HU185204B - Method for operating asynchronous machines fed by current conver ters - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás áramirányítóról táplált aszinkron gépek üzemeltetésére jelleggörbe képzőn és forgórész frekvencia szabályozón keresztül történő közvetett fluxus szabályozással az állandó fluxusú és a mezőgyengítéses tartományban, amelyben a közbenső kör áramát előre meghatározott közbenső köri áram vezetőjel útján szabályozzuk.

Aszinkron gépek mezőgyengítéses üzemében fennáll az. a veszély, hogy ha a szükséges forgatónyomaték nagyon kicsi, akkor egy impulzusszélesseg modulációs egyenirányítóból, fázissorrend kommutációs váltóirányítóból és közbenső egyenáramú körből álló áramirányitóban az egyenirányító és a váltóirányító kívánt kommutációja nincs biztosítva, mert a kommutáció céljára alkalmazott kondenzátorok nem polarizálódnak át kellőképpen. A találmány célja ennek az ismert minimális áram problémának a megoldása egyidejű kis állandósult és dinamikus forgatónyomaték igény mellett járulékos utántöltő berendezések alkalmazása nélkül.

Ezt a feladatot a találmány szerint a bevezetőben említett eljárás céljára úgy oldottuk meg, hogy egy alárendelt forgatónyomaték szabályozó kör főié rendelt fordulatszám szabályozó kör révén képezzük a forgórész frekvencia és a közbenső köri áram vezetőjelct úgy, hogy ez a vezetöjelképzés egy jelleggörbe képző segítségével történik, amelybe egy szabályozón keresztül bevezetjük a forgatónyomaték szabályozási hibáját, amely jelleggörbe képző jelleggörbéje olyan, hogy a közbenső köri áram vezetőjele egy előre megadott érték alá nem csökken, és amelynek kimenetét a gép fázisáramainak egyenirányítóit összegével összehasonlítva, amely összeg a közbenső köri áram nagyságának felel meg, egy szabályozóba vezetjük, amely a forgórész frekven cia vezetöjelét képezi.

A találmány szerinti eljárást a következőkben egy példán, rajzok alapján ismertetjük részletesen, ahol az

1. ábra egy áramirányító által táplált, fordulat szám és forgatónyomaték szabályozással működő aszinkron motoros hajtás tömbvázlata, ahol az áramirányító például áramgenerátoros jellegű, és a

2a és 2b ábra a gép jelleggörbéit mutatja a névleges üzemállapotnak megfelelő pont alatt és fölött a forgató nyomaték vezetőjel függvényében.

Az l. ábrán látható egy impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító, amely T transzformátoron keresztül egyfázisú hálózatra van kötve, és amely közbenső körön és fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányítón keresztül háromfázisú M aszinkron géppel van összekötve. Ezt az. M aszinkron gépet fordufatszám és forgatónyomaték szabályozással kell üzemeltetni.

Az áramirányító közbenső köre energiatárolót tartalmaz L simító fojtótekercs alakjában. A közbenső körben kényszerílett i„ áram folyik.

Az impuIzusszélesség modulált PSR egyenirányító és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító közelebbről meg nem határozott oltható félvezető kapcsolókkal van felépítve.

Az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító az i_D áram irányának megtartása mellett képes a közbenső köri energiaáramlás irányának megfordítása céljából a közbenső köri u_D feszültség polaritását megfordítani. Kimeneti egyenfeszültségénck megfelelő változtatásával a PSR egyenirányító határozza meg a rendszerben folyó áramot.

A fázissorrend kommutációs PFSR váitóirányító az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányítóval összhangban hajtja végre az energiaáramlás irányának megfordítását.

A lényeges üzemi jellemzőket az MU1...MU9 mérőátalakító alakítja át a szabályozó- és vezérlőrendszer számára alkalmas értékekké.

Mint az 1. ábrán látható, az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító vezérlő- és szabályozóberendezéseit a közbenső kör i_D áramának W_iP vezető jele kapcsolja össze. Ez lehetővé teszi a hálózati oldali PSR egyenirányító és a motoroldali PFSR váltóirányító szabályozásának elkülönített működtetését.

