CS234006B2 - Equipment for asynchronous machine speed regulation - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro regilaci otáček synchronního stroje napájeného z měniče’ se stejnoměrným . meziobvodem, obsahujícím indukčnost, s ' obvodem regulátoru otáček, jehož výstupním signálem je řízen proud, se signálem, řídícím frekvenci, který sestává ze součtu hodnoty skutečných otáček a ze skluzové hodnoty, vytvářené v regulátoru, přičemž prvnímu vstupu regulátoru je přiváděna hodnota úměrná otáčkám.

U jednoho známého zařízení tohoto druhu, popsaného v IEEE trensaction on Industry Applications 1972, str. 681/682, obr. 8, je odvozován signál, řídící· frekvenci statoru od sečítačky, jejíž oba vstupní signály jsou jednak reguLační odchylka mezi otáčkami rotoru a jejich žádanou hodnotou. U tohoto·známého zařízení nastane při změně zatížení, to je při .jeho náhlém zvětšení, větší odchylka otáček, nebo! pohon se nemaže této · změně dostatečně rychLe přizpůsobit. Dle, při náhlém odlehčení změní se skluzová frekvence procentně podstatně více, nežži otáčky rotoru, které jsou snímány regulátorem otáček. To vyvolá jeětě při.konstantním proudu v důsledku zvětšeni vnitřního odporu asynchronního stroje následkem · skluzové frekvence, velké zvýšení svorkového naptě!, které může věsti ke zničení předřazených vennilů střídače. .

Úkolem vynálezu je zlepšit zařízení shora uvedeného druhu tak, aby se pohon . · rychle přizpůsobov^L náhlým změnám zátěže a současně aby nemohLa vzniknout vedoucí ke* zničení usměrňovačích vennilů střídače v měěnči.

Tento úkol se pod.e vynálezu řeší · tím, že na druhý vstup regu.átoru je · přivedena hodnota úměrná svorkovému napěěí asynchronního stroje.

DÚ.ŠÍ rozvinutí vynálezu spočívá v tom, že regilátor je tvořen P-regulátorem.

Posledním význakem vynálezu pak je, že časová konstanta regulačního obvodu otáček je větší neeii časová konstanta regulačního obvodu · regu.ují cího svorkového nap pět.

Zařízením pod.e vynálezu se rychle vyreguuuí změny zátěže, resp. náhlé změny zátěže a dosáhne se dalekosáhlé ochrany před zničením. · *

P-regmátor jeví se jako· výhodný z důvodu své jednoduchhsti, ale rohou se pouHt i i jiné regu.átory.

V důsledku toho, že časová konstanta regulačního obvodu otáček je vě^Sí, neeži časová konstanta regulačního obvodu, · regulujícího svorkového nappěí, neovlivňuj výkyvy otáček asynchronního stroje regulační chovdnď regulačního· obvodu regUujícího svorkové napětí bu3 vůbec, nebo jen nepatrně.

Vynálezem je možno bez· pooíží udržovat svorkové na^ěí asynchronního stroje při daných otáčkách, nezdv^e na zátěži a statorovém proudu bez výskytu rušivých napěťových špiček, přibližně konstantní · i při náhlých extrémních zm&nách zátěže. V důsledku plynu- . lého přibližně svorkového zůstává také velikost budicího proudu při ·těch kterých otáčkách · přibližně konssan nní, takže - - se tóiže nazvat regulátor, jehož druhému vstupu je přiváděna hodnota úměrná svorkovému napptí, jako regmátorbudicího proudu, jak se to provádí v popisu diúší funkce. Dostane se také zejména dobré dynamické chování asynchronního stroje, které přibližně odpovídá · dynamickému chování stenno směrného derivačního motoru, přičemž se však dále dostane v důsledku podstatně jednodušší konstrukce asynchronního stroje mimo jiné ta přednost, že ·se uspoří ·náklady, zmenší hmotnět, robustnprovozní vlastnosti a podstatně menší nároky na údržbu.

