SU1495969A2 - Устройство дл управлени асинхронным короткозамкнутым электродвигателем (его варианты) - Google Patents

Abstract

Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства при колебани х нагрузки на валу. Сущность: в устройство введены два управл емых ключевых элемента, один из которых снабжен замыкающим контактом, а другой снабжен размыкающим контактом, логический элемент И и два регулируемых пороговых элемента, второй сумматор снабжен третьим входом. Согласно другого варианта в него введены два управл емых ключевых элемента, один из которых снабжен замыкающим контактом, а другой снабжен размыкающим и замыкающим переключающими контактами, логический элемент И и два регулируемых пороговых элемента, второй сумматор снабжен третьим входом, второй интегральный регул тор снабжен вторым входом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

1495969

пропорционального регул тора, раз- замыкающий контакт второго управл емыкающий контакт второго управл емо- .го ключевого элемента подключен к второму входу второго сумматора, а

мого ключевого элемента подключен к второму входу второго интегрального регул тора.

мого ключевого элемента подключен к второму входу второго интегрального регул тора.

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к частотно регулируемым электроприводам на базе асинхронных короткозамкнутых электродвигателей , питаемых от тиристор- ных преобразователей частоты с не- посредственной св зью.

По основному авт.св. № 928587 известно устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым электродвигателем , содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен выводами дл  подключени  к сети, а выход через датчики фазных токов соединен с обмоткой статора, датчик частоты вращени  электродвигател , три элемента сравнени , блок задани  частоты вращени ,. выход которого соединен с одним из входов первого элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом да тчика частоты вращени  электродвигател , преобразователь трехфазного напр жени  в двухфазное, вход которого соединен с датчиками фазных токов , а выход - с входом преобразова- тел  напр жени  из неподвижной во вра1цающуюс  систему координат, выход которого соединен с входом фазорегул тору , выходы которого соединены с входами второго и третьего элементов сравнени , блок задани  магнитного потока, выход которого соединен с вторым входом второго элемента сравнени , два прйпорциональ- но-интегральных регул тора, входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов , сравнени , а выходы - с входом преобразовател  напр жени  из вращающейс  в неподвижную систему коорди- нат, выход которого через преобразо- V ватель двухфазного напр жени  в трехфазное соединен с управл ющим, входом тиристорного преобразовател , опорны входы преобразователей напр жени  из неподвижной во вращающуюс  систему координат и наоборот соединены с выходом генератора опорных синусоидальных колебаний, два сумматора, два

5

5 0 5 Q 5

пропорциональных и интегральный регул торы , входы которых объединены и соединены с выходом первого элемента сравнени , выходы пропорциональных регул торов соединены соответственно с одними из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом интегрального регул тора, выход второго сумматора соединен с входом генератора опорных синусоидальных колебаний, а выход первого сумматора соединен с вторым входом третьего элемента сравнени .

По основному авт.св. № 928587; известно также устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым электродвигателем, содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен выводами дл  подключени  к сети, а выход через датчи-- ки фазных токов соединен с обмоткой статора, датчик частоты вращени  электродвигател , три элемента сравнени , блок задани  частоты вращени , выход которого соединен с одним из входов первого элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращени  электродвигател , преобразователь трехфаз-- ного напр жени  в двухфазное, вход которого соединен с датчиками фазных токов, а выход - с входами преобра-. зовател  напр жени  из неподвижной во вращающуюс  систему координат, выход которого соединен с входом фазорегул тора , выходы которого соединены с одними из входов второго и третьего элементов сравнени , блок задани  магнитного потока, выход которого соединен с другим входом второго элемента сравнени , два пропорционально-интегральных регул тора, входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов сравнени , а выходы - с входом преобразовател  напр жени  из вращающейс  в неподвижную систему координат, выход которого через преобразователь двухфазного напр жени  в трехфазное соединен с управл ющим

входом тиристорного преобразовател , опорные входы преобразователей напр жени  из неподвижной во вращющуюс  систему координат и наоборот соединены с выходом.генератора опорных синусоидальных колебаний, два сумматора, два пропорциональных и интегральный регул торы, входы- которых объединены и соединены с выходом первого элемен та сравнени , выходы пропорциональных регул торов соединены соответственно с одним из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом интегрального регул тора:, выход одного из сумматоров,соединен с входом генератора опорных синусоидальных колебаний, а выход другого сумматора - с другим входом третьего элемента сравнени .