A motoroldali fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító a kényszerílett i₀ áramot úgy kapcsolja négyszöghullámok formájában a szükséges állórész körfrekvenciájának megfelelően az M aszinkrongép R, S és T fázisára, hogy az előírt forgásiránynak megfelelő sorrendű háromfázisú í_R, i_s, i, áram alakuljon ki.

Az te, állórész körfrekvencia az ω„ forgási körfrekvenciából és a 2a és 2b ábrák jelleggörbéinek megfelelően szabályozható ω₂ forgórész körfrekvenciából jön létre FA frekvencia Összegezőben összeadás útján. A jelleggörbék lehetővé teszik, hogy közvetelt fluxusszabályozással egy egyenáram amplitúdónak megfelelő állórész áram amplitúdó meghatározásával és az ω₂ forgórész körfrekvencia szabályozásával egy vagy több M aszinkron gép szabályozható. Ehhez, mint már említettük, az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító határozza meg a közbenső kör i_D áramát és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító állórész körfrekvenciát.

Az M U9 mérőálalakító határozza meg a hatásos teljesítménnyel arányos X_p ellenőrző jelet, és ennek az M aszinkron gép forgórészének tényleges n fordulatszámával a Dl osztó egységben történő osztásával áll elő az. X,_m( forgatónyomaték ellenőrző jel.

Egy fölérendelt R7 fordulatszám-szabáiyozó összehasonlító bemenetéin megkapja a W„ fordulatszám-vezetőjelet, és az MU 8 mérőátalakítóbó! az. X„ fordulatszám ellenőrző jelet. Az R7 fordulatszám-szabályozó kimenőjele a W_md forgatónyomaték vezetöjel, amelyet az x„_K, forgatónyomaték ellenőrzőjellel hasonlítunk össze.

Az MU9 mérőátalakító szolgáltatja továbbá az χΣ(ί) áram ellenőrző jelet is.

Egy R4 forgatónyomaték szabályozó kimenetén képződik a K1, K2 és K3 jelleggörbe képzők bemenő jele, a K3 jelleggörbe képző kimenőjeléből pedig R6 szabályozó képezi az áram W_in vezető jelet.

Az M aszinkron gép névleges üzemi pontja alatt, amelyet az jellemez, hogy a közbenső köri u_D feszültség még nem érte el az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító által előállítható lehetséges határértéket, motoros és generátoros üzemben működik a K2 és a K3 jelleggörbe képző. Az ω₂ forgórész körfrekvencia előjel értékelése a W_md

-2I

185 204 forgatónyomaték vezetője! előjeléhez igazodik a DR előírt forgásirányjel figyelembevételével.

A motoros és a generáloros üzemhez igazodó jelleggörbék esetenként külön-külön beállíthatók.

A 2a ábrán az ω₂ forgórész körfrekvenciának a ⁵ névleges frekvenciára vonatkoztatott értéke és az i_. állórész áramnak a névleges áramra vonatkoztatott értéke látható a névleges üzemi pont alatt (az M aszinkron gép fluxusa állandó) a Wmií forgatónyomaték vezetőjel függvényében. A diagram bal ¹⁰ oldala generátoros, jobb oldala motoros üzemre vonatkozik. ERK energiairány felismerő egység állását vagy a hatásos teljesítmény xp ellenőrzőjel előjele, vagy a közbenső köri u_D feszültség előjele határozza meg. Ez kapcsolja ál a jelleggörbéket, ¹⁵ továbbá SÍ kapcsolón keresztül generátorüzemben működteti az egyenfeszültség-ellcnőrzést.

A névleges üzemi pont fölött, amit az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító u_n„,,_lx feszűllséghaíárának elérése jellemez, bekövetkezik az áttérés az állandó fluxusú üzemről a mezőgyengítéses üzemre a 2b ábra jelleggörbéi szerint.