Regmátor budicího proudu se tóůže bez poo^íHí remizovat tak, že pracuje prakticky bez setrvačnost. V důsledku toho i p^:i náhlé změně zátěže asynchronního stroje, ihned ovlivní ski umovou frekvenci rotoru ve smyslu konstantního udržen ní velikosti budicího proudu asynchronního stroje, takže svorkové napěěí stroje nemůže nabýt nebezpečných hodnot.

Jestliže se · otáčky, asynchronního stroje zrnění., . velikost budicího proudu se v nor^lLně nejdůležitějším otáčkovém rozsahu výhodně od 10·do 100 Hz otáčkové frekvence rotoru nezmění, nebo jen velmi málo. Pokud jsou otáčky rotoru velmi mědě, nebo velmi velké, mění se · velikost budicího proudu v závislosti ná · otáčkách, nebojí potom se nemůže považovat odpor, kterým teče buddcí proud, jako přímoúměrně se měnncí s otáčkovou frekvencí rotoru. A.e i v takovýchto řídce potřebných otáčkových rozsazích je při konstantních otáčkách velikost budicího·proudu rovněž nezávislá na zátěži, takže i v těchto otáčkových rozsazích je vynález rovněž použžtelný.

Výhodné je, jestliže se velikost statorového proudu asynchronního stroje bezprostředně po náWLé změně zatížení po ještě velmi krátkou dobu, například 0,1 až 0,2 sek., nezmění nebo podstatně · ještě íezmёní, což je již ovlivnitelné indukčn^tí stejnosměrného meziobvodu nebo i jiným způsobem, například vhodnou setrvačností regulátoru otáček.

Asynchronní stroj mže být obvylklé konstrukce, výhodně třífázový stroj na střídavý proud, avšak v úvahu přicházejí také jiné asynchronní stroje, například·dvoufázové, čtyřfázové nebo jiné asynchronní stroje. Asynchronní stroj mlže být výhodně s kotvou nakrátko, což jsou · stroje zejména jednoduché a robustní konstrukce. Mohou se však použžt · i rotory jiných konstrukcí. .

Vynniez bude v dO-ším textu blíže vysvětlen na příkladu provedení, znázorněném na výkresu, na kterém je znázorněn výhodný příklad provedení zařízení podle vynálezu.

Na výkresu je znázorněn asynchronní stroj 10 · ' s proměnně regulovatenným počtem otáček, v případě tohoto výhodného příkladu provedení se·jedná o ' · třífázový asynchronnn'stroj, který mže pracovat jak jeko motor, tak i jeko generátor, což bude dále blíže vysvětleno. Stroj tó^lže být s výhodou opatřen kotvou nakrátko. Hřídelem 2 rotoru je poháněna zátěž 8 a tachogenerátor 28. Tachogennrátor 28 generuje stejnosměrné napětí úměrné počtu otáček rotoru asynchronního stroje'tak, že generuje přímo stejnosměrný proud nebo střídavý proud, který je·usměrňován. Asynchronní stroj 10 je napájen z primární střídavé· sítě 12 například o napětí 380 V a kmitočtu 50 nebo 60 Hz přes vřazený · spínač 13. Čárkovaně orámovaná část 11 zapojení svou konstrukcí odpovídá obvyklému říznému střddavému proudovému můstku s vloženou regulací proudu pro regulaci otáček a spouštěcí a brzdicí automatikou, jak je obvyklé pro stejnosměrné der^vační stroje a také pro napájení a regulaci otáček asynchronního stroje ve spojení · výhodně s regulací budicího proudu podle vynálezu.

