Устройство для управления частотойвращения potopa асинхронного электродвигателя

ОП ИСАНИЕ

И ЗОВезЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинх

Соцналнстнческнх

Реснублнм (iii838996 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09.79 (21) 2823344/24-07 с присоединением заявки М— с (5l)M. Кл.

Н 02 P 7/42

ЙвуАврвтввнный квмнтет

СССР ав делен нзвбретеннй н вткрытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.06.81,. Бюллетень Ля 22

Дата опубликования описании 15.06.81 (53) УДК 62-83:621.

313.333.072.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Мищенко и Н. И. Лосева

Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ

РОТОРА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-управляемом электроприводе с преобразователем частоты и асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, в частности в электроприводе с косвенным регулированием по

5 возмущению, который применяется для работы в агрессивных, взрывоопасных н с повышенной влажностью средах в химической, нефтяной, горной, газовой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для управления скоростью асинхронного электродвигателя, содержащее преобразователь частоты с блоками

15 регулирования частоты и напряжения, блок измерения частоты вращения, блок регулирования тока, при этом выход датчика измерения тока соединен с блоком регулирования частоты. Устройство обеспечивает стабилизацию скорости при изменении моме 1ъ

; та нагрузки за счет регулирования частоты питания в функции изменения тока (1 1,.

Недостаток устройства состоит в сложности из-эа использования датчика частоты вращения на валу.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя, содержащее преобразователь частоты, соединенный первым входом с выходом генератора задающих импульсов, сумматор частот, выход которого соединен с входом генератора задающих импульсов, а вход — с задатчиком скольжения, первыи вход которого подключен к задатчику частоты вращения, блок измерения тока в фазах статорной обмотки электродвигателя, соединенный с блоком сравнения, второй вход которого подключен к блоку задания напряжения, а выход — ко второму входу преобгазователя частоты, блок нелинейности. Кроме того, устройство содержит блок изменения частоты вращения, выход кото-рого соединен с блоком задания частоты и со вторым входом сумматора. Регулирование частоты вращения осуществляется и

838996

3 сигналу задания, а стабилизация — путем изменения частоты скольжения (2) .

Недостаток данного устройства состоит в использовании дополнительного датчика измерения частоты вращения, что усложняет его.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя. второй вход задатчика скольжения соединен с блоком измерения тока, второй вход сумматора частот соединен с задатчиком частоты вращения, вход блока нелинейности подключен к выходу блока измерения тока, а выход — к одному из входов блока задания напряжения, второй вход которого соединен с выходом сумматора частот. Дополнительно для обеспечения регулирования с минимумом тока в блок задания напряжения введен блок автоматической регулировки усиления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя включает преобразователь 1 частоты, соединенный с асинхронным электродвигателем 2 и через датчики 3 тока — с входами блока

4 выделения амплитуды тока, выход котороо соединен с входами блока 5 нелинейности и блока 6 задания скольжения, второй вход которого соединен с одним из выходов задатчика 7 частоты вращения. Выходы блока 6 задания скольжения и задатчика 7 частоты вращения: соединены с входами сумматора

8, выход которого соединен с входом генератора 9 задающих импульсов. Вход генератора задающих импульсов соединен также с входом блока 10 задания напряжения, выход которого подсоединен к входу преобразователя 1 частоты. Второй вход блока 10 задания напряжения соединен с выходом блока 5 нелинейности. Выход блока 10 задания напряжения соединен со вторым входом преобразователя

1 частоты. Один из выходов сумматора 11 блока задания напряжения соединен с выходом блока 4 выделения амплитуды тока.

Второй вход сумматора 11 соединен с вы ходом. блока 12 автоматической регулировки усиления блока 10, задания напряжения.

Устройство для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя работает следующим образом.

Для разгона асинхронного электродвига.теля на вход задатчика 7 частоты вращения подают задающее напряжение, которое возрас-. тает по линейному закону. В зависимости от знака производной выходного напряжения

4 задатчика 7 частоты вращения в блоке 6 задания скольжения задается знак абсолютного скольжения ("+" при разгоне). На выходе блока 6 задания скольжения возникает на5 пряжение положительной полярности задания начального скольжения. При поступлении этого напряжения на вход сумматора 8 происходит суммирование последнего с линейно нарастающим напряжением (сигналом .задания скорости) с выхода задатчика 7 частоты вращения, с выхода сумматора 8 сигнал поступает на вход генератора 9 задающих импульсов и одновременно на вход блока 12 автоматической регулировки усиления блока 10 задания напряжения для задания выходного напряжения начальной частоты преобразователя 1 .частоты. С выхода генератора 9 задающих импульсов сигнал с заданной частотой напряжения поступает на вход преобразователя 1 частоты, управляющий частотой выходного напряжения. Блок 10 задания напряжения вырабатывает в функции сигнала задания частоты сигнал, управляющий напряжением преобразователя 1 частоты по оптимальному закону— по минимуму тока для заданного момента асинхронного электродвигателя

V = Vl (Il) + V 2(ll) ." (1) . 1 (и где fl — ЧаСтОта напРяжения, питающего асинхронный электродвигатель; — номинальная частота напряжения;

v1(l1) (г ((() — функции, зависящие от модуля тока статора

= I i,l

При этом функция vg ((,) аппроксимиру- ется линейным законом ч, (Il) = kll, где

К вЂ” коэффициент усиления на входе сумматора 11.

