RU2085019C1 - Induction motor speed governor - Google Patents
Induction motor speed governor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085019C1 RU2085019C1 RU93039140A RU93039140A RU2085019C1 RU 2085019 C1 RU2085019 C1 RU 2085019C1 RU 93039140 A RU93039140 A RU 93039140A RU 93039140 A RU93039140 A RU 93039140A RU 2085019 C1 RU2085019 C1 RU 2085019C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- input
- frequency
- unit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемых электроприводах с асинхронными и синхронными электродвигателями. The proposed device relates to electrical engineering and can be used in variable frequency drives with asynchronous and synchronous motors.
Известно устройство для управления частотой вращения асинхронного электродвигателя, содержащее транзисторный преобразователь частоты (см. например, а. с. N 1534736 "Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя"). A device for controlling the speed of an induction motor containing a transistor frequency converter (see, for example, a.s. N 1534736 "Device for controlling the speed of an induction motor") is known.
В вышеуказанном устройстве реализован частотно-токовый способ управления. При этом по отдельным каналам управления задаются величины активного и реактивного токов фаз электродвигателя. Данный электропривод имеет диапазон регулирования частоты вращения до 1:20 и хорошую перегрузочную способность, определяемую фактически лишь допустимым максимальным током транзисторов преобразователя частоты. In the above device, a frequency-current control method is implemented. Moreover, the values of the active and reactive currents of the phases of the electric motor are set via separate control channels. This electric drive has a speed control range up to 1:20 and a good overload capacity, which is actually determined only by the permissible maximum current of the transistors of the frequency converter.
Недостатком данного устройства является сложность его эксплуатации, обусловленная необходимостью индивидуальной настройки активной и реактивной составляющих токов фаз и обратной связи по ЭДС для каждого электропривода как при вводе его в эксплуатацию, так и при смене электродвигателя. The disadvantage of this device is the difficulty of its operation, due to the need for individual settings of the active and reactive components of the phase currents and feedback on the EMF for each drive both when putting it into operation, and when changing the electric motor.
Вместе с тем имеется ряд механизмов с меньшим требуемым диапазоном регулирования частоты вращения и меньшими требованиями по перегрузочной способности электропривода (например, механизмы с вентиляторным характером нагрузки), а также ряд многодвигательных механизмов, где требуется одновременное регулирование их частоты вращения. Во всех случаях становится целесообразным применение частотно-регулируемых электроприводов не с частотно-токовым управлением, а с регулированием напряжения (U) и частоты (f) питания электродвигателя по закону U/f const. At the same time, there are a number of mechanisms with a smaller required range for controlling the speed of rotation and lower requirements for the overload capacity of the electric drive (for example, mechanisms with a fan-like nature of the load), as well as a number of multi-motor mechanisms where simultaneous regulation of their speed is required. In all cases, it becomes advisable to use frequency-controlled electric drives not with frequency-current control, but with regulation of voltage (U) and frequency (f) of electric motor supply according to the law U / f const.
Преобразователи частоты с таким законом управления позволяют подключать к их выходу различное количество электродвигателей и не требует изменения заводских уставок регулируемых резисторов при замене электродвигателя, что упрощает наладку и эксплуатацию электроприводов. Frequency converters with this control law allow you to connect a different number of electric motors to their output and do not require changing the factory settings of adjustable resistors when replacing an electric motor, which simplifies the commissioning and operation of electric drives.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя (см. например, транзисторный частотно-регулируемый электропривод фирмы SCHORCH "Su Transistorbanart" в журнале SHORCH mit Sfromrichtertechnik 1987, фиг.1), которое принято за прототип. Closest to the proposed solution in technical essence is a device for controlling the rotational speed of an induction motor (see, for example, SCHORCH transistor variable frequency drive "Su Transistorbanart" in the journal SHORCH mit Sfromrichtertechnik 1987, Fig. 1), which is adopted as a prototype.
Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя содержит силовой блок преобразователя частоты, асинхронный электродвигатель, датчик выпрямленного напряжения, датчики тока силовых ключей, задатчик интенсивности, широтно-импульсный модулятор, блок задания направления вращения, формирователь добавочного сигнала в области низких частот вращения, блок компенсации скольжения, регулятор максимального тока, датчик режима работы (двигательной, тормозной); сумматоры и выпрямитель, дроссель, транзисторные ключи и обратные диоды. A device for controlling the rotational speed of an asynchronous electric motor contains a power unit of the frequency converter, an asynchronous electric motor, a rectified voltage sensor, current sensors of power switches, an intensity adjuster, a pulse-width modulator, a unit for setting the direction of rotation, an additional signal driver in the low-speed region, a slip compensation unit , maximum current regulator, mode sensor (motor, brake); adders and rectifier, inductor, transistor switches and reverse diodes.
Задающий сигнал U3f поступает на вход блока задания направления вращения и через выпрямитель и два сумматора, на входы которых подаются сигналы, пропорциональные току нагрузки (с выхода блока) и его превышению над допустимым (с выхода регулятора через датчик режима работы) на вход задатчика интенсивности.The driving signal U 3f is fed to the input of the unit for setting the direction of rotation and through the rectifier and two adders, the inputs of which are proportional to the load current (from the output of the unit) and its excess over the allowable (from the output of the controller through the mode sensor) to the input of the intensity adjuster .
Датчик режима работы определяет знак изменения сигнала на входе задатчика интенсивности в зависимости от режима работы электродвигателя (в двигательном режиме сигнал уменьшается, в тормозном увеличивается). The operation mode sensor determines the sign of the signal at the input of the intensity adjuster depending on the operation mode of the electric motor (in the motor mode, the signal decreases, in the brake mode it increases).
Широтно-импульсный модулятор, на вход которого подаются сигналы с задатчика интенсивности, с блока задания направления вращения и с формирователя, фор- мирует трехфазные сигналы задания напряжения и частоты фаз двигателя, а за- тем с помощью транзисторных ключей преобразователя частоты превращает их в силовое напряжение питания фаз асинхронного электродвигателя. The pulse-width modulator, to the input of which signals from the intensity adjuster, from the unit for specifying the direction of rotation and from the driver, generates three-phase signals for setting the voltage and frequency of the motor phases, and then using transistor switches of the frequency converter turns them into power voltage power supply phases of an induction motor.
Данное устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя имеет следующие недостатки:
1. Уменьшенный по сравнению с возможным для данного класса электроприводов диапазон регулирования частоты вращения возникающей дополнительной ассиметрии по фазам в напряжении питания асинх- ронного электродвигателя, обусловленной работой широтно-импульсного модуля- тора, что приводит к асимметрии токов намагничивания, появлению обратной составляющей вращающегося магнитного потока, пульсациям момента и частоты вращения.This device for controlling the speed of an induction motor has the following disadvantages:
1. The range of regulation of the rotation frequency of the resulting additional asymmetry in phases in the supply voltage of the asynchronous electric motor, which is caused by the work of the pulse-width modulator, which leads to an asymmetry of the magnetization currents and the appearance of the inverse component of the rotating magnetic flux, is reduced compared with the possible for this class of electric drives pulsations of torque and speed.
2. Ограниченная область применения из-за конструктивного выпол- нения устройства, где сигнал о превышении током фаз двигателя допустимого значения поступает с выхода регулятора через датчик режима работы и сумма- тор на вход задатчика интенсивности, включающего в себя интегратор. Поэтому устройство медленно реагирует на быстрое изменение тока двигателя при резком набросе нагрузки на валу и вследствие запаздывания может не ограничить мак- симальный ток на уровне допустимого, что приведет к срабатыванию защиты и отключению электропривода. Поэтому данное устройство для регулирования час- тоты вращения асинхронного электродвигателя может быть использовано лишь в электроприводах без резкопеременной нагрузки. 2. Limited scope due to the design of the device, where the signal that the current of the motor phases exceeds the permissible value comes from the output of the regulator through the mode sensor and the adder to the input of the intensity adjuster, which includes an integrator. Therefore, the device responds slowly to a rapid change in the motor current with a sharp increase in the load on the shaft and, due to the delay, may not limit the maximum current to the level of admissible, which will lead to the operation of the protection and shutdown of the electric drive. Therefore, this device for controlling the rotation frequency of an asynchronous electric motor can be used only in electric drives without an abruptly variable load.
3. Излишняя сложность уст- ройства из-за наличия датчика режима работы, необходимого только в режиме ограничения максимального тока двигателя. 3. Excessive complexity of the device due to the presence of an operating mode sensor, which is necessary only in the mode of limiting the maximum motor current.
Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, содержащее силовой блок преобразователя частоты, выходные зажимы переменного тока которого предназначены для подключения к зажимам асинхронного электродвигателя, а входные к зажимам питающей сети, задатчик частоты вращения, задатчик интенсивности, выход которого соединен с входом блока формирования сигналов задания амплитуды и частоты напряжения питания фаз асинхронного электродвигателя с широтно-импульсным модулятором на выходе, датчиком тока и напряжения, регулятор максимального тока, вход которого соединен с выходами датчиков тока, дополнительно введены блок управления силовыми ключами преобразователя частоты, выходом подключенный к управляющему блока силового преобразователя частоты, три датчика напряжения, резистор и ключ, входом подключенный к выходу регулятора максимального тока, упомянутые датчики тока и напряжения включены в цепи питания фаз асинхронного электродвигателя, выход задатчика частоты подключен ко входу задатчика интенсивности, выполненного с интегралом с конденсатором, параллельно которому через резистор подключен ключ, блок формирования сигналов задания амплитуды и частоты напряжения фаз асинхронного электродвигателя снабжен установленным на его входе блоком формирования синусоидальных напряжений заданной амплитуды, сдвинутых между собой на 120 эл. градусов, широтно-импульсный модулятор составлен из генератора пилообразного напряжения, трех нуль-органов и трех сумматоров, первые входы которых подключены к выходам упомянутого блока формирования синусоидальных напряжений, вторые входы к выходу генератора пилообразного напряжения, третьи входы к выходам датчиков напряжения, а выходы к входам нуль-органов, выходы которых соединены с тремя входами блока управления силовыми ключами преобразователя частоты, четвертый вход которого подключен к выходу регулятора максимального тока. The technical result is achieved in that in a device for controlling the speed of an asynchronous electric motor, comprising a power unit of the frequency converter, the output AC terminals of which are intended to be connected to the terminals of the asynchronous electric motor, and input to the terminals of the supply network, a speed controller, an intensity controller, the output of which connected to the input of the signal generation unit for setting the amplitude and frequency of the supply voltage of the phases of an asynchronous electric motor with a pulse-width m an output modulator, a current and voltage sensor, a maximum current controller, the input of which is connected to the outputs of the current sensors, additionally, a power converter control key control unit is connected, with an output connected to the control unit of the power frequency converter, three voltage sensors, a resistor and a key connected to the input the output of the maximum current controller, the aforementioned current and voltage sensors are included in the power supply circuit of the phases of the induction motor, the output of the frequency master is connected to the input of the master ensivnosti made integral with a capacitor in parallel which is connected via a resistor key generating unit amplitude of the reference signal and the frequency of the induction motor is provided with a phase voltage established at the input unit forming a predetermined amplitude sinusoidal voltages which are shifted with each other by 120 el. degrees, the pulse-width modulator is composed of a sawtooth voltage generator, three zero-organs and three adders, the first inputs of which are connected to the outputs of the said sinusoidal voltage generation unit, the second inputs to the output of the sawtooth voltage generator, the third inputs to the outputs of the voltage sensors, and the outputs to the inputs of the null organs, the outputs of which are connected to the three inputs of the power key control unit of the frequency converter, the fourth input of which is connected to the output of the maximum current controller.
Сущность заявляемого устройства заключается в том, что за счет связи выхода регулятора максимального тока электродвигателя со входом введенного ключа, подключенного через резистор параллельно конденсатору интегратора задатчика интенсивности, и со входом блока управления силовыми ключами преобразователя частоты, а также связи третьих входов сумматоров широтно-импульсного модулятора м выходами датчика напряженный фаз электродвигателя расширяется область применения и диапазон регулирования. The essence of the claimed device lies in the fact that due to the connection of the output of the maximum current controller of the electric motor with the input of the input key connected via a resistor parallel to the capacitor of the integrator of the intensity adjuster, and with the input of the power key control unit of the frequency converter, as well as the connection of the third inputs of the adders of the pulse-width modulator m sensor outputs the voltage of the phases of the electric motor expands the scope and range of regulation.
