SU1339863A1 - Способ управлени комбинированным частотно-параметрическим асинхронным электроприводом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в лифтах, шахтных подъемных машинах. Целью изобретени   вл етс  повьш1ение надежности и долговечности электропривода . Способ управлени  комбинированным частотно-параметрическим электроприводом осуществл ют следующим образом. Измен   частоту и величину напр жени  на выходе циклоконвертора 2, разгон ют асинхронный двигатель 1. По достижении частотой вращени  асинхронного двигател  1 величины, равной половине номинальной,.поддерживают частоту напр жени  на выходе циклоконвертора 2 посто нной, равной частоте сети, и осуществл ют фазовое регулирование циклоконвертора, 2 ил. о (Л iS i 2 ФФ СО со со 00 Ср СО

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  механизмов, где необходимо регулирование скорости в широком диапазоне и предъ вл ютс  высокие требовани  к ограничению ускорени  и рывка (например , лифты, шахтные подъемные машины и т.п.).

Цель изобретени  - повышение на- дежности и долговечности путем устранени  колебаний момента при переходе в режим фазового управлени  (ФУ).

На фиг.1 изображена структурна 

схема устройства, реализующего способ 15 лировани  амплитуды режима непосредуправлени  комбинированным частотно- параметрическим асинхронным электроприводом; на фиг.2 - механические характеристики электропривода, по сн ющие , сущность предлагаемого способа. Устройство содержит асинхронный двигатель 1, непосредственный преобразователь 2 частоты с системой 3 им- пульсно-фазового управлени , датчик

4 частоты вращени , командоаппарат 5, 25 тора 17 скорости. Выход коммутатора коммутаторы 6 и 7, элементы 8 и 9 7 соединен с вторым входом регул тора

Управл ющие

сравнени , задатчик 10 интенсивности разгона и торможени  , каналы регулировани  частоты 11 и амплитуды 12 вы17 скорости режима ФУ,

входы коммутаторов 6 и 7 соединены

вместе, объединены с первьм входом

35

40

ходного напр жени  в режиме непосред-ЗО схемы 15 блокировки каналов системы ственного преобразовател  частоты, задатчик 13 управл ющих напр жений низкой частоты (ЗНЧ), блок 14 выбора режимов, схему 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управлени , блоки 16 формировани  сигнала, пропорционального квадратному корню из абсолютного скольжени , и регул тор 17 частоты вращени .

Асинхронный двигатель 1 питаетс  непосредственно от тиристорного преобразовател  2 частоты с системой 3 импульсно-фазового управлени , входы многоканального блока сравнени  которой через трехканальный коммутатор 6 подключаютс  либо к выходам ЗНЧ 13,, либо к выходу регул тора 17 частоты врал;ени . Командоаппарат 5 соединен с третьим входом ЗНЧ 13, выходы за- датчика 10 интенсивности и вторым входом схемы 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управлени . Задатчик 10 интенсивности разгона и торможени  первым выходом подключен к первому входу элемента 8 сравнени , а вторым выходом - к первому входу блока 14 выбора режимов. Сигнал с датчика 4 скорости подаетс  на второй вход блока 14 выбора режиимпулъсно-фазового управлени  и соединены с выходом блока 14 выбора режи мов. Выход блока 15 соединен с входо логической части схемы системы импульсно-фазового управлени .

Кроме того, на фиг.2 обозначены: 18 - естественна  механическа  харак теристика двигател ; 19 - механическа  характеристика двигател  в режим непосредственного преобразовател  частоты на частоте перехода в режим ФУ; 20,, 21, 22 - механические характеристики двигател  в режиме ФУ; Мр J - момент двигател  на естест- g венной характеристике при частоте вращени , равной 0,5 номинальной.

Предлагаемый способ осуществл етс  следующим образом.