Otáčky asynchronního stroje 10 mohou se pomocí znázorněného zapojení plynule regulovat ve velmi·širokém rozsahu otáček, například knitočet, resp. otáčková·frekvence rotoru se mlže plynule měi^t od 2 do 80 Hz. Jedná se přirozeně jen o příklad. Asynchronní stroj může mít také výkon například 100 kW a i více. Asynchronní motor, resp. stroj mlže s výhodou sloužit jako hnací motor, miže však být také při nezměněném zapojení provozován jako generátor, buň s cizím pohonem, nebo při odbrzdění, resp. brzdění, nebol statické obvody, to je usměrňovač 14 a střídač 19 mohou energii přenášet známým způsobem v obou směrech, takže přechod z jednoho provozu na druhý proběhne zcela samočinně a bez přídavných obvodů, přičemž směr proudu zůstane zachován a obrátí se pouze znaménko napětí statoru, · což je podmíněno změnou smyslu točivého pole statoru vůči rotoru, takže se odpovídajícím způsobem změní směr energie.

^ífázov¹ st-řídavá sí^{- 12} djd^vjcí napájecí prou^d je ^přes sp^ína^{č 13} př^ojena к k říznému usměrňovači 14, který mění střídavý proud na stejnosměrný proud o proměnné intenzitě, přičemž jeho řídicí vstupy jsou řízeny regulátorem 15 počtu otáček přes omezovač 16 proudu, který ommzuje proud statoru pomocí ovládače 22, například na 1,5násobek jmenovitého proudu a pomocí vřazeného regulátoru 17 proudu a m^nň.če 18 převádějícího na řídicí ubrusy tak, že na výstupu řízeného usměrňovače 14 se objeví stejnosměrný proud, jehož intenzita je vždy nastavena tak, že počet otáček rotoru je regulován na požadovanou hodnotu. · Jedná se u tohoto proudu o stejnosměrný proud bez mez.er. .

žádaná hodnota počtu otáček asynchronního stroje 10 se nastavuje pomocí nastavovacího prvku 20 žádané hodnoty.

Oba regulátory, to je regiU.átor otáček 15 a regU-átor proudu 17 může s výhodou obsahovat operační zesilovač, který 'má H v důáíedku zpětné' vazby tvořené vždy sérioiým zapojením kondenzátorů 60, 60* a odporů 61. 61* proporcionálně integrační choování, takže se v tomto výhodném příkladu provedení u regulátorů £2 8 17 vždy jedná o PI-reguLátory.

Skutečná hodnota počtu otáček rotoru dodávaná tachometrem, reep. tachogenerátorem 28 je pomocí vedení 2 a přes nastavitelný odpor 2* vedena jako napětí úměrné·počtu otáček rotoru · k uzlu 26 *, kde se vytváří rozdíl mezi touto skutečnou hodnotou a žádanou hodnotou počtu otáček dodávanou nastavovacím prvkem 20 žádané_hontooty,· tedy zde· se vytváří reguLační odchylka počtu otáček, která se pomocí regulátoru 15 počtu otáček a za ním zařazeného_ regulátoru 17 proudu změnou stejnosměrného proudu řízeného usměrňovačem _ 14 a tedy proudu statoru asynchronního stroje £0 neepetržitě vyrovnává· Tento reguLační obvod počtu otáček má podstatně větší setrvačnost než dále popsaný prakticky bezsetrvačno-sti vytvořený regulační obvod budicího proudu· Regdátor 15 po čtu otáček dodává žádanou hodnotu proudu statoru tekoucího ve vedení _ k říennému usměrňovači 14 a tedy do statického kmitočtově řízeného střidače 12 · a do asynchronního stroje £0. V uzlu 12* je vytvářen rozddl mezi skutečnou hodnotou přiváděnou vedením 23 a žádanou hodnotou statorového proudu, dodávanou regulátorem ·15 to je zde vytvářena proudová · regulační odchylka pro vřazený regulátor 17 proudu. Do vedení 22 je vřazen nastavitelný odpor 24* a.usraěrňovač ,22**·