Благодаря связи широтно-импульсного модулятора с выходами датчика напряжений фаз устройство строго отрабатывает форму задающего сигнала, уменьшая тем самым асимметрию напряжений фаз, вносимых широтно-импульсным преобразователем. При этом уменьшаются пульсации вращающего момента электродвигателя и повышается равномерность его вращения. А благодаря связи выхода регулятора максимального тока непосредственно со входом блока управления ключами повышается быстродействие устройства по этому каналу регулирования и электропривод может работать в условиях резко-переменной нагрузки. Due to the connection of the pulse-width modulator with the outputs of the phase voltage sensor, the device strictly fulfills the form of the driving signal, thereby reducing the asymmetry of the phase voltages introduced by the pulse-width converter. In this case, the pulsations of the motor torque are reduced and the uniformity of its rotation is increased. And due to the connection of the output of the overcurrent regulator directly to the input of the key control unit, the device’s speed through this control channel is increased and the electric drive can operate under conditions of a sharply variable load.
При этом повторный разгон электродвигателя после снижения его скорости из-за превышения нагрузки допустимого значения благодаря разряду конденсатора интегратора задатчика интенсивности через введенный ключ происходит плавно на задатчике интенсивности. За счет организации оригинальных связей элементов достигается также упрощение. In this case, repeated acceleration of the electric motor after reducing its speed due to exceeding the load of the permissible value due to the discharge of the capacitor of the integrator of the intensity adjuster through the entered key occurs smoothly on the intensity adjuster. By organizing the original relationships of the elements, simplification is also achieved.
Функциональная схема заявляемого устройства для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя представлена на фиг.1, а временные диаграммы, поясняющие его работу на фиг.2. Functional diagram of the inventive device for controlling the rotational speed of an induction motor is presented in figure 1, and timing diagrams explaining its operation in figure 2.
Обозначается на фиг. 1, 2: 1 асинхронный электродвигатель; 2 силовой блок преобразователя частоты; 3 задатчик частоты вращения; 4 задатчик интенсивности; 5 блок формирования сигналов задания амплитуды и частоты напряжения питания фаз электродвигателя; 6 широтно-импульсный модулятор; 2 7,8,9 датчики тока; 10,11,12 датчики напряжения; 13 регулятор максимального тока; 14 блок управления силовыми ключами; 15 блок силовых ключей преобразователя частоты; 16 резистор; 17 ключ; 18 интегратор с конденсатором; 19 блок формирования синусоидальных напряжений; 20 - генератор пилообразного напряжения; 21, 22, 23 нуль-орган; 24,25,26 - сумматор; 27 силовой выпрямитель; 28 фильтрующий конденсатор; 29 ключ узла слива электроэнергии; 30 резистор узла слива электроэнергии; 31 - обратный диодный мост; 32 преобразователь аналог частота; 33 счетчик импульсов; 34,35 программируемые запоминающие устройства функций синуса и косинуса; 36,37 преобразователи код аналог; 38 преобразователь фаз; 39 - формирователь добавочного сигнала; 40 сумматор; 41 задатчик величины максимального тока; 42 выпрямитель токов фаз; 43 сумматор; 44 нуль-орган; 45 сумматор; 46 нуль-орган, U18, U42, U44 форма сигналов на выходе соответствующих элементов устройства; Uc, U1, U2 зажимы источников напряжения питающей сети и источников питания цепей управления.Referred to in FIG. 1, 2: 1 induction motor; 2 power unit of the frequency converter; 3 speed controller; 4 intensity adjuster; 5 signal generation unit for setting the amplitude and frequency of the voltage supply of the phases of the electric motor; 6 pulse-width modulator; 2 7.8.9 current sensors; 10,11,12 voltage sensors; 13 regulator of maximum current; 14 power key control unit; 15 power key block of the frequency converter; 16 resistor; 17 key; 18 integrator with capacitor; 19 block for the formation of sinusoidal voltages; 20 - sawtooth voltage generator; 21, 22, 23 null organ; 24.25.26 - adder; 27 power rectifier; 28 filter capacitor; 29 key node drain electricity; 30 resistor node drain electricity; 31 - reverse diode bridge; 32 converter analog frequency; 33 pulse counter; 34.35 programmable memory sine and cosine functions; 36.37 code analog converters; 38 phase converter; 39 - driver additional signal; 40 adder; 41 setpoint maximum current; 42 phase rectifier; 43 adder; 44 null organ; 45 adder; 46 null-organ, U 18 , U 42 , U 44 waveform at the output of the corresponding elements of the device; U c , U 1 , U 2 terminals of voltage sources of the supply network and power supplies of the control circuits.
