Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором

 

Изобретение относится к электротехнике , может быть использовано в электроприводах общепромьшленных механизмов . Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования . Устройство содержит резисторы 2 в цепи ротора, симисторы 3, блок 4 синхронизации, генератор 7 пи-- лообразного напряжения, компаратор 5, блок 6 формирования управляющих импульсов, блок 10 задания, сумматор 11, усилитель 12, согласующий каскад 8 и датчик 9 частоты вращения, Блок 13 формирования управляющего напряжения обеспечивает изменение наклона пилы генератора пилообразного напряжения при изменении частоты тока в цепи ротора двигателя 1, что позволяет повысить точность регулирования. Повышение быстродействия обеспечивается благодаря устранению сглаживающего фильтра, 3 ил. с (Л ОО 05 СО 00 сд О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 Н 02 P 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3982232/24 — 07 (22) 02.12.85 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) С.И. Алехин, А.И. Алехин, Г.А. Геродес и С.А. Нестеренко (53) 621.313.333.1.077(088.8) (56) Шубенко В.А. и др. Асинхронный электропривод с тиристорным управлением. M.: Энергия, 1967.

Авторское свидетельство СССР

¹ 758463, кл. Н 02 Р 5/28, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГА—

ТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах общепромьппленных механизмов. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия регулирования. Устройство содержит резисторы 2 в цепи ротора, симисторы 3, блок 4 синхронизации, генератор 7 пилообразного напряжения, компаратор

5, блок 6 формирования управляющих импульсов, блок 10 задания, сумматор

11, усилитель 12, согласующий каскад

8 и датчик 9 частоты вращения. Блок

13 формирования управляющего напряжения обеспечивает изменение наклона пилы генератора пилообразного напряжения при изменении частоты тока в цепи ротора двигателя 1, что позволяет повысить точность регулирования.

Повышение быстродействия обеспечивается благодаря устранению сглаживающего фильтра. 3 ил.

С:

1339856

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромьш|ленных механизмов.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия регулирования.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 принципиальная схема генератора пило- 10 образного напряжения; на фиг. 3 принципиальная схема блока формирования управляющего напряжения.

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя

1 с фазным ротором содержит трехфазный резистор 2 в роторной цепи, пофазно эашунтированный симисторами 3, блок 4 синхронизации с тремя входами и тремя выходами, три компаратора 5, три формирователя 6 управляющих импульсов„ три генератора 7 пилообразного напряжения, согласующий каскад 8, датчик 9 частоты вращения, блок 10 задания, сумматор 11, усилитель 12, >5 датчик 9 частоты вращения механически соединен с валом асинхронного пвигателя 1 с фазным ротором и его выход подключен к входу согласующего каскада 8,,один выход ко 30 к одному входу сумматора 11, другой вход которого подключен к выходу блока 10 задания, выход сумматора 11 через усилитель 12 подключен к одним входам компараторов 5, выход каждого

35 компаратора 5 через соответствующий формирователь 6 импульсов подключен к управляющему электроду соответствующего симистора 3„ входы блока 4 синхронизации подключены к соответствующим силовым выводам симисторов

3, выходы — к первым входам соответствующих генераторов 7 пилообразного напряжения, выходы которых подключены к BTopbIM входам cooTBPTcTByющих 4б компараторов 5, блок 13 формирования управля|ощего напряжения, вход которого подключен к выходу согласующего каскада 8, а выход — к вторым входам генераторов 7 п|ллообразного напря-б, жения.

Генератор 7 пилообразного напряжения (фиг. 2) выполнен на базе полевого транзистора 14, операционного усилителя 15 и биполярного транзистора 16.

Блок 13 формирования управляющего напряжения выполнен на операционном усилителе 17.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на обмотки статора асинхронного двигателя 1 и при задающем напряжении

U = 0 рабочая точка определяется гра3 яичной реостатной механической характеристикой двигателя с введением в цепь ротора резистором 2 ихарактеристикой производственного механизма, Блок управления при этом вырабатывает и подает на управляющие электроды симисторов 3 лишь тактовые импульсы, получаемые при переходе тока ротора через нуль.