Napělový signál úměrný počtu otáček rotoru, který je na vedení 2> je kromě k uzlu 26 * přiváděn ještě do sčítačky 41 a k uzlu 50 jako vstupní signá. regu.átoru 42 budicího proudu. K uzlu 50 je také přiváděn druhý stejnosměrný vstupní signáL regulátoru 12 budicího proudu, úměrný svorkovému napětí asynchronního stroje 10. Tento signál je ' přiváděn vedením 44 se zařazeným usměrňovačem 43. Do přívodu 44. 45. 45 k regUátoru 42 budicího proudu, a ke sčítačce 41 mohou být vřazeny neznázorněné přestavitelné odpory. k nastavení požadovaných konstant c₁, Cg, c^, takže je k uzlu 50 vedením 44 přiváděn' signál CjUg (u# svorkové napětí statoru) a · vedeena 46 je přiváděn signál c?^ a . do sčítačky £1 je vedením £5 přiváděn signál cyi_L, kde u_L je · výstupní napětí tachogenerátoru 28 úměrné počtu otáček rotoru. Konstanty c₂ a c^ mohou být případně stejně velké.

Regulátor 42 budicího proudu může být tvořen operačním zesilovačem 47 ' s Ρ-οΙηηΓίΟ^ erotickou, přičemž jeho výstup je vedením 49 se vřazeným ohmickým odporem 48 zpětnovazebně spojen se řídicím vstupem. V uzlu 50 se vytváří rozddl CjUg - CgU^ přtd8t·wUící . regulační odchylku. · Operační zesilovač £2 s vysokým zesílením pak má na výstupu · stejnosměrný napělový signál úměrný regiHační odchylce, 'který určuje skluzový kmitočet rotoru a který je přiváděn na druhý vstJp sčítačky 41. kde se sčítá se stejnoměrným napělo vým signálem c₃u_L přiváděným ve vedení £2. Protože při generátorovém provozu asynchronního stroje 10 je jeho svorkové napěěí záporné, obdráž sčítačka ££ v tomto případě od reguLátoru £2 budicího proudu záporný signál, místo kL.adného signálu, který je při motorovém provozu.

Seeítání záporného signálu tedy odpovídá oddítání. Reguátor £2 budicího proudu je vytvořen tak, aby stLuzový kmitočet rotoru· zůstával, stále menSÍ| neeH kmitočtový rozddl mezi bodem zvratu a bodem synchronismu chΘrakteeittiky točivý moment - otáčková frekvence rotoru stroje £0, 'takže stroj 10 při přípc^nném zatížení nepřekročí bod zvratu. Buuíc.í- . proud regulovaný regulátorem' 42 , budicího proudu · je při konstantním kmitočtu, · resp. při konstant- , ním počtu otáček rotoru, to je jestliže u_L je konstanta, regulován na konstantní hodnotu. Budicí proud zůstává ve ' velmi širokém rozsahu otáček konstantní nezávisle na zatížení.

Svorkové napěěí stroje 10 vzniká na kmitočtově závisLých reaktancích motoru v závLsLos^:L na proudu statoru ·a skluzovém kmitáčtu rotoru, je však pomocí reguLátoru £g budicího proudu oili’^ňíoiάoíe skluzového kmitočtu rotoru udržováno při daném počtu otáček přibližně konssannnn. ' Regulace je nastavena tak, že při každém počtu otáček · nastaveném nastavovacím prvkem 20 žádané hodnoty je železo' stroje přibližně nasyceno,· aby . se stroj^C účinně vyu^l.' .

Rozdíl napětí - s₂u_L v uzlu 50 přitom způsobí, že se svorkové napějí- asynchronního stroje -W mění úměrně počtu otáček rotoru, například se změnou 4,4 V/Hz. Př konstantnich otáčkách je svorkové napětí pomocí regulátoru 42 budícího proudu udržováno stále přibližně konstantní bez ohledu na zatížení, to je n.evysikyt-uj se také žádné rušivé napěťové špičky.

