CS219615B1 - Zapojení pro regulaci rychlosti asynchronního motoru napájeného z měniče frekvence - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je zlepšení regulačních vlastností elektrického pohonu s asynchronním motorem napájeným z měniče frekvence zvláště pokud se týká účinnosti a momentu asynchronního motoru. Uvedeného účelu se dosáhne použitím použitím komparátoru zatížení v regulačním obvodu rychlosti, jímž se zadává konstantní skluzová frekvence rotoru asynchronního motoru. Asynchronní motor pracuje v celém rozsahu řízení s konstantní skluzovou rychlostí rotoru při optimálním využití momentu motoru. Uvedeného zapojení je možno použít pro napěťové i proudové měniče frekvence.

Description

Vynález řeší zapojení regulačních obvodů asynchronního motoru napájeného z měniče frekvence s regulací rychlosti motoru a podřazeným regulátorem proudu.

Dosud známá zapojení regulačních obvodů asynchronního motoru s měničem frekvence používají k řízení výstupní frekvence a proudu měniče obvodů s omezovačem a funkčním měničem. Asynchronní motor potom pracuje s proměnnou skluzovou frekvencí a není optimálně využíván.

Výše uvedené nedostatky nemá zapojení regulačních obvodů asynchronního motoru podle vynálezu, jehož podstatou je regulační obvod složený z regulátoru rychlosti, komparátoru zatížení, zesilovače frekvence, regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů, čidla proudu, měniče frekvence a asynchronního motoru s tachodynamem. Na vstup regulátoru rychlosti je zapojena žádaná hodnota rychlosti a záporná zpětná vazba z tachodynama.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstatou je, že na první vstup regulátoru rychlosti je připojen signál žádané hodnoty rychlosti a na druhý vstup záporná zpětná vazba z výstupu tachodynama. Výstup z regulátoru rychlosti je zapojen jednak na vstup komparátoru zatížení a jednak na první vstup regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů, přičemž výstup z komparátoru zatížení je zapojen n^;a první vstup zesilovače frekvence a na druhý vstup zesilovače frekvence je zapojen výstup z tachodynama. Výstup zesilovače frekvence je zapojen n'a třetí vstup regulátoru proudu s- generátory řídicích impulsů, přičemž výstupy z regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů jsou připojeny jednak na vstup pro řízení velikosti střídavého proudu měniče frekvence a jednak na vstup pro> řízení výstupní frekvence měniče frekvence. Výstup měniče frekvence je spojen s čidlem proudu, jehož výstup je zapojen na druhý vstup regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů, přičemž asynchronní motor je připojen na výstup měniče frekvence buď přímo, nebo přes čidlo proudu.

Výstup z regulátoru rychlosti jednak řídí regulátor proudu motoru a jednak pomocí komparátoru zatížení udává velikost a znaménku skluzové frekvence rotoru asynchronního motoru, protože platí ω₅ι = ωι — ωρ , kde znáči

6)1 — kruhové frekvence střídavého proudu asynchronního motoru,

6>si — rotorová skluzová frekvence asynchronního· motoru,

6> — mechanická úhlová rychlost asynchronního· -motoru, p — počet pólpárů asynchronního motoru.

Na vstup zesilovače frekvence je připojen kromě signálu z komparátoru zatížení ještě signál z tachodynama, takže jejich součet je úměrný výstupní frekvenci střídavého proudu měniče frekvence. Absolutní velikostí signálu na výstupu zesilovače frekvence je potom řízena výstupní frekvence měniče a polaritou signálu směr otáčení asynchronního motoru. Protože výstup komparátoru zatížení je až na znaménko konstantní hodnota, pracuje asynchronní motor v celém rozsahu řízení rychlosti s konstantní skluzovou frekvencí rovnou skluzové frekvenci zvrátu neboi blízkému okolí této frekvence, což umožňuje pracovat s maximálním momentem asynchronního motoru. Regulátor proudu, opatřený proudovým omezením, reguluje žádanou velikost proudu podle okamžitého zatížení asynchronního motoru.

Použití komparátoru zatížení v regulačním obvodu pro získání velikosti a znaménka skluzové frekvence umožňuje optimální využívání asynchronního motoru bez nutnosti zavádět do obvodu další funkční měniče. Asynchronní motor pracuje v oblasti maximálního momentu motoru s minimálními ztrátami v celém regulačním rozsahu včetně rozběhu, zastavení a reverzace pohonu.

Na výkresech jsou uvedena dvě zapojení regulačních obvodů asynchronního motoru padle vynálezu, kde na obr. 1 je schéma zapojení regulačních obvodů asynchronního motoru napájeného z měniče frekvence s napěťovým střídačem a šířkově pulsní regulací, na obr. 2 zapojení regulačních obvodů asynchronního motoru napájeného z měniče frekvence $ proudovým střídačem a amplitudovou regulací proudu.

Podle obr. 1 a obr. 2 se regulační obvod asynchronního motoru skládá z regulátoru rychlosti 1, komparátoru zatížení 2, zesilovače frekvence 3, regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4, čidla proudu 5, měniče frekvence 6, tachodynama 7 a synchronního motoru 8. Žádaná hodnota rychlosti je zapojena na první vstup 11 regulátoru rychlosti 1, záporná zpětná vazba z výstupu 71 tachodynama 7 je zapojena na druhý vstup 12 regulátoru rychlosti 1.