Предлагаемое устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит силовой блок 2 преобразователя частоты, выходные зажимы переменного тока которого предназначены для подключения к зажимам асинхронного электродвигателя 1, а входные к зажимам питающей сети, задатчик 3 частоты вращения, задатчик 4 интенсивности, выход которого соединен с входом блока 5 формирования сигналов задания амплитуды и частоты напряжения питания фаз асинхронного электродвигателя 1 с широтно-импульсным модулятором 6 на выходе, датчики тока 7,8,9 и напряжения 10,11,12, регулятор максимального тока 13, вход которого соединен с выходами датчиков тока 7,8,9, блок 14 управления силовыми ключами 15 преобразователя частоты, выходом подключенный к управляющему входу блока 2 силового преобразователя частоты, резистор 16 и ключ 17, входом подключенный к выходу регулятора 13 максимального тока, датчики 7,8,9 тока и 10,11, 12 напряжения включены в цепи питания фаз асинхронного электродвигателя 1, выход задатчика 3 частоты подключен ко входу задатчика 4 интенсивности, выполненного с интегратором 18 с конденсатором, параллельно которому через резистор 16 подключен ключ 17, блок 5 формирования сигналов задания амплитуды и частоты напряжения фаз асинхронного электродвигателя 1 снабжен установленным на его входе блоком 19 формирования синусоидальных напряжений заданной амплитуды, сдвинутых между собой на 120 эл.градусов, широтно-импульсный модулятор 6 составлен из генератора 20 пилообразного напряжения, трех нуль-органов 21, 22, 23 и трех сумматоров 24, 25, 26, первые входы которых подключены к выходам упомянутого блока 19 формирования синусоидальных напряжений, вторые входы к выходу генератора 20 пилообразного напряжения, третьи входы к выходам датчиков 10,11,12 напряжения, а выходы к входам нуль-органов 21,22,23, выходы которых соединены с тремя входами блока 14 управления силовыми ключами преобразователя частоты, четвертый вход которого подключен к выходу регулятора 13 максимального тока. The proposed device for controlling the rotational speed of the
Силовой блок 2 преобразователя частоты содержит силовой выпрямитель 27, фильтрующий конденсатор 28, ключ 29 и резистор 30 узла слива электроэнергии торможения электродвигателя, обратный диодный мост 31, блок силовых ключей 15. The power unit 2 of the frequency converter contains a power rectifier 27, a filtering capacitor 28, a key 29, and a resistor 30 of a draining electric unit for braking the electric motor, a reverse diode bridge 31, a block of power switches 15.
Блок 19 формирования сигнала задания амплитуды и частоты напряжения питания фаз электродвигателя содержит преобразователь 32 аналог-частота, счетчик импульсов 33, программируемые запоминающие устройства 34, 35 функций синуса и косинуса, преобразователи 36, 37 код-аналог, преобразователь фаз 38 (двух в три), формирователь 39 добавочного сигнала в области низких частот вращения для компенсации уменьшения магнитного потока из-за падения напряжения в активном сопротивлении фаз от тока нагрузки, сумматор 410. The signal generating unit 19 for setting the amplitude and frequency of the voltage supply of the phases of the electric motor comprises an analog-frequency converter 32, a pulse counter 33, programmable memory 34, 35 sine and cosine functions, 36, 37 code-analog converters, a phase converter 38 (two to three) , an additional signal shaper 39 in the low-speed region to compensate for the decrease in magnetic flux due to a voltage drop in the phase resistance from the load current, adder 410.
Регулятор 13 максимального тока электродвигателя содержит задатчик 41 величины максимального тока, выпрямитель 42 токов фаз, сумматор 43, нуль-орган 44. The regulator 13 of the maximum current of the electric motor contains a master 41 of the maximum current, a rectifier 42 of the phase currents, an adder 43, a zero-element 44.
Задатчик 18 интенсивности содержит сумматор 45, нуль-орган 46 и интегратор 19. The intensity adjuster 18 comprises an adder 45, a null organ 46, and an integrator 19.