Výstup ze sčítačky 41 je vedením 51 připojen -k převodníku 52 napěěí-frekvence, na jehož výstupu jsou řídicí konstantní úrovně, jejichž kmitočet je úměrný vstupnímu napětí .

převodníku jj2. Tyto řídicí impulsy jsou přes rozdělovač 53 imppusů, to je spouštěcí rozdělovač, - přiváděny k proudovým ventilům šestipulsního plně řízeného střídavého proudového istku,- který tvoří statický střídač 19 pro vytváření střídavého proudu pro stator asynchronního stroje .Ю· Proudové ventily mohou být tvořeny tyristory.

Znázorněné zapojení obsahuje ještě apouštёсХ a brzdicí automatiku 33. která se rovněž obvyk-e používá v regulačních zařízeních počtu otáček stejnoměrných derivačních strojů. Tato epouětěcí a brzdicí automatika 33 je připojena k fázovému kontrolnímu obvodu ϋ, který je řízen řídicím napěťovým členem 35. Protože je tato spouětěcí a brzdicí automatika známa, nevyžaduje dO-šího vysvěělení. Budiž - pouze uvedeno, že při spouštění . a brzdění přes vedení 27 působí na regulátor 15 počtu otáček, omezovač 16 proudu a měnič - způsobem potřebným pro spouštění a brzdění. Pro - spouštění asynchronního stroje Д0 je dále potřebné, aby regulátor 42 budicího proudu na počátku spouštění simú.ovat skluz rotoru, čehož je dosahováno ovládače 54 spínateltéhz jen krátkodobě při spouštění, který pro regulátor 42 budicího proudu při sponšiěni vytváří regulační odbhylkp budicího proudu.

Způsob činnosti regulace počtu otáček již byl vysvětlen. V d^Lším bude ještě blíže vysvětlena reguLace budicího proudu.

V případě budicího proudu se jedná jednoznačně o jalový proud, který se také označuje jako magnet začni proud. Ve vektorovém zapsání platí: I_g = -+ - , přičemž Ig je proud statoru, I_L je proud rotoru, - je buddcí proud. Pro správný provoz asynchronního stroje je stejně jako u stejnoměrného derivačního stroje potřeba, - aby byla stále k dispozici dostatečná buddcí energie. U stejnoměrného derivačtíhz stroje je to však poměrně jednoduché, protože jsou k dispozici _y odd^Leně přístupné svorky rotorového a budicího obvodu, takže konstantní buzení lze dosáhnout nezávvsleb na zatížení. Asynchronní stroj má naproti temu pro všechny proudy, tedy také pro proud rotoru (proud rotoru - je zátěžný proud úměrný točivému mommntu) a buddcí proud společné vstupní svorky, - takže buddcí proud asynchronního stroje při konstantním počtu otáček rotoru nezávvsle na- proudu rotoru .jednoduchým způsobem ovlivňovat, popřípadě udržovat konstantní. Toto je však možné pomocí regulátoru 42 budicího proudu. Předpokládá se přitom, že proud statoru zůstává při každé změně zatížení po krátkou dobu, například 0,1 až 0,2 s ještě přibližně konstantní, což u tohoto zařízení vyvolává indukčnost 24 potřebná také ke kmitočtovému oddělení řízeného usměrňovače 14 a - střídače 1.9 a k vyhlazení siejnosměrnéhz proudu. Dělení proudu statoru na b^dd^i^zí proud a proud rotoru, to je zátěžný proud, probíhaajcí v asynchronním stroji, je pomocí regULáizru 42 budicího proudu ovlivňována změnou skluzového kmitočtu rotoru, to je rozdílem mezi kmitočtem točivého pole siaizrua kmitočtem rotoru, přičemž skluzový kmitočet rotoru však zůstává stále menší než je skluzový knitočet zvratu tohoto asynchronního stroje 10.

