CS233452B1

CS233452B1 - Connection for stabilizing the speed of induction motors

Info

Publication number: CS233452B1
Application number: CS179381A
Authority: CS
Inventors: Michal Jurkovic; Marian Janak; Jozef Lascek; Frantisek Janis; Jan Gonda
Original assignee: Michal Jurkovic; Marian Janak; Jozef Lascek; Frantisek Janis; Jan Gonda
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Vynález prispieva k zlepšeniu stability otáčok indukčných motorov napájených z prúdových meničov frekvencíe. Podstatou vynálezu je použitie přídavného regulátora frekvencie, ktorý stabilizuje rýchlosť otáčania vektore magnetického toku vo vzduchovej medzere indukčného motora a tým aj mechanické rýchlosť rotora. Zapojenie podTa vynálezu je možné výhodné použiť pri vSetkých známých gtruktérach regulačných obvodov prédových meničov frekvencie.The invention contributes to improving the stability of the speed of induction motors powered by current frequency converters. The essence of the invention is the use of an additional frequency regulator, which stabilizes the speed of rotation of the magnetic flux vector in the air gap of the induction motor and thus the mechanical speed of the rotor. The connection according to the invention can be advantageously used in all known structures of control circuits of current frequency converters.

Description

233452 2233452 2

Vynález sa týká zapojenia pře stabilizáoiu otáčok indukčných motorov napájenýchz prúdového meniča frekvencie bez nutnosti použitia snímača rýchlosti rotora indukčnéhomotora.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for stabilizing the speed of induction motors powered from a frequency converter without the need for an induction motor rotor speed sensor.

Prúdové meniče frekvencie majú veďmi výhodné prevádzkové vlastnosti ako skratuvzdor-nosť, nenáročnost na dynamické vlastnosti výkonových polovodičových prvkov, jednoduchostschémy zapojeniá, možnost pracovat v motorickom i generátorickom režime a iné. Je všaku nich značné obtiažna stabilizécia otáčok napájeného motora, ktoré je úzko zviazaná i sostabilitou napatia, magnetického toku i záťažného prúdu motora. Poměrně dobrej stabilitydosahujú zapojenia využívajúce priame snímanie otáčok rotora motora, vyhodnocováním sklzu,připadne poměrně zložité zapojenia zaisťujúce vektorové riadenie magnetického toku a prúdumotora. V ojedinělých prípadoch sa používá len prostá regulácia motora na konštantný tokbez ialších vazieb. Vyžaduje to obyčajne vhodný typ motora, druh záťaže a kusové dol’aďova-nie prvkov striedača, pričom stabilita celého pohonu je nízká, vyhovujúca málo náročnýmpohonom, pracujúcim v úzkom regulačnom pásme.Current frequency converters have advantageous operating properties such as short-circuit resistance, low-dynamic properties of power semiconductor elements, simple wiring, possibility to work in both motor and generator modes and others. However, they have a considerable difficulty in stabilizing the speed of the powered motor, which is also closely related to the sostability of the voltage, the magnetic flux and the load current of the motor. Relatively good stability is achieved by wiring using direct rotation of the motor rotor, slip evaluation, relatively complicated wiring ensuring vector control of magnetic flux and current motor. In isolated cases, only simple motor control to a constant flow of other bonds is used. This usually requires a suitable type of engine, type of load and piece-down control of the inverter elements, while the stability of the entire drive is low, satisfying the low-demanding drives operating in the narrow control zone.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie pre stabilizáciu otáčok indukčných motorcv,podstata ktorého spočívá v tom, že vstup snímača napatia je připojený buď ku vstupnýmsvorkám indukčného motora alebo k samostatnému vinutiu indukčného motora, alebo k výstupučidla magnetického toku indukčného motora, pričom jeho výstup je zapojený jednak na vstupfiltra s tvarovačom a súčasne na vstup usměrňovače s filtrom. Výstup filtra s tvarovačomje zapojený na vstup prevodníka frekvencia-napstie, ktorého výstup je zapojený na jedenvstup regulátora frekvencie. Druhý vstup regulátora frekvencie je zapojený na výstup zadá-vacej jednotky, zapojený súčasne na vstup obmedzovača napatia. Výstup regulátora frekvencieje zapojený na vstup napatím riadeného oscilátore, ktorého výstup je zapojený na riadiacivstup striedača prúdu, ktorého výstup je zapojený na vstupné svorky alespoň jedného indukč-ného motora. Výstup obmedzovača s filtrom je zapojený na jeden vstup regulátora napatia,ktorého druhý vstup je zapojený k výstupu obmedzovača napatia. Výstup regulátora napatiaje zapojený na riadiaci vstup riadeného usměrňovače, ktorého výstup je zapojený na vstupstriedača prúdu.The above mentioned drawbacks are eliminated by the circuitry for stabilizing the speed of the induction motors, the fact that the input of the voltage sensor is connected either to the input terminals of the induction motor or to the separate winding of the induction motor, or to the output of the magnetic flux of the induction motor, the output of which is connected to the input of the filter with the former and at the same time the filter rectifier input. The filter output with the former is connected to the input of the frequency-to-voltage converter, whose output is connected to one frequency controller input. The second input of the frequency controller is connected to the output of the input unit connected simultaneously to the input of the voltage limiter. The frequency regulator output is connected to a voltage controlled oscillator input whose output is connected to a current inverter control output whose output is connected to the input terminals of at least one induction motor. The filter limiter output is connected to one input of a voltage regulator whose second input is connected to the voltage limiter output. The voltage regulator output is connected to the controlled rectifier control input whose output is connected to the current inverter.