Для работы на выбранной скорости в блоке 10 задания устанавливают задающее напряжение, соответствующее выбранной частоте вращения, которое с определенным темпом поступает на первый вход сумматора 11. На второй его вход с согласующего каскада 8 подается напряжение обратной связи по частоте вращения 0„ . Разность напряжений задающего и обратной связи поступает в усилитель 12. Усиленное напряжение (V „ = К -|Я подается на один из входов компараторов 5 трех каналов управления. На вторые входы компараторов 5 поступает линейное спадающее пилообразное напряжение генератора 7, синхронизированное с частотой тока ротора благодаря работе блока 4 синхронизации, который вырабатывает синхроимпульсы при переходе тока ротора через нуль, подаваемые на вторые входы генераторов 7 пилообразного напряжения. На первые его входы поступает напряжение управления с блока 13, которое постепенно уменьшается по величине во время разгона двигателя 1 до заданной частсты вращения. Это напряжения автоматически изменяет наклон пилы по мере увеличения скорости двигателя 1 и уменьшение частоты тока ротора. Таким образом компенсируется негативное влияние на угол регулирования а изменяющейся частоты тока ротора и обеспечивается линейность регулировочной характеристики

J )

Б компараторе 5 происходит сравнение пилообразного напряжения с напряжением, поступающим с усилителя 12, и в момент их равенства вырабатыва1339856 ется управляющий импульс. В блоке 6 этот импульс усиливается и подается на управляющие электроды симисторов 3, которые при включении шунтируют фазы

5 резистора 2 в каждый полупериод напряжения ротора. Происходит плавный разгон электропривода с выбранным темпом до заданной частоты вращения.

С ростом задающего напряжения угол !р регулирования плавно уменьшается от о

180 до значения, определяемого напряжением, установленным в блоке 10 задания. Рабочая точка установившегося режима определяется пересечением 15 механической характеристики производственного механизма и искусственной механической характеристикой двигателя 1, соответствующей величине эквивалентного добавочного активного 2р сопротивления, которое пропорционально скважности коммутации. Скважность определяется углом регулирования и периодом коммутации.

В установившемся режиме скорость 25 вращения двигателя 1 постоянна соот7 ветственно постоянна величина напряжения обратной связи U, и с выхода блока 13 снимается постоянная величина управляющего напряжения, про- 30 порциональная установившейся частоте тока ротора. Одновременно с выхода усилителя 12 снимается постоянная величина второго управляющего напряжения.

В случае возникновения в системе возмущения по нагрузке, например увеличение момента сопротивления, замкнутая система автоматического регулирования с жесткой отрицательной об- 40 ратной связью по частоте вращения отреагирует соответствующим образом: в динамике частота вращения уменьшится,,увеличится разность напряжений .задающего и обратной связи, которая после 45 усиления подается на вход компаратора 5, где произойдет смещение импульса управления в сторону уменьшения угла регулирования c(, что вызовет уменьшение средней величины эквивалентного сопротивления цепи ротора и возрастание тока, а соответственно и момента двигателя. Таким образом поддерживается постоянное значение частоты вращения. При этом изменение напряжения на выходе блока незначительно, так как коэффициент усиления в нем равен 1. Жесткость механической характеристики электропривода в основном зависит от значения коэффициента усиления и схемы усилителя !2, который в предложенном устройстве взят типовым.

Известным образом работает система управления в случае уменьшения нагрузки.

Таким образом, введение в предлагаемое устройство блока формирования управляющего напряжения позволяет получить более качественную работу асинхронного электропривода с тиристорным коммутатором в цепи переменного тока ротора. формула изобретения

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащее трехфазный резистор в роторной цепи, пофазно зашунтированный симисторами, блок синхронизации с тремя выходами, три генератора пилообразного напряжения, три компаратора, три формирователя управляющих импульсов, согласующий каскад, датчик частоты вращения, блок задания, сумматор, усилитель, датчик частоты вращения механически соединен с валом асинхронного двигателя с фазным ротором и выход датчика частоты вращения подключен к входу согласующего каскада, один выход которого подключен к одному входу сумматора, другой вход которого подключен к выходу блока задания, выход сумматора через делитель подключен к одним входам компараторов, выход каждого компаратора через соответствующий формиро-. ватель управляющих импульсов подключен к управляющему электроду соответствующего симистора, входы блока синхронизации подключены к соответствующим силовым выводам симисторов, выходы — к первым входам соответствующих генераторов пилообразного напряжения, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих компараторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен блок формирования управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу согласующего каскада, выход блока формирования управляющего напряжения подключен к второму входу каждого генератора пилообразного напряжения.

133985б дхоти

Фиг. 2 ьиад

Составитель В. Алешечкин

Техред Л. Сердюкова Корректор А. Обручар

Редактор Л. Гратилло

Заказ 4243/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4