К асинхронному двигателю 1 от не- gQ посредственного преобразовател  2 частоты подводитс  напр жение с частотой , измен ющейс  от О до 30 Гд, и амплитудой, определенной в соответ ствии с законом управлени  дл  режим

.-с- НПЧ. При этом происходит разгон дви- 55

гател  до частоты вращени , равной

половин:е номинальной. Дальнейший раз гон двигател  до номинальной,частоты вращени  осуществл етс  при изменени

IQ 98632

МОЕ И на объединенные вторые входы элементов 8 и 9 сравнени . Выход элемента 8 сравнени  подключен к объединенным входам канЕшов 11 регулировани  частоты и регз л тора 17 частоты вращени .

Первый вход эл ;мента 9 сравнени  объединен с первым входом канала 12 регулировани  амплитуды режима непосредственного преобразовани  частоты (и с первым входом ЗНЧ 13) и соединен с выходом канала 11 регулировани  частоты. Второй вход канала 12 регу0

ственного преобразовател  частоты объединен с входом блока 16 извлечени  корн  и подклкшен к вькоду элемента 9 сравнени ,, Выход блока 16 извлечени  корн  подключен к первому входу коммутатора 7. Второй вход коммутатора 7 объединен с объединенными вторыми входами трехканального коммутатора 6 и соединен с выходом регул Управл ющие

17 скорости режима ФУ,

входы коммутаторов 6 и 7 соединены

вместе, объединены с первьм входом

схемы 15 блокировки каналов системы

импулъсно-фазового управлени  и соединены с выходом блока 14 выбора режимов . Выход блока 15 соединен с входом логической части схемы системы импульсно-фазового управлени .

Кроме того, на фиг.2 обозначены: 18 - естественна  механическа  характеристика двигател ; 19 - механическа  характеристика двигател  в режиме непосредственного преобразовател  частоты на частоте перехода в режим ФУ; 20,, 21, 22 - механические характеристики двигател  в режиме ФУ; Мр J - момент двигател  на естест- венной характеристике при частоте вращени , равной 0,5 номинальной.

Предлагаемый способ осуществл етс  следующим образом.

К асинхронному двигателю 1 от не- посредственного преобразовател  2 частоты подводитс  напр жение с частотой , измен ющейс  от О до 30 Гд, и амплитудой, определенной в соответствии с законом управлени  дл  режима

НПЧ. При этом происходит разгон дви-

гател  до частоты вращени , равной

половин:е номинальной. Дальнейший разгон двигател  до номинальной,частоты вращени  осуществл етс  при изменении

величины напр жени  частотой 50 Гц на его зажимах. Это осуществл етс  путем сн ти  управл ющих импульсов с 12 из 18 тиристоров непосредственного преобразовател  частоты так, что оставшиес  в работе 6 тиристоров образуют симметричный регул тор напр жени  (по два встречно-параллельно включенных тиристора в каждой фазе двигател , подключенных к разным фазам сети), с ФУ этими тиристорами. После перехода в режим ФУ электропривод начнет отработку сигнала задани  (фиг.2) либо из точки а (характеристика 19 или ей подобна  с М : Mj) , либо из точки с (характеристика 22 или ей подобна  с М Ц) Это обсто тельство вызывает значительные колебани  момента и частоты вращени , вызванные отработкой системой авторегулировани  скорости режима ФУ, скачкообразного воздействи . Момент двигател  в режиме ФУ определ етс  из соотношени 

М

ФУ

-М

-Mf уГ-,

де Mg - момент двигател  при данно частоте вращени  и номинальном напр жении U, т.е. на естественной характеристике; напр жение, подводимое к двигателю в режиме ФУ. Из (1) следует, что

МФу

и

ч

Ф н Ум,

(2)

Обозначим момент двигател  на естественной характеристике при скорости перехода в режим ФУ, равной 0,5

, номинальной, как М (фиг.2). Подставим это значение в (2) и получим значение напр жени , которое необходимо подвести к двигателю после перехода в режим ФУ дл  получени  на его

валу момента

и

1 перех

и„

Момент двигател  после перехода

45 ни  двигател , получаемого на выход элемента 9 сравнени , блоком 16. По лученный сигнал устанавливаетс  в качестве начального значени  выходн го сигнала регул тора 17 скорости р