Kontantního budicího proudu a tím konstantní elektromotorické síly EKS se dosahuje změnou proudu rotoru. Proud rotoru je odporem rotoru Rg . /f_g/ Δί7 a tím skluzovým kmitočtem df rotoru ovlivňován tak, že Μάΐοί proud má stále a nezávvsle na zatížení optimální hodnotu nastavenou na asynchronním stroji Д0, přičemž R^ je celkový činný odpor rotoru, f- je kmitočet proudu statoru, f je skluzový kmitočet rotoru, R₂ je veličina odporu rotoru 'vlastní stroji. Oppimální hodnota budicího proudu se pak dosáhne vždy tehdy, jéstiže na svorkách asynchronního stroje 10 je k danému počtu otáček rotoru příslušné statorové, - to je svorkové například 4,4 V/Hz.

Účelem regulace budicího proudu je jednak dosažení příznivého dynamického chování asynchronního stroje 12,.které přibližně odpovídá chování stejnosměrného derivačního stroje, jetaak je ^účelem této regulace budicíího ^proudu udržet ^při daném počtu otáček sirkové přibližně konstantní i při náhlých změnách zatížení. Svorkové napětí se přirozeně mění -s právě nastaveným počtem otáček rotoru, a sice přibližně úměrně k počtu otáček rotoru. Pomocí regulátoru 42 budicího proudu se dosáhne toho, že budicí proud je při konstantním počtu otáček udržován přibližně konstantní nezávisle- na proudu roto.ru. .

Vysvvělení tohoto jevu je následujjcí. Předpokládá se, že asynchronní stroj 10 s konstantním počtem otáček pohání neměnnou zátěž. Když pak dojde k náhlému snížení zátěže, například při odpojení zátěže nebo .při zlomeni hnací hřídele, zůstává statorový proud v důsledku indukčnooti 24 ještě po krátkou dobu} - například s výhodou 0,1 až 0,2 s, přibližně konstantní. Také otáčky, resp. počet otáček rotoru se v .tomto krátkém čase může jen poměrně nepatrně změnnt, netol regulátor 42 budicího proudu je vytvořen tak, že může k otáčkové frekvenci rotoru maximálně - jen skluzovou frekvenci mezi bodem zvratu a bodem synchronismu chariattristiky točivý moment - otáčková frekvence rotoru - asynchronního stroje 12, například maximálně 3 až 4 Hz. Bez regulátoru 42 budicího proudu by statorové . napětí v důsledku změny zátěže ihned - velice stouplo, což iiže lehce vésti-například ke zničení proudových ventilů kmitočtově řízeného střídače 12. .

ReegHátor 42 budicího proudu však statorové n^ptí přes náhlou změnu - zatížení - udržuje konstantní. fotor při - snížení zatížení začne ihned zvyěovat svoje otáčky, s čímž je - spojen menší skluz rotoru, v důsledku čehož se vnitřní odpor asynchronního stroje 10 značně . zvětší a napětí statoru začne strmě stoupat. Tento vzestup napětí statoru je mnohem - ryc^ejší než vzestup počtu otáček rotoru, takže na vstupu regulátoru 42 budicího proudu vznikne taková reg^Lační odchylka, že řídicí tanitočet střídače 19 je pomocí regulátoru 42 budicího proudu, - sčítačky 41. rozdělovače impulsů 22 a 22 prakticky bez zpoždění zvýšen tak, žě skluzový rotoru v důsledku zvýšení kitočtu statoru poněkud zvětší. Se zvětšováním skluzového kmitočtu se však vnitřní odpor - stroje, v důsledku čehož svorkové napětí opět klesne. Reegiuační odchylka v uzlu 50 se tudíž opět - zmeenš, takže se zmení skluzový kmitočet, napětí statoru pak opět - stoupne, atd. Tyto pochody vyvolávané regulátorem 42 budicího proudu probíhají tak ryclhe, že napětí statoru je v důsledku toho i při náhLých extrémních změnách zatížení stále udržováno na přibližně konstantní hodnotě bez výskytu napěťových špiček. Tím je také buddcí proud jezáviзlr na zatížení regulován na přibližně konstantní hodnotu, takže lze také hovořit o regulaci budicího proudu, ačkooiv buddcí proud samotný není měřen, nýbrž místo něho je měřeno svorkové napětí asynchronního stroje _10.

