Способ управления двухскоростным асинхронным двигателем (варианты)
Использование: в лифтовых установках. Сущность изобретения: в способе управления двухскоростным асинхронном двигателе перед торможением с высокой скорости на низкую на высокоскоростной обмотке обеспечивает обеспечивают полное сетевое напряжение, измеряют момент двигателя, снимают напряжение с высокоскоростной обмотки и подают на низкоскоростную обмотку напряжение. Изменяют напряжение низкоскоростной обмотки по заранее выбранному в соответствии с измеренным моментом закону до скорости, соответствующей установившемуся режиму, а затем тормозят двигатель с помощью механического тормоза до нуля. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с двухскоростными асинхронными двигателями, например, лифтовых установок.
Известен способ управления двухскоростным асинхронным двигателем, заключающийся в том, что осуществляют подачу напряжения сети непосредственно к высокоскоростной обмотке при пуске и к низкоскоростной обмотке статора при торможении двигателя [1] Однако этот способ не позволяет осуществить поддержание на требуемом уровне ускорений и рывков при переходных процессах с разными моментами сопротивления. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления двухскоростным асинхронным двигателем путем изменения напряжения на его обмотках, заключающийся в том, что при торможении двигателя к его низкоскоростной обмотке подводят выпрямленное напряжение, для регулирования которого вводят обратную связь по скорости [2] Недостатком известного способа является необходимость использования усложняющего и удорожающего конструкцию и эксплуатацию электропривода оборудования: тахогенератора, выпрямителя и дополнительных силовых коммутирующих элементов, необходимых для отключения этого выпрямителя и подсоединения низкоскоростной обмотки к сети переменного тока при ревизии и наладке оборудования. Целью изобретения является упрощение и снижение стоимости реализации при формировании требуемой закономерности изменения скорости двигателя при торможении. Цель согласно первому варианту изобретения достигается тем, что в способе управления двухскоростным асинхронным двигателем, при котором в процессе пуска двигателя осуществляют подачу напряжения на высокоскоростную обмотку, а в процессе торможения производят подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, при этом путем изменения напряжения обеспечивают требуемую зависимость скорости от времени и осуществляют торможение двигателя до нулевой скорости, перед торможением с высокой скорости на низкую обеспечивают наличие полного сетевого напряжения на высокоскоростной обмотке, измеряют момент двигателя, снимают напряжение с высокоскоростной обмотки и осуществляют указанную подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, изменяют это напряжение по заранее выбранному в соответствии с измеренным моментом закону до скорости, соответствующей установившемуся режиму, после чего осуществляют указанное торможение двигателя до нулевой скорости с помощью механического тормоза. Цель согласно второму варианту изобретения достигается тем, что в способе управления двухскоростным асинхронным двигателем, при котором в процессе пуска двигателя осуществляют подачу напряжения на высокоскоростную обмотку, а в процессе торможения производят подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, при этом путем изменения напряжения обеспечивают требуемую зависимость скорости от времени и осуществляют торможение двигателя до нулевой скорости, перед торможением двигателя обеспечивают наличие полного сетевого напряжения на высокоскоростной обмотке, измеряют момент двигателя, снимают напряжение с высокоскоростной обмотки и осуществляют указанную подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, изменяют это напряжение по заранее выбранному в соответствии с измеренным моментом закону вплоть до полного затормаживания двигателя, при этом, начиная со скорости, соответствующей установившемуся режиму на низкоскоростной обмотке, осуществляют указанное торможение двигателя до нулевой скорости с помощью механического тормоза. На фиг. 1 изображено устройство для реализации способов, на фиг. 2 - механические характеристики электропривода и зависимость угла между фазными токами и напряжениями статора для высокоскоростной обмотки, на фиг. 3 и 4 - зависимости изменения скорости двигателя от времени в процессе торможения до нулевой скорости соответственно для случаев осуществления первого (фиг. 3) и второго (фиг. 4) вариантов изобретения. Устройство (фиг. 1) содержит двухскоростной асинхронный двигатель 1, снабженный высокоскоростной обмоткой 2 и низкоскоростной обмоткой 3 статора, силовой модуль 4 полупроводникового преобразователя напряжения, входом подключенный к трехфазной сети 5 переменного тока, силовые коммутирующие элементы 6 и 7, датчик 8 тока и датчик 9 напряжения, вычислительный управляющий блок 10 и командный блок 11. Выход силового модуля 4 подключен через коммутирующие элементы 6 к обмотке 3, а также через коммутирующие элементы 7 и датчик 8 тока к обмотке 2, которая подсоединена и к датчику 9 напряжения. Выход блока 10 подключен к управляющим входам силового модуля 4, а входы к выходам датчика 8 тока и датчика 9 напряжения, а также командного блока 11. На фиг. 2 приведены следующие кривые: 12 и 13 естественные механические характеристики