Amplitúda i frekvencie svorkového napatia alebo magnetického toku indukčných motorovsa snímá. Frekvencie je regulovaná na žiadanú hodnotu regulátorom frekvencie, ktorý riadifrekvenciu striedača prúdu. Amplitúda je regulovaná na žiadanú hodnotu regulátorom napatia,ktorý riadi amplitúdu výstupného prúdu riadeného usměrňovače alebo choppera. Tým, že sakontroluje a reguluje amplitúda i frekvencie svorkového napatia, resp. magnetického tokuindukčných motorov, dochádza k stabilizácii otáčok indukčného motora. Zapojenie potláčavplyv poruchových veličin najma změny momentu záťaže, změny rýchlosti motora, rezonančněvplyvy od zvlnenia jednosměrného prúdu medziobvodu meniča frekvencie na stabilitu rýchlost:rotora, bez nutnosti použitia regulátorov a snímačov sklzu rotora.The amplitude and frequency of the terminal voltage or the magnetic flux of the induction motors are sensed. The frequency is regulated to the setpoint by the frequency controller, which controls the frequency of the current inverter. The amplitude is controlled to the desired value by a voltage regulator that controls the amplitude of the output current of the controlled rectifier or chopper. By checking and regulating the amplitude and frequency of the terminal voltage, respectively. magnetic flux induction motors, the induction motor speed is stabilized. Connection of the suppressing effect of disturbances, especially changes in load torque, changes in motor speed, resonance effects from unidirectional ripple currents of the frequency converter to stability, speed: rotor, without the need for regulators and rotor slip sensors.

Na připojených výkresoch na obr. 1 a 2 sú znázorněné dva příklady zapojenia podl’avynálezu a na obr. 3, 4, 5 sú tri vektorové diagramy rňznych prevádzkových stavov indukč-ného motora.1 and 2 show two examples of the connection of the invention and in FIGS. 3, 4, 5 there are three vector diagrams of different operating states of an induction motor.

Vstup snímača napatia 5. je zapojený podl’a obr. t na svorky indukčného motora 4 alebopodl'a obr. 2 na čidlo 13 magnetického toku indukčného motora 4. Výstup snímača napatia 5,je zapojený na vstup filtra s tvarovačom 6 a vstup usměrňovače s filtrom 2· Výstup filtras tvarovačom 6 je zapojený na vstup prevodníka frekvencie - napatie 8, ktorého výstup jezapojený na jeden vstup regulátora frekvencie 1. Druhý vstup regulátora frekvencie i jezapojený z výstupu zadávacej jednotky 12 přepojeného súčasne na vstup obmedzovača napatia11. Výstup regulátora frekvencie 1 je zapojený na vstup napatím riadeného oscilátore 2,ktorého výstup je zapojený na riadiaci vstup striedača prúdu 2 a jeho výstup je zapojenýna vstupné svorky indukčných motorov 4· Výstup obmedzovača s filtrom 2 je zapojený na jedevstup regulátora napatia 3, jeho druhý vstup je zapojený z výstupu obmedzovača napatia JJ,Výstup regulátora napatia 3 je zapojený na riadiaci vstup riadeného usmerňovača JO,, ktoréhThe input of the voltage sensor 5 is connected according to Fig. 1 to the terminals of the induction motor 4 or to Fig. 2 to the magnetic flux sensor 13 of the inductive motor 4. The output of the voltage sensor 5 is connected to the filter input with the former 6 and the rectifier input to The filter 2 output is connected to the input of the frequency converter - voltage 8, the output of which is connected to one input of the frequency controller 1. The second input of the frequency controller is connected from the output of the input unit 12 connected simultaneously to the input of the voltage limiter11. The output of the frequency controller 1 is connected to the input of a voltage controlled oscillator 2 whose output is connected to the control input of the current inverter 2 and its output is connected to the input terminals of the induction motors 4 · The output of the filter limiter 2 is connected to a single input of the voltage regulator 3, its second input is connected from the voltage limiter output JJ, the voltage regulator output 3 is connected to the control input of the controlled rectifier J0, which

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Circuit for stabilizing the speed of induction motors powered by a frequency converter, characterized in that the input of the voltage sensor (5) is connected either to the input terminals of the induction motor (4) or to the separate winding of the induction motor (4) or to the sensor output (13) ) of the magnetic flux of the induction motor (4) and its output is connected both to the filter input with the former (6) and simultaneously to the input of the rectifier with the filter (7), the output of the filter to the former (6) connected to the frequency converter 8), the output of which is connected to one input of the frequency regulator (1), the other input of the frequency regulator (1) being connected to the output of the input unit (12) connected simultaneously to the input of the voltage limiter (11), connected to input of voltage controlled oscillator (2), output of which is connected to control input of current inverter (3), output of which is connected to the input terminals of at least one induction motor (4) while the output of the limiter with filter (7) is connected to one input of the voltage regulator (9), the other input of which is connected to the output of the voltage limiter (11), ) is connected to the control input of the controlled rectifier (10), the output of which is connected to the input of the inverter (3).