V^třiní, odpor asynchronního stroje -10 se v čase po<d.e změn proudu statoru vyvolaných změnami zatížení. Tímto způsobem je vyloučena - mo on n st vzestupu statorového napětí asynchronního stroje 10 při nálhá změně zatížení a také buddcí proud je nezdv^e na zatížení udržován téměř konaltann.tinL· Dosáhne se tedy toho, že napětí statoru a b^ddi^zí proud, při daném počtu otáček při lito volných změnách zatížení, dokonce i při jejiyclhejších změnách zatížení, zůstávají přibližně kons^an-tmí a nemůže doo^t k nebezpečným přepětím.

Re^^lace počtu otáček je podstatně pomalieš! nežli regulace budicího proudu a při popsaném počátku procesu zmenšuje proud statoru tak dlouho - přičemž se skluzový . . kmitočet opět stále snižuje v důsledku klesajícího napětí statoru, které je však s ohledem na vysoké zesílení regulátoru 42 budicího proudu jen velmi mt&é - dokud se proud statoru opět nepřizpůsobí zmenšenému nebo chybějícímu zatížení asynchronního stroje 10. Jestliže se naopak vyskytne náhlé zvýšení zatížení, například náhlé zvednutí - zátěže, stoupne ihned skluzový kmitočet rotoru, v důsledku čehož se vnitřní odpor asynchronního stroje 12 značně zm^e^SJí a zmenší se i napětí statoru atd·, takže - regulátor 12 budicího proudu rovněž prakticky bez zpoždění udrží přibližně konstantní napětí statoru a tím i přibližně konstantní budicí proud.

Regulátor 15 počtu otáček.pak za účelem udržení konstantního počtu otáček zvyšuje proud statoru tak dlouhu, dokud není dosaženo hodnoty potřebné pro vyvození vyššího točivého momentu, který je nyní potřebný.

Popsaná činnost může být vysvětlena také tak, že jestliže je statorové napětí, to je svorkové napětí asynchronního stroje 10 větší nebo menší než odpovídá okamžitému počtu otáček rotoru, zvětšuje nebo zmenšuje regulátor 42 budicího proudu na svém výstupu skluzový kmitočet rotoru tak, že mezi svorkovým napětím a počtem otáček rotoru se regulací svorkového napětí a tedy regulací budicího proudu udržuje daný poměr stále ve velmi úzkých mezích. V prvén^ okamžiku by byla přirozeně snaha, aby se v důsledku změny skluzového kmitočtu rotoru změnil točivý moment asynchronního stroje a tím i počet otáček. Počet otáček je však s ohledem na časovou konstantu regulace počtu otáček, která je v podstatě určena indukčností 24. regulován pomocí regulátoru 15 počtu otáček se vřazeným regulátorem 22 proudu stále na žádanou hodnotu.

Jestliže se pomocí nastavovacího prvku 20 žádané hodnoty provede přestavení počtu otáček asynchronního stroje 10. mění se tachogenerátorem 28 a tím asynchronním strojem £0 a regulátorem 42 budicího proudu řízený výstupní kmitočet střidače 19 za stálého ovlivňování proudu statoru regulátorem 15 počtu otáček tak dlouho, dokud se nenastaví nový počet otáček rotoru, přičemž skluzový kmitočet rotoru je nastaven různě velkým podle zatížení, protože budicí proud je při regulovaném počtu otáček regulátorem £2 budicího proudu regulován na konstantní hodnotu.