A 2b ábrán a gép mezőgyengítéses üzemére vonalkozó jelleggörbék vannak feltüntetve, mégpedig a névleges értékre vonatkozó ω₂ forgórész körfrekvencia, ip mágnesező áram és m_d forgatónyomaték a W_nHl forgatónyomaték vezetőjel függvényében, az i, állórész áram a paraméter. A diagram bal oldala ismét a gép generátoros üzemére, jobb oldala pedig motoros üzemére vonatkozik. ³⁰

A névleges pont túllépésekor először a közbenső köri i_n áram a K3 jelleggörbe képző által előírt érték alá csökken. Ezáltal működésbe lép egy R5 szabályozó és az utána következő összegező csomóponton keresztül mindaddig megnöveli az ω₂ forgórész körfrekvenciát, amíg az áram újra eléri az ár;un W_jn vezelőjel értékéi.

Ha ebben az üzemi tartományban a lehetséges maximumnál kisebb forgatónyomaték van előírva, akkor a K3 jelleggörbe képző és az R5 szabályozó egy minimális áramerték beállításáig hatékony márad. Ez egy minimális forgatónyomatéknak a beállítását jelenti a K.3 jelleggörbe képző jelleggörbéje szerinti minimális áram és az R5 .-.zabályozó szerinti tényleges forgórész körfrekvencia kombinációja ⁴⁵ alapján.

Ennek a minimális áramnak a találmány szerinti beállítására azért van szükség, hogy elkerülhessük a kommuláló kondenzátorokhoz utántöltő berendezések beépítését az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányítóban és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányítóban.

Ha ennél a minimális forgatónyomatéknál kisebb forgatónyomatékot kell beállítani, akkor a minimális áramot fenntartva az ω₂ forgórész körfrekvenciát a KI jelleggörbe képzővel az R4 forgatónyomaték-szabályozó negatív kimenőjele mellett tovább növeljük (2b ábra). Ez az eljárás további mezőgyengítést eredményez az M aszinkron gépben. A motoros és generátoros üzemhez illesztett jelleggörbéket itt is külön-külön lehet beállítani.

Az összegező csomópont után kapcsolt W2 feszültség/frekvencia-átalakító adja a digitális forgórész körfrekvenciajelet az utána kapcsolt FA frekvencia-összegezőnek, amely az ω, = ω_η + ω₂ állórész körfrekvenciát képezi, Pozitív előjel motoros, negatív generátoros üzemet jelent. Egy ZK gyújtáselosztó kapcsolja a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító tirisztoraira a gyújtóimpulzusokat a kívánt ω, állórész körfrekvenciának megfelelően.

A forgórész hőállapotának megfelelően a KI és K? jelleggörbe képzőket egy külső hőmérsékletkorrekció szükség szerint utánállítja.

Claims (1)

1. Eljárás áramirányító által táplált aszinkron gépek üzemeltetésére az állandó fluxusú és a mezőgyengítéses tartományban jelleggörbe képzőkön és forgórész frekvenciaszabályozón keresztül történő közvetett fluxusszabáiyozással, amelyben a közbenső kör áramát közbenső köri áram vezetőjel megadásával szabályozzuk, azzal jellemezve, hogy egy alárendelt forgalónyomaték-szabályozó (R4) fölé rendelt fordulatszám-szabályozó (R7) útján képezzük egyrészről a forgórész körfrekvencia (to₂), másrészről egy jelleggörbe képzőn (K3) keresztül a közbensőkön' áram vezetőjelét (W_iD), amely jelleggörbe képzőbe (K3) bemenőjelként bevezetjük a forgatónyomaték-szabályozón (R4) keresztül a forgatónyomalék-szabályozás rendelkező jelét, amely forgatónyomaték-szabályozónak (R4) olyan jelleggörbéje van, hogy a közbenső kör árama (i,,) egy adott vezető érték alá nem csökken, és amelynek kimenőjelét az aszinkron gép (M) fázisai áramának (i„, i_s, i,) a közbensőköri áram (i_D) értékével egyenlő egyenirányítóit összegével történt összehasonlítás után egy a forgórész körfrekvencia (ω₂) vezetőjelét képező szabályozó (R5) bemenetére vezetjük.