SU1487143A1

SU1487143A1 - Acиhxpohhый behtильhый kackaд

Info

Publication number: SU1487143A1
Application number: SU874301687A
Authority: SU
Inventors: Gennadij A Ivanov; Mikhail L Kirzhner; Grigorij M Levin; Vyacheslav M Ponomarev
Original assignee: Vni Pk I Avtom Elektroprivodu
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к электро- ' : технике.

Целью изобретения является повышение надежности путем исключения д работы асинхронного двигателя с частотой вращения, близкой к резонансной ,

На фиг, 1 представлена блок-схема асинхронного вентильного каскада; на фиг. 2 - временные диаграммы отдельных элементов электропривода.

Асинхронный вентильный каскад содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, последовательно сое- 15 диненные* выпрямитель 2, инвертор 3. Выводы переменного тока выпрямителя 2 соединены с фазными выводами обмотки ротора асинхронного двигателя, статорная обмотка которого снабжена 20 зажимами для подключения к сети. Выводы переменного тока инвертора • снабжены зажимами для подключения к сети. К управляющему входу инвертора 3 подключен выход системы 4 25 управления частотой вращения.

Асинхронный вентильный каскад снабжен трансформатором 5, операционным усилителем 6, ЦК-триггером 7, генератором 8 пилообразного напряжения, компараторами 9, 10, конъюнктором 11 и источниками 12, 13 сигналов, .1 1 пропорциональных величинам --т--- и ^К1^Г м соответственно. Первичная об- 35 ' * ^м . .

мотка трансформатора 5 подключена к двум фазным выводам обмотки ротора асинхронного двигателя 1. Вторичная обмотка трансформатора соединена с 40 инверсным входом операционного усилителя, выход которого подключен к входу генератора .пилообразного напря' жения и С-входу ЦК-триггера. Выход генератора пилообразного напряжения соединен с первыми входами компараторов 9 и 10 соответственно.. Второй вход компаратора 9 подключен к выходу источника сигнала, пропорциоI · 1 .50 нального величине =-2-, ^а второй ^к 1· м вход компаратора 10 — -к выходу ис- ^:точника сигнала^-, пропорционального величине --т-> где собственная 55 частота колебаний механической части асинхронно-вентильного каскада, К₁,

- коэффициенты пропорциональности, при этом К,71 и определяет верхнюю границу частот резонансной зоны,

К2 ^1 и определяет нижнюю границу частот резонансной зоны . Прямой выход компаратора 9 соединен с первым входом конъюнктора 11, второй вход которого подключен к инверсному выходу компаратора 10. Прямой выход конъюнктора 11 подключен к Ц-входу, а инверсный выход конъюнктора 11 - к К-входу ЦК-триггера 7, выход которого соединен с входом системы 4 управления .

Асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.

В результирующем пульсирующем моменте электродвигателя основные гармонические составляющие момента обусловлены пятой и седьмой гармониками тока ротора. В трехфазной системе седьмая гармоника образует систему прямой последовательности фаз, а пятая - систему обратной последовательности. Электромагнитный момент от взаимодействия первой гармоники тока с гармоникой порядка η имеет вид ^м<„ = 81п[(±п-1)5а>_сс] где Ь - индуктивность цепи намагничивания электродвигателя;

ί|»_η- амплитуда η-й гармоники тока ротора;

1_И - амплитуда тока намагничивания;

- скольжение.

Отсюда следует, что в асинхронном вентильном каскаде колебания электромагнитного момента, обусловленные пятой и седьмой гармониками тока ротора, имеют одинаковую частоту 65£_С, где £_с~ частота питающей сети. С изменением скольжения частота пульсаций электромагнитного момента изменяется и в резонансной зоне близка или совпадает с резонансной частотой £._м .Учитывая, что 6£_с , имеем

5£ω«£_Μ/6, т.е. частота первой гармоники напряжения ротора близка или совпадает с £_м/6.

.Роторное напряжение двигателя 1 через трансформатор 5. подается на инверсный вход операционного усилителя 6 с большим коэффициентом усиления, За период роторного напряжения 5.1 (фиг.2) на выходе усилителя 6 формируется сигнал 6.1 прямоуголь·

1487143 б ной формы, управляющий работой генератора 8 пилообразного напряжения.

В один полупериод на выходе генератора формируется восходящая ветвь ₅пилы 8.1, а в другой полупериод происходит ускоренный сброс пилы.