Přechod asynchronního stroje 10 z motorového provozu na provoz generátorový a naopak, který je možný bez jakýchkoliv přídavných opatření, poskytuje ve srovnání se stejnosměrným strojem další technické a ekonomické výhody. U stejnosměrného stroje je při tomto přechodu třeba provésti přepolování statorového nebo rotorového proudu, nebo je třeba použít dalšího antiparalelního měniče. V popsaném zařízení tento přechod naproti tomu probíhá zcela automaticky bez přídavných obvodů, přičemž směr proudu zůstává zachován.

Výhoda regulace budicího proudu asynchronního stroje 10 spočívá také v tom, že skluzový kmitočet rotoru je při konstantním točivém momentu asynchronního stroje 10 nezávisle na počtu otáček rotoru přibližně konstantní a že a· tedy prakticky mění jen v závislosti na točivém momentu. Tím je dosaženo výrazných výhod také při spouštění a z hlediska stability regulace při dynamických procesech. Lze tedy dosáhnout toho, že při dané jmenovité zátěži se dosáhne nejpříznivějšího skluzového kmitočtu rotoru pro provoz asynchroaníhě-ateáje. Lze toho dosáhnout vhodným určením konstant Ср c₂ a c^, bez dalších opatření, přičemž konstanty c₂ a mohou být obecně stejně velké.

Jak je ze zapojení bez dalšího vysvětlení patrné, odpovídá okamžitý výstupní signál regulátoru 42 budicího proudu skluzového kmitočtu rotoru. Protože je regulátor 42 budicího proudu v tomto příkladu provedení tvořen P-regulátorem s vysokým zesílením, je к dispozici jen velmi úzká oblast proporcionálního přenosu tohoto regulátoru 42 budicíhď proudu, takže regulační odchylka je ve stacionárních provozních stavech rovna prakticky nule a c_]u₈ je v důsledku toho prakticky rovno с₂и^. Je samozřejmé, že velikost regulovaného budicího proudu je účelné nastavit na jmenovité buzení udávané výrobcem asynchronního stroje.

Šestipulsní výkonový střídač 19 je tedy spouštěn pomocí rozdělovače 53 impulsů statorovým kmitočtem odpovídajícím rovnici f_s = f_L + Λ f, přičemž f_fl je kmitočet statoru^ rotorová frekvence, resp. otáčková frekvence rotoru. Časová proudová a napělová změny objevující se přitom na proudových ventilech-jsou tak malé, Že jako proudových ventijLů může být použito běžných tyristorů.

Indukčnost 24 má přitom také úlohu udržovat proud během komutace přibližně konstantní a oddělovat rozdílné kmitočty řízeného usměrňovače 14 a střídače 12· Ačkoliv je počet otáček asynchronního stroje 10 s výhodou přestavitelný pomocí nastavovacích prvků 20, resp. nastavovacího prvku 20 žádané hodnoty, je zařízení podle vynálezu výhodné i tehdy, kdy žádaná hodnota počtu otáček není přestavitelná.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT V ·Υ NÁLEZU

   1. Zařízení pro regulaci otáček asynchronního stroje, napájeného prostřednictvím měniče se stejnosměrným meziobvodem a s indukčností, s regulačním obvodem otáček, jehož výstupní signál reguluje proud a se signálem, řídicím kmitočet, přičemž uvedený signál sestává ze součtu skutečné hodnoty počtu otáček a ze skluzové hodnoty, tvořené v regulátoru, přičemž prvnímu vstupu regulátoru je přiváděna hodnota, úměrná počtu otáček, vyznačující se tím, že druhému vstupu regulátoru (42) je přivedena hodnota úměrná svorkovému napětí asynchronního stroje.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, Že regulátor (42) je tvořen P-regulátorera.
3. 3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, Že časová konstanta regulačního obvodu otáček je větší než-li časová konstanta regulačního obvodu, regulujícího svorkové napětí.