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
В исходном состоянии схемы напряжения задания частоты вращения с выхода блока 3 равно нулю. Нулевой сигнал имеет и на выходах задатчика интенсивности 4 и преобразователя 32 аналог частоты. При этом на выходе формирователя 39 имеем максимальный сигнал, поступающий через сумматор 40 на входы преобразователей 36, 37 код-аналог, и на их выходах появляются аналоговые сигналы нулевой частоты, уровень которых зависит от состояния счетчика 33 импульсов. Аналогичным образом от состояния счетчика 33 импульсов и уровня сигнала с выхода формирователя 39 будут зависеть и сигналы нулевой частоты на выходах преобразователя 38 фаз, поступающие на входы сумматоров 24, 25, 26, смещая в ту или иную сторону средний уровень сигнала с выхода генератора 20 пилообразного напряжения и меняя тем самым длительность включенного и отключенного состояний нуль-органов 21, 22, 23, переключающихся с частотой генератора 20. In the initial state, the voltage setting circuit of the rotation frequency from the output of block 3 is zero. The zero signal also has an analog of frequency at the outputs of the intensity adjuster 4 and converter 32. At the same time, at the output of the shaper 39 we have the maximum signal entering through the adder 40 to the inputs of the code-analog converters 36, 37, and zero-frequency analog signals appear on their outputs, the level of which depends on the state of the pulse counter 33. Similarly, the zero-frequency signals at the outputs of the phase converter 38 going to the inputs of adders 24, 25, 26 will depend on the state of the pulse counter 33 and the signal level from the output of the shaper 39, shifting to one side or another the average signal level from the output of the sawtooth generator 20 voltage and thereby changing the duration of the on and off states of the null organs 21, 22, 23, switching with the frequency of the generator 20.
Аналогичным образом изменяются и длительности сигналов управления на входе блока 15 ключей, их открытое и закрытое состояние, значит, и длительность приложенного к фазам двигателя напряжения с выпрямителя 27. Среднее значение напряжения фаз двигателя через датчики 10, 11, 12 напряжения поступает на третьи входы сумматоров 24, 25, 26, действуя встречно с сигналами с выхода преобразователя 38 фаз (отрицательная обратная связь по напряжению двигателя) и поддерживая таким образом напряжение на выходе преобразователя частоты на заданном уровне. The durations of the control signals at the input of block 15 of the keys, their open and closed state, and the duration of the voltage applied to the phases of the motor from the rectifier 27 also change. The average value of the voltage of the motor phases through voltage sensors 10, 11, 12 is supplied to the third inputs of the adders 24, 25, 26, acting counter to the signals from the output of the phase converter 38 (negative feedback on the voltage of the motor) and thus maintaining the voltage at the output of the frequency converter at a given level.
При появлении сигнала на выходе задатчика 3 частоты вращения, появляется сигнал и на выходе задатчика 4 интенсивности, который преобразуется в блоке 32 аналог-частота в последовательность прямоугольных импульсов, поступающих на вход двоичного счетчика 33. When a signal appears at the output of the speed adjuster 3, a signal appears at the output of the intensity adjuster 4, which is converted in analog-frequency block 32 into a sequence of rectangular pulses supplied to the input of the binary counter 33.
Код выходных сигналов счетчика 33 преобразуется в программируемых запоминающих устройствах 34, 35 в код функций синуса и косинуса, а затем в преобразователях 36, 37 код-аналог в двухфазные синусоидальные сигналы (сдвинутые на 90 эл.градусов), амплитудой, пропорциональной сигналу на выходе сумматора 40, и частотой, пропорциональной сигналу на выходе задатчика 4 интенсивности. The code of the output signals of the counter 33 is converted in programmable memory devices 34, 35 into the code of the sine and cosine functions, and then in the converters 36, 37 the analog code into two-phase sinusoidal signals (shifted by 90 electrical degrees), with an amplitude proportional to the signal at the output of the adder 40, and a frequency proportional to the signal at the output of the intensity setter 4.