Сигнал на выходе генератора к концу первого полупериода пропорционален величине 1/8£_с и сравнивается на · ю компараторах 9, 10 с сигналами 9.2 ’ и 10.2, поступающими с выходов источников 12, 13 сигналов, пропорциональными соответственно величинам

15

--7- и --7-, определяющим верхнюю и /и м нижнюю границы резонансной зоны скольжения соответственно. По результатам сравнений сигналов на компараторах 9, 10 формируются выходные сигналы 20 А и В, подаваемые на входы конъюнктора 11. Выходные сигналы 11.1 и 11.2 конъюнктора 11 подаются на Л-вход и К-вход триггера 7, который опрашивается фронтом сигнала 6.1 на С-входе 25 ЛК-триггера 7 в момент изменения знака роторного напряжения 5.1 с +” ’на

В момент опроса возможны следующие ап состояния: · °

Сигнал 8.1 больше сигнала 10.2, что соответствует следующему состоянию выходных сигналов А, В компараторов 9, 10, сигналов 11.1 и 11.2 конъюнктора 11 и сигнала 7.1 тригге- 35 .ра 7 (табл. 1).

Этому состоянию сигналов соответствуют формы сигналов, представленных на фиг. 2 сплошной линией.

Сигнал 8.1 меньше сигнала 9.2, что соответствует следующему состоянию выходных сигналов А, В компараторов 9, 10 ,сигналов 11.1 и 11.2 конъюнктора 11 и сигнала 7.1 тригге. ра 7 (табл. 2). ⁴⁵

Сигнал 8.1 больше сигнала 9,2, что соответствует следующему состоянию выходных сигналов А, В компараторов 9, 10, сигналов 11.1 и 11.2 конъюкк- ₅θ тора и сигнала 7,1 триггера 7.

(табл. 3).

Этому состоянию сигналов соответствуют формы сигналов, представленных штриховой линией на фиг. 2. 55

Установка триггера 7 в 1 означает, что частота вращения двигателя . находится в резонансной зоне, определяемой сигналами 9.2 и 10.2. Триггер вводит сигнал в систему 4 управления на изменение заданйя частоты вращения в сторону его уменьшения или увеличения в зависимости от технологических требований.

Установка сигнала 7.1 в 0 означает, что двигатель работает вне резонансной зоны.

! Таким образом исключается работа * двигателя в резонансной зоне, что .исключает возникновение значитель1ных крутильных колебаний, приводящих к усталостному разрушению вала двигателя.

Claims

Фор м'у ла изобретения

Асинхронный вентильный каскад, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, последовательно соединенные выпрямитель и инвертор, выводы переменного тока выпрямителя подключены к фазным выводам обмотки'⁴ротора асинхронного двигателя, а выводы переменного тока инвертора снабжены зажимами для подключения к сети, систему управления частотой вращения, выходом подключенную к управляющему входу инвертора, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения работы двигателя с частотой вращения, близкой к резонансной, введены ЭК-триггер, конъюнктор с прямым и инверсным выходами, два компаратора, один из которых выполнен с прямым, а другой с инверсным выходами, генератор пилообразного напряжения, операционный усилитель, два источника сигналов, пропорциональных величинам 1/К,£_м и 1/К₁£_м , и трансформатор, первичная обмотка которого подключена к двум фазным выводам обмотки ротора асинхронного двигателя, а вторичная обмотка - к входу операционного усилителя, выход которого соединен с С-входом ЭК-триггера и входом генератора пилообразного напряжения, выходом подключенного к первым входам компараторов, вторые входы которых соединены соответственно с выходами упомянутых источников сигналов, прямой выход одного компаратора соединен с первым входом конъюнктора, второй вход которого подключен к инверсному выходу другого компаратора, прямой и инверсный выходы конъюнктора соединены соответственно с Э-входом · и К-входом триггера, выходом подключенного к входу системы управления, где ί_Μ - собственная частота колебаний механической части электропривода, Κ,ρΐ , - коэффициенты пропорцио нальн ости.

______Т аб ли ц а__2

Сигналы

А В 11.1 11.2 7.1

1*0-0 1 о-

Т а б л и .Ц_^а 2 Сигналы А В 11.1 11.2 7.1 0 1 0 1 0

Т а б ли ца__3

Сигналы

А В 11.1 11.2 7.1 1 1 1 0 1