Výstup 13 z regulátoru rychlosti 1 je zapojen jednak na vstup 21 komparátoru zatížení 2 a jednak na první vstup 41 regulátoru proudu ís generátory řídicích impulsů

4. Výstup 22 komparátoru zatížení 2, jehož signál je omezen na konstantní hodnotu, je zapojen na první vstup 31 zesilovače frekvence 3 a na druhý vstup 32 zesilovače frekvence 3 je dále zapojen výstup 71 z tachodynáma 7. Oba signály na vstupech 32, 31, zesilovače frekvence 3 se sčítají, takže na výstupu 33 zesilovače frekvence 3, který je spojen se třetím vstupem 43 regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4, je signál úměrný výstupní frekvenci střídavého proudu měmiče frekvence 6.

219815

Záporná zpětná važba z výstupu 51 čidla proudu 5 podle obr. 1 je zavedena na trojfázový vstup 42 regulátoru pro-udu s generátory řídicích impulsů 4. Zpracování signálů na vstupech 41, 42, 43 v «obvodech regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4 se získají na výstupu 44 řídicí -signály pro šířkově pulsní regulaci měniče frekvence 6.

Výstup 44 regulátoru 'proudu s generátory řídicích impulsů 4 je zapojen na vstup 61 měniče frekvence 6. Měnič frekvence 3 podle obr. 1 tvoří usměrňovač 65 s napěťovým -střídačem 66 s šířkově pulsní regulací. Tro-jfázový výstup 63 z měniče frekvence 6 je zapojen přes čidl-o. proudu 5 na asynchronní motor 8, na jehož hřídeli je tachodynamo 7.

Měnič frekvence 6 s proudovým střídačem podle obr. 2 má čidlo proudu 5 zapojeno* v troj.fázovém přívodu pohonu. Výstup 51 z čidla proudu 5 je zapojen na druhý vstup 42 regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4 jako- záporná zpětná vazba. Žádaná hodnota proudu je přivedena na první vstup 41 regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4 z výstupu 13 regulátoru rychlosti 1, Na vlastní regulátor proudu 47 je signál žádané hodnoty proudu zapojen přes člen absolutní hodnoty 46« Výstup 45 z regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4 je zapojen na druhý vstup 62 měniče frekvence 6. Signály na vstupu 62 měniče frekvence 6 slouží k řízení velikosti proudu pomocí řízeného usměrňovače 67.

Výstup 33 ze zesilovače frekvence 3 je zapojen na třetí vstup 43 regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4 podle obr. 2, Úměrně velikosti signálu na vstupu 43 je generována výstupní frekvence proudu měniče frekvence 6 pomocí obvodu řízení frekvence 40, přičemž směr otáčení asynchronního motoru udává směrový komparátor 49.

Výstup 44 z regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů 4 je zapojen na první vstup 61 měniče frekvence 6 a stouží k řízení výstupní frekvence .střídavého* proudu měniče frekvence 6 pomocí proudového střídavé 68.

Proudový střídač 68 a řízený usměrňovač 67 jsou součástí měniče frekvence 6. Na trcjfázový výstup 83 měniče frekvence 6 je zapojen asynchronní motor 8 s tachodynamem 7.

Kromě trojfázových motorů je možno· uvedeného- zapojení regulačních obvodů použít i pro· jiné víoeíázové asynchronní motory. Měnič frekvence může být přímý nebo- nepřímý a může být řešen pomocí tyristorů nebo· s použitím výkonových tranzistorů. Regulační obvody mohou být analogové nebo číslicové. S ohledem na přesnost měření rychlosti motoru a hodnotu skluzové frekvence je výhodná číslicová regulace rychlosti. Také ke snímání rychlosti motoru je možno použít i nepřímého* čidla rychlosti nebo snímání napětí asynchronního- motoru.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Zapojení pro regulaci rychlosti asychronního motoru napájeného z měniče frekvence, vyznačené tím, že η-a první vstup (11) regulátoru rychlosti (1) je připojen výstup signálu žádané hodnoty rychlosti a na druhý vstup (12) záporná zpětná vazba z výstupu (71) tachodynama (7) a že výstup (13) z regulátoru rychlosti (1) je zapojen jednak na vstup (21) komparátoru zatížení (2) a jednak na první vstup (41) regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů (4), přičemž výstup (22) komparátoru zatížení (2) je zapojen na první vstup (31) zesilovače (frekvence (3) a mia druhý vstup (32) zesilovače frekvence (3) je zapojen výstup (71) tachodynama (7), kde výstup (33) zesilovaVYNÁLEZU če frekvence (3) je zapojen na třetí vstup (43) regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů (4), přičemž výstupy (44, 45) z regulátoru, proudu s generátory řídicích impulsů (4) jsou připojeny jednak na vstup (61) pro řízení velikosti střídavého proudu měniče frekvence (6) a jednak na vstup (62) pro řízení výstupní frekvence měniče frekvence (6), přičemž výstup (63) měniče frekvence je spojen s čidlem proudu (5), jehož výstup (51) je zapojen, na druhý vstup (42j regulátoru proudu s generátory řídicích impulsů (4), přičemž asynchronní motor (8) je připojen na výstup (63) měniče frekvence (6) buď přímo, nebo· přes čidlo proudu (5).

   1 list výkresů