В преобразователе фаз 38 двухфазные синусоидальные сигналы преобразуются в трехфазные синусоидальные сигналы, сдвинутые на 120 эл.градусов, которые поступают на вход широтно-импульсного модулятора 6 и преобразуются блоком 15 силовых ключей в последовательность импульсов напряжения на зажимах асинхронного двигателя со средним значением, изменяющимся по синусоидальному закону. При этом величина этого напряжения поддерживается на таком уровне, при котором сигналы на выходе датчиков 10, 11, 12 напряжений фаз равны сигналам на выходе блока 19. In the phase converter 38, two-phase sinusoidal signals are converted into three-phase sinusoidal signals shifted by 120 electric degrees, which are fed to the input of the pulse-width modulator 6 and converted by the power switch unit 15 into a sequence of voltage pulses at the terminals of the induction motor with an average value that varies in a sinusoidal fashion the law. Moreover, the magnitude of this voltage is maintained at a level at which the signals at the output of the sensors 10, 11, 12 of the phase voltages are equal to the signals at the output of block 19.
При нагрузке на валу электродвигателя меньше допустимой выпрямленный сигнал с датчиков тока фаз 7, 8, 9 на выходе выпрямителя 42 меньше сигнала с выхода задатчика 41 максимального тока двигателя и нуль-орган 44 находится в положении, при котором сигнал на его выходе отсутствует и нуль-орган не оказывает никакого влияния на работу блока 14 управления силовыми ключами преобразователя частоты и на состояние нормально разомкнутого ключа 17, подключенного через резистор 16 параллельно конденсатору 18 интегратора задатчика интенсивности 4. When the load on the motor shaft is less than the permissible rectified signal from the current sensors of phases 7, 8, 9 at the output of the rectifier 42 is less than the signal from the output of the setpoint generator 41 of the maximum motor current and null-organ 44 is in a position in which the signal at its output is absent and zero the body does not have any effect on the operation of the power switch control unit 14 of the frequency converter and on the state of the normally open switch 17 connected through a resistor 16 parallel to the capacitor 18 of the integrator of the intensity adjuster 4.
При возрастании нагрузки на валу электродвигателя сигнал на выходе выпрямителя 42 превышает сигнал с выхода задатчика 41 и полярность сигнала на выходе сумматора 43 и входе нуль-органа 44 меняется. Нуль-орган 44 переключается, включая ключ 17 и воздействуя на блок 14 управления ключами таким образом, чтобы открывающие импульсы с выхода блока 14 были сняты и все силовые ключи блока 15 закрыты. Ток фаз двигателя в этом режиме протекает через обратный диодный мост 31 встречно напряжению конденсатора 28, подзаряжая его и уменьшаясь по величине. Одновременно начинает разряжаться через резистор 16 конденсатор интегратора 18 задатчика интенсивности 4 и сигнал на его выходе также уменьшается. Уменьшается и частота вращения вала электродвигателя. With increasing load on the motor shaft, the signal at the output of the rectifier 42 exceeds the signal from the output of the setter 41 and the polarity of the signal at the output of the adder 43 and the input of the zero-organ 44 changes. The null-body 44 is switched, including the key 17 and acting on the key management unit 14 so that the opening pulses from the output of the unit 14 are removed and all power keys of the unit 15 are closed. The current of the motor phases in this mode flows through the reverse diode bridge 31 counter to the voltage of the capacitor 28, recharging it and decreasing in magnitude. At the same time, the capacitor of the integrator 18 of the intensity adjuster 4 starts to discharge through the resistor 16 and the signal at its output also decreases. The rotational speed of the motor shaft also decreases.
При снижении тока фаз двигателя меньше максимально-допустимого сигнал на выходе выпрямителя вновь становится меньше сигнала с выхода задатчика 41 и нуль- орган 414 возвращается в исходное состояние, открывая ключ 17 и разрешая работу блока 14 управления силовыми ключами преобразователя частоты и самих силовых ключей. When the current of the motor phases decreases, the signal at the output of the rectifier again becomes smaller than the signal from the output of the setter 41 and the zero-organ 414 returns to its original state, opening the key 17 and allowing the operation of the power control unit 14 of the frequency converter and the power keys themselves.
В цепи регулирования максимального тока двигателя отсутствуют инерционные элементы, и отработка его заданного максимального значения в устройстве происходит практически безынерционно, причем одинаковым образом как для двигательного, так и тормозного режимов. In the control circuit of the maximum motor current there are no inertial elements, and the development of its specified maximum value in the device is almost inertialess, and in the same way for both motor and brake modes.