vl ((,) и К расчитываются для фиксиро-! ванных значений момента асинхронного электродвигателя 2 с дтысканием оптимального абсолютного скольжения, обеспечивающего минимум тока статора il для каждого мо4 мента асинхронного электродвигателя 1

Сигнал начальной частоты fl равный сигналу начального абсолютного скольжения, подается на вход, блока 12 автоматической регулировки усиления блока 10 задания на50 пряжения, где усиливается с начальным коэффициентом усиления v (il) = Kp. На вход преобразователя 1 частоты подается сигнал задания начального напряжения. С выхода преобразователя 1 частоты трехфазное напря55 жение с частотой скольжения и начальной ам. плитудой наводит ток в обмотках статора асинхронного электродвигателя 2, что вызыва. ет появление момента вращения, происходит разгон асинхронного электродвигателя 2. Че5

1О

15 го

5 8 реэ датчики 3 тока ток поступает на вход блока

4 выделения амплитуды тока, с выхода которого сигнал поступает через блок 5 нелинейности на другой вход блока 10 задания напряжения, а также на блок 6 задания скольжения и непосредственно на один иэ входов сумматора 11 блока задания напряжения.

В соответствии с законом оптимального уп равления напряжением (1) сигнал vi (i ), пропорциональный модулю тока i<, вводится на вход сумматора 11 блока 10 заданий напряжения, на второй вход которого подается сигнал ч2(1) причем функции ч, (; ) и реализуется блоком нелинейности 5, а сигнал частоты " поступает со входа генератора

&н задающих импульсов на вход блока 12 авто-матической регулировки усиления блока 10 заданий напряжения, на выходе которого возникает сигнал с переменным коэффициентом усиления, управляемым выходным сигналом, пришедшим на другой вход блока 12 автоматической регулировки усиления с блока 5 нелинейности. При этом благодаря; оптимальному закону регулирования напряжения в функции сигнала частоты и сигналов выхода блока 5 нелинейности и с выхода блока 4 выделения амплитуды тока пуск асинхронного электродвигателя происходит при постоянстве тока статора, величина которого определяется интенсивностью нарастающего напряжения с выхода задатчика 7 частоты вращения с постоянным абсолютным скольжением, однозначно определяемым блоком 6 задания скольжения в функции тока,, и с максимальным моментом для этого значения тока эа счет форсировки потока тем большей, чем больше интенсивность разгона и величинъг тока статора. В установившемся режиме частота и напряжение поддерживаются в соответствии с постоянным выходным сигналом задатчика 7 частоты вращения таким образом, что для заданного момента нагрузки на валу асинхронного электродвигателя 2 абсолютное скольжение и величина напряжения обеспечивают минимальный ток в обмотках статора асинхронного электродвигателя 2 при любой заданной скорости . При увеличении нагрузки на валу асинхронного электродвигателя 2 уменьшается частота вращения ротора и возрастает действительное скольжение асинхронного электродвигателя 2, при этом через блок 6 задания скольжения возрастает сигнал.задания абсолютного скольжения и частота выходного напряжения преобразователя

1 частоты, а через блок 10 задания .напряжения возрастает напряжение по закону (1).

Это вызывает увеличение выходного напряжения преобразователя 1 частоты, а значит по38996 6 тока и момента асинхронного электродвигателя 2, и позволяет достичь первоначальной частоты вращения, соответствующей сигналу задания частоты вращения, с минимальной, величиной тока для этого момента нагрузки асинхронного электродвигателя 2, что обеспечивает высокую перегрузочную способность асинхронного электродвигателя и увеличивает жесткость механических характеристик, что позволяет расширить диапазон регулирования частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя.

Преимуществом устройства для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя является повышенная перегрузочная способность, достигнутая форсировкой напряжения не только в функции частоты, но и в функции тока таким образом, что для каждого заданного тока асинхронный электродвигатель развивает максимально достижимый момент. Исключение датчика частоты вращения привело к упрощению устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя, содержащее преобразователь частоты, соединенный первым входом с выходом генератора задающих импульсов, сумматор частот, выход которого соединен с входом генератора задающих импульсов, а вход — с задатчиком скольжения, первый вход которого подключен к задатчику скорости, блок измерения тока в фазах статорной обмотки электродвига35 теля, соединенный с блоком сравнения, второй вход которого подключен к блоку задания напряжения, а выход — ко второму входу преобразователя частоты, блок нелинейности, о т л и ч а ю ш е е с я тем, 40 что, е целью упрощения, второй вход задатчика скольжения соединен с указанным блоком измерения тока, второй вход сумматора частот соединен с эадатчиком скорости, вход блока нелинейности подключен к вы45 ходу блока измерения тока, а выход — к одному из входов блока задания напряже. ния, второй вход которого соединен с выходом сумматора частот.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что в блок задания напря50 жения введен блок, автоматической регулировки усиления, выход которого является выходом блока задания напряжения, Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 635589, кл. Н 02 P 7/42, 1975.

2, Патент Великобритании N 1120477. кл. G 3 R, 1968.