двигателя 1, соответствующие подключению непосредственно к сети высокоскоростной обмотки 2 и низкоскоростной обмотки 3 статора; 14, 15, 16 и 17 динамические механические характеристики для низкоскоростной обмотки, при формировании которых для различных моментов сопротивления McI, McII, McIII и McIV соответственно обеспечивают требуемую зависимость изменения скорости двигателя от времени и определяют задание закона изменения во времени напряжения статора двигателя в процессе торможения с высокой скорости на низкую; 18 зависимость от скорости фазового сдвига между током и напряжением статора при подключении к сети высокоскоростной обмотки. На характеристике 12 обозначены точки, I, II, III, IV, а на характеристике 13 точки I', II', III', IV', соответствующие установившимся режимам двигателя при моментах сопротивления McI, McII, McIII, McIV. На фиг. 3 и 4 обозначены следующие моменты времени (t); to - начальное время торможения двигателя; t1 и t2 начальные времена использования механического торможения двигателя при моментах сопротивления McI и McIV соответственно; t3 и t4 (или t5 и t6) времена полного затормаживания двигателя соответственно при McI и McIV при реализации первого (или второго) варианта изобретения. Изображенные на фиг. 3 кривые 19 и 20 зависимостей скорости от времени (аналогично на фиг. 4 кривые 21 и 22) соответствуют торможению при McI и McIV. Весь процесс торможения состоит их двух характерных интервалов: первый временной интервал (t0t1, t0t2, t0t1, t0t2 для кривых 19, 20, 21, 22 соответственно), где осуществляют торможение двигателя с высокой скорости на низкую, и второй временной интервал (t1t3, t2t4, t1t5, t2t6 для кривых 19, 20, 21, 22 соответственно), на котором производят торможение двигателей до нулевой скорости с использованием механического тормоза. Площади участков графиков кривых 19 22 для второго временного интервала (эти участки на фиг. 3 и 4 заштрихованы) равны соответствующим углам поворота ротора двигателя за время использования механического торможения. Первый вариант предлагаемого способа осуществляют следующим образом. В процессе пуска (например, кабины лифта) осуществляют плавное изменение напряжения на высокоскоростной обмотке 2 статора. По окончании процесса пуска и при дальнейшей работе в установившемся режиме на этой обмотке обеспечивают наличие полного сетевого напряжения, вследствие чего двигатель 1 работает согласно механической характеристике 12 в точке, которая расположена на рабочем участке I IV, соответствующем (в зависимости от загрузки кабины) возможному диапазону изменения момента сопротивления от McI до McIV. Перед осуществлением торможения (при подходе к месту начала замедления кабины) измеряют момент двигателя 1, например, момент McII в точке II, и снимают напряжение с высокоскоростной обмотки, затем в соответствии с измеренным моментом McII выбирают закон изменения во времени напряжения на низкоскоростной обмотке двигателя. Выбор закона изменения во времени напряжения на статоре осуществляют, например, исходя из зависимостей изменения во времени скорости![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/286/2867238.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/286/2867239.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/286/2867240.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
Формула изобретения
1. Способ управления двухскоростным асинхронным двигателем, при котором в процессе пуска двигателя осуществляют подачу напряжения на высокоскоростную обмотку, а в процессе торможения производят подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, при этом путем изменения напряжения обеспечивают требуемую зависимость скорости от времени и осуществляют торможение двигателя до нулевой скорости, отличающийся тем, что перед торможением с высокой скорости на низкую обеспечивают наличие полного сетевого напряжения на высокоскоростной обмотке, измеряют момент двигателя, снимают напряжение с высокоскоростной обмотки и осуществляют указанную подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, изменяют это напряжение по заранее выбранному в соответствии с измеренным моментом закону до скорости, соответствующей установившемуся режиму, после чего осуществляют указанное торможение двигателя до нулевой скорости с помощью механического тормоза. 2. Способ управления двухскоростным асинхронным двигателем, при котором в процессе пуска двигателя осуществляют подачу напряжения на высокоскоростную обмотку, а в процессе торможения производят подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, при этом путем изменения напряжения обеспечивают требуемую зависимость скорости от времени и осуществляют торможение двигателя до нулевой скорости, отличающийся тем, что перед торможением двигателя обеспечивают наличие полного сетевого напряжения на высокоскоростной обмотке, измеряют момент двигателя, снимают напряжение с высокоскоростной обмотки и осуществляют указанную подачу напряжения на низкоскоростную обмотку, изменяют это напряжение по заранее выбранному в соответствии с измеренным моментом закону вплоть до полного затормаживания двигателя, при этом, начиная со скорости, соответствующей установившемуся режиму на низкоскоростной обмотке, осуществляют указанное торможение двигателя до нулевой скорости с помощью механического тормоза.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4