Поскольку в процессе отработки задания максимального тока двигателя происходит включение ключа 17 и частичный разряд конденсатора интегратора 18 задатчика интенсивности, то последующий разгон электродвигателя до прежней частоты вращения при сбросе нагрузки выполняется на задатчике интенсивности, что предотвращает разбаланс соотношения между напряжением и частотой двигателя, и разгон осуществляется при оптимальном моменте. Since in the process of working out the task of the maximum motor current, the key 17 is turned on and the capacitor of the integrator 18 of the intensity adjuster is partially discharged, the subsequent acceleration of the electric motor to the previous rotation speed during load shedding is performed on the intensity adjuster, which prevents the ratio between the voltage and frequency of the motor from being unbalanced, and acceleration is carried out at the optimum moment.
Таким образом, предлагаемое устройство для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя проще прототипа (не требуется датчик режима работы), обеспечивает по сравнению с прототипом практически безынерционную отработку задания максимального тока электродвигателя при набросе нагрузки, а также обеспечивает точную отработку заданной формы напряжения фаз электродвигателя, снижая тем самым его асимметрию по фазам, а значит, и уменьшая пульсации момента и частоты вращения электродвигателя в области малых частот вращения. Thus, the proposed device for controlling the rotational speed of an induction motor is simpler than the prototype (an operating mode sensor is not required), provides, in comparison with the prototype, an almost inertialess test of setting the maximum current of the electric motor when the load is charged, and also provides accurate testing of the given form of voltage of the phases of the electric motor, thereby reducing by its asymmetry in phases, and therefore, reducing the ripple of the moment and frequency of rotation of the electric motor in the region of low rotation frequencies.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93039140A RU2085019C1 (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Induction motor speed governor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93039140A RU2085019C1 (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Induction motor speed governor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93039140A RU93039140A (en) | 1996-02-20 |
| RU2085019C1 true RU2085019C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20145940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93039140A RU2085019C1 (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Induction motor speed governor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2085019C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458805C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end |
| RU2478255C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Control device of asynchronous electric motors with squirrel-cage rotor |
-
1993
- 1993-07-30 RU RU93039140A patent/RU2085019C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1534736, кл. H 02 P 7/42, 1990. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458805C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end |
| RU2478255C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Control device of asynchronous electric motors with squirrel-cage rotor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4933621A (en) | Current chopping strategy for switched reluctance machines | |
| US4879639A (en) | Power converter for driving an AC motor at a variable speed | |
| US4322671A (en) | Induction motor drive apparatus | |
| US6548984B2 (en) | Power output device | |
| GB2314703A (en) | Driving circuit for a switched reluctance motor | |
| US4002958A (en) | AC output power control system | |
| US4311951A (en) | Apparatus and method for high slip operation of an AC electric motor at substantially zero rotation and substantially zero torque | |
| EP0000709A1 (en) | Measurement of pulsating torque in a current source inverter motor drive and method | |
| Shanmugasundram et al. | Digital implementation of fuzzy logic controller for wide range speed control of brushless DC motor | |
| CA2187991C (en) | Method and apparatus for controlling static electronic components for phase switching in a three-phase brushless electric motor | |
| JPH10146082A (en) | Velocity controller of switched reluctance motor | |
| RU2085019C1 (en) | Induction motor speed governor | |
| EP1174998B1 (en) | Brushless motor,method and circuit for its control | |
| US4287463A (en) | Zero rotation and zero torque detector and method for an AC electric motor drive | |
| EP0387358B1 (en) | Dc motor | |
| JPH05219776A (en) | Inductor current sensing circuit | |
| JP3360400B2 (en) | Centrifuge | |
| US5747963A (en) | Method for controlling an electric motor and electric apparatus | |
| Zigirkas et al. | Intelligent speed controller for single-phase induction motors using fuzzy APWM | |
| Alagur et al. | Speed Control of Induction Motor by V/F Method Using Fuzzy Technique | |
| SU1663734A1 (en) | Device for control over asynchronous motor | |
| SU1746507A1 (en) | Device for induction motor frequency control | |
| SU1241391A1 (en) | Device for braking variable-frequency synchronous electric motor | |
| JP3263962B2 (en) | DC braking system | |
| CA1058695A (en) | Regulating the torque of an induction motor |