должен быть равен моменту до перехо- 50 ФУ. При достижении двигателем

скорости, равной 0,5 номинальной, под воздействием сигналов с блоков 14 и 15 структура системы управлени измен етс  аналогично известному ус 55 ройству, но вновь введенный регул тор 17 скорости режима ФУ начинает работу со значени  выходного сигнал равного выходному сигналу блока 16 перед переключением, т.е. со значеда , т.е. должна быть получена характеристика 21 (фиг.2) и привод начнет работу в режиме ФУ из точки Ь. Тогда

М, М„„, ,(4)

где М - момент на валу двигател 

перед переходом в режим ФУ Этот момент определ етс  из соотношени 

М

НПЦ

d:-ft

(5)

где of - жесткость механической характеристики асинхронного двигател  в режиме частотного управлени  (при наличии в системах автоматического регулировани  скорости режима НПЧ системы стабилизации магнитного потока двигател  (3/ const) ;

ft - абсолютное скольжение двигател  в режиме НПЧ Подставив (5) в (4), а (4) в (3),

получим

и tv перех н

kf-n UH-KI , (6)

0,5

20

30

Следовательно, в момент перехода в режим ФУ к двигателю должно быть подведено напр жение, определенное в соответствии с (6), т.е. пропорцио25 нальное квадратному корню из абсолютного скольжени  двигател  в режиме непосредственного преобразовател  частоты перед переходом в режим ФУ.

Сущность предлагаемого способа, таким образом, состоит в том, что на регул торе скорости режима ФЗ устанавливают начальные услови , сигнал которых пропорционален квадратному корню из сигнала абсолютного скольжени  двигател  в непосредственного преобразовател  частоты непосредственно перед переходом в режим ФУ.

При работе в диапазоне частот

40 вращени  до 0,5 номинальной предлагаемое устройство (фиг.1) функционирует аналогично известному и, кроме того, производитс  извлечение квадратного корн  из сигнала абсолютного скольже45 ни  двигател , получаемого на выходе элемента 9 сравнени , блоком 16. Полученный сигнал устанавливаетс  в качестве начального значени  выходного сигнала регул тора 17 скорости ре35

ФУ. При достижении двигателем

скорости, равной 0,5 номинальной, под воздействием сигналов с блоков 14 и 15 структура системы управлени  измен етс  аналогично известному уст- ройству, но вновь введенный регул тор 17 скорости режима ФУ начинает работу со значени  выходного сигнала, равного выходному сигналу блока 16 перед переключением, т.е. со значе513

i/и , пропорционального квадратному корню из величины абсолютного скольжени  двигател  в режиме непосредственного преобразовател  частоты непосредственно перед переходом. При этом в первый момент времени после перехо- .да к двигателю подводитс  напр жение (частотой 50 Гц) такой величины, котора  обеспечивает вращающий момент, -в точности равный моменту на валу перед переходом. В остальном работа предлагаемого устройства также аналогична известному.

При реализации предлагаемого способа сохран етс  непрерывность момента двигател  при переходе в режим ФУ, что обеспечивает безударный переходный процесс регулировани  частоты вращени . При этом значительно повышаютс  долговечность и надежность работы электропривода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  комбинированным частотно-параметрическим асинхронным электроприводом, выполненным на базе

   Л)

   9иг.г

   асинхронного двигател , подключенного к непосредственному преобразователю частоты, при котором, регулиру  частоту и величину напр жени  на выходе непосредственного преобразовател  частоты , разгон ют асинхронный двигатель до частоты вращени , равной половине номинальной, после чего, осуществл   фазовое регулирование тиристоров непосредственного преобразовател  частоты при посто нной частоте напр жени , на его выходе, равной частоте сети, разгон ют асинхронный

   5 двигатель до номинальной частоты вращени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и долговечности путем устранени  колебаний момента при переходе в режим

   0 фазового управлени , измер ют абсолютное скольжение асинхронного двигател  и при переходе в режим фазового регулировани  устанавливают начальное значение величины напр жени  на выходе непосредственного преобразовател  частоты, пропорциональным корню квадратному из измеренной величины абсолютного скольжени  асинхронного двигател .

   8

   Составитель В.Тарасов Редактор Л о Гратилло Техред Л. Сердюкова Корректор А.Обручар

   Заказ 4243/54 659Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4