варианта устрой- 4 ства и 9, 10, 22, 23 и 24 для второго варианта устройства блоков устройства по принципу подчиненного регулирования. Для обеспечения заданных динамических свойств электро- @ привода при различных характерах нагрузки на валу предусмотрены два варианта выполнения устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем, содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен. выводами для подключения к сети, а выход через датчики фазных токов соедянен с обмоткой статора, датчик частоты вращения электродвигателя, три элемента срав- 6 нения, блок задания частоты вращения, выход которого. соединен с одним из входов первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения электродвигателя, преобразователь трехфазного напряжения в двухфазное, вход которого соединен с датчиками фазных токов, а выход — co входом преобразователя напряжения из неподвижной во вращакщуюся систему координат, выход которого соединен со входом фазорегулятора, выходы которого соединены с одними из входов второго и третьего элементов сравнения, блок задания магнитного потока, выход которого соединен с другим входом второго элемента сравнения, два пропорционально-интегральных регулятора, входы которых соединены соответственно с выходами второго и.третьего элементов сравнения, а выходы — co входом преобразователя напряжения из вращающейся в неподвижную систему координат, выход которого через преобразователь двухфазного напряжения в трехфаэное соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя, опорные входы преобразователей напряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат и наоборот соединены с выходом генератора опорных синусоидальных колебаний, о т л.и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два сумматора, два интегральных и пропорциональный регуляторы, входы которых объединены и соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы интегральных регуляторов соединены соответственно с одними из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом пропорционального регулятора, выход од-ного из сумматоров соединен со входом генератора опорных- синусоидальиых колебаний, а выход другого сумматора соединен с другим входом третьего элемента сравнения.

2. Устройство дпя управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем; содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен выводами для подключения к сети, а выход через датчики фазных токов соединен с обмоткой статора, датчик частоты вращения электродвигателя, три элемента сравнения, блок задания частоты вращеийя, выход которого соединен с одним из входов первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с Выходом датчика частоты вращения электродвигателя, преобразователь трехфазного напряжения в двухфазное, вход которого соединен с датчикакя фаэных токов, а выход—

9 28587 ао входом преобразователя напряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат, выход которого соединен со входом фазорегулятора, выходы которого соединены с одними из фходов второго и третьего элементов сравнения, блок задания магнитного пЬтока, выход которого соединен с другим входом второго элемента сравнения, два пропорционально-интеграль алых регулятора, входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов сравнения, а выходы — со входом преобразователя напряжения из вращающейся в неподвижную систему координат, выход которого через преобразователь двухфазного напряжения в трехфазное соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя, опорные входы преобразователей напряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат и наоборот соединены с выходом генератора опорных синусоидальных колебаний, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два сумматора, два пропорциональных и интегральный регуляторы, входы которых объединеиы и соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы пропорциональных регуляторов соединены соответственно с одними из входов сумматоров, другие входы

1О которых соединены с выходом интегрального регулятора, выход одного из сумматоров соединен со входом генератора опорных синусоидальных колебаний, а выход другого сумматора

15 соединен с другим входом третьего элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Авторское свидетельство СССР

529537, кл . Н 02 Р 7/42, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 612375, кл. Н 02 P 7/42, 1975.

928587

Составитель Е. Переьеюслова

Кинь Техред Е. Харитончик Корректор Л Бокшан

Редактор Т.

Филиал ППП Патент, г. Укгород, ул. Проектная 4

Заказ 3279/73 Тирав 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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