Недостатком известных устройств дл  управлени  асинхронным коротко- замкнутым электродвигателем  вл етс  невысока  надежность работы, определ ема  отсутств1 ем коррекции по частоте статора при резком возрастании нагрузки на валу, что приводит к нежелательным динамическим возмущени м на механические части.

Цель изобретени  - повышение надежности работы при колебани х нагрузки на валу за счет коррекции скорости вращени  (частоты токов статора ) .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство (по первому варианту) введены два управл емых ключевых элемента, один из которых снабжен замыкающим контактом, а другой снабжен размыкакицим контак

том, логический элемент И и два регулируемых пороговых элемента, второй сумматор снабжен третьим входом, вход первого регулируемого порогового элемента соединен с выходом первого элемента сравнени , вход второг регулируемого порогового элемента соединен с первым входом третьего элемента сравнени  и через замыкающий контакт первого управл емого ключевого элемента подключен к третьему входу второго сумматора, второй вход которого через размыкающий контакт второго управл емого ключевого элемента соединен с выходом второго пропорционального регул тора, управл ющие входы обоих управл емых ключевых элементов соединены с выходом логического элемента И, входы кото5

0

5

0

5

0

5

0

5

рого соединены соответственно с выхо- дш Ш первого и второго регулируемых пороговых элементов

Указанна  цель достигаетс  также тем, что в известное устройство (по второму варианту) введены два управл емых ключевых элемента, один из которых снабжен замыкающим контактом , а другой снабжен размыкающим и замыкающим переключающими контактами , логический элемент И и два регулируемых пороговых, элемента, второй сумматор снабжен третьим входом,второй интегральный регул тор снабжен вторым входом, вход первого регулируемого порогового элемента соединен с выходом первого элемента сравнени , вход второго регулируемого цорогово- го элемента соединен с первым входом третьего элемента сравнени  и через замыкающий контакт первого управл емого ключевого элемента подключен к третьему входу второго сумматора, выходы обоих регулируемых пороговых элементов соединены соответственно с входами логического элемента И, выход которого соединен с управл ю- входами первого и второго управл емых ключевых элементов, переключающий контакт второго управл емого ключевого элемента соединен с выходом пропорционального регул тора, размыкающий контакт второго управл емого ключевого элемента подключен к второму входу второго сумматора, а замыкающий контакт второго управл емого ключевого элемента подключен к второму входу второго интегрального регул тора.

На фиг.1 и 2 представлены блок- схемы устройства дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым электродвигателем , варианты.

Устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым электродвигателем (фиг.1 и 2) содержит асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1, тиристорный преобразова- тель 2 частоты, силовой вход которого снабжен выводами дл  подключени  к сети, а выход через датчики 3 фазных токов соединен с обмоткой статора , датчик 4 частоты вращени  электродвигател , три элемента 5-7 сравнени , блок 8 задани  частоты вращени , выход которого соединен с одним из входов первого элемента 5 сравнени , второй вход которого соединен

с выходом датчика 4 частоты вращени , преобразователь 9 трехфазного напр жени  в двухфазное, вход которого соединен с датчиками 3 фазных токов, а выход - с входом преобразовател  10 напр жени  из неподвижной во вращую- щуюс  систему координат, выход которого соединенс входом фазорегул тора 11, выходы последнего соединены с первыми входами второго 6 и третьего 7 элементов сравнени , блок 12 задани  магнитного потока, выход которого соединен с вторым входом второго элемента 6 сравнени , два пропорционально-интегральных регул тора 13 и 14, входы которых соединены соответственно с выходами второго 6 и третьего 7 элементов сравнени , а выходы - с входом преобразовател  15 напр жени  из вращающейс  в неподвижную систему координат, выход которого через преобразователь 16 двухфазного напр жени  в трехфазное соединен с управл ющим входом тиристор- ного преобразовател  2, опорные входы преобразователей 15 и 10 из неподвижной во вращающуюс  систему координат и наоборот соединены с выходом

генератора 17 опорных синусоидальных 30 третьим входом, второй интегральный

колебаний, два сумматора 18 и 19, два пропорциональных 20 и 21 и интегральный 22 регул торы, входы которых объединены и соединены с выходом первого элемента 5 сравнени , выходы пропорциональных регул торов 20 и 21 соединены соответственно с одним из входов сумматоров 18 и 19, другие входы которых соединены с выходом интегрального регул тора 22, выход второго сумматора 19 соединен с входом генератора 17 опорных синусоидальных сигналов, а выход первого сумматора 18 - с вторым входом третьего элемента 7 сравнени .

Согласно первому варианту (фиг.1) в устройство дл  управлени  асинхронным .короткозамкнутым электродвигателем введены два управл емых ключевых . элемента 23 и 24, один из которых снабжен замыкающим контактом, а другой снабжен размыкающим контактом, логический элемент И 25 и два регулируемых пороговых элемента 26 и 27, второй сумматор 19 снабжен третьим входом, вход первого регулируемого порогового элемента 26 соединен с выходом первого элемента 5 сравнени , вход второго регулируемого порогово35

40

45

50

55

регул тор 29 снабжен вторым входом, вход первого регулируемого порогового элемента 26 соединен с выходом первого элемента 5 сравнени , вход второго регулируемого порогового элемента 27 соединен с первым входом третьего элемента 7 сравнени  и через замыкающий контакт первого управ л емого ключевог О элемента 31 подключен к третьему входу второго сумматора 19, выходы обоих регулируе- мых пороговых элементов 26 и 27 соединены соответственно с входами ло- гич еского элемента И 25, выход кото- poi o соединен с управл ющими входами первого 31 и второго 32 управл емых ключевых элементов, переключакидий контакт второго управл емого ключевого элемента 32 соединен с выходом пропорционального регул тора 30, раз мьжающий контакт второго управл емого ключевого элемента подключен к второму входу второго сумматора 19, а замыкающий контакт второго управл емого ключевого элемента 32 - к второму входу второго интегрального регул тора 29.

Устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым электродви 5

5

0

го элемента 27 соединен с первым входом третьего элемента 7 сравнени , а через замыкающий контакт первого управл емого ключевого элемента 23 подключен к третьему входу второго сумматора 19, второй вход которого через размыкающий контакт второго управл емого ключевого элемента 24 соединен с выходом второго пропорционального регул тора 21, управл ющие входы обоих удравл емых ключевых элементов 23 и 24 соединены с выходом логического элемента И 25, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго регулируемых пороговых элементов 26 и 27.

Согласно второму варианту (фиг.2) в устройство, содержащее, кроме того, два интегральных регул тора 28 и 29, пропорциональный регул тор 30, введены два управл емых ключевых элемента 31 и 32, один из которых (элемент 31) снабжен замыкающим контактом, а другой (элемент 32) снабжен размыкающим и замыкающим переключающими контактами , логический элемент И 25 и два регулируемых пороговых элемента 26 и-27, второй сумматор 19 снабжен

5

0

5

0

5

регул тор 29 снабжен вторым входом, вход первого регулируемого порогового элемента 26 соединен с выходом первого элемента 5 сравнени , вход второго регулируемого порогового элемента 27 соединен с первым входом третьего элемента 7 сравнени  и через замыкающий контакт первого управл емого ключевог О элемента 31 подключен к третьему входу второго сумматора 19, выходы обоих регулируе- мых пороговых элементов 26 и 27 соединены соответственно с входами ло- гич еского элемента И 25, выход кото- poi o соединен с управл ющими входами первого 31 и второго 32 управл емых ключевых элементов, переключакидий контакт второго управл емого ключевого элемента 32 соединен с выходом пропорционального регул тора 30, раз- мьжающий контакт второго управл емого ключевого элемента подключен к второму входу второго сумматора 19, а замыкающий контакт второго управл емого ключевого элемента 32 - к второму входу второго интегрального регул тора 29.

Устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым электродвигателем по первому варианту (фиг.1) работает следующим образом.

В установившемс  режиме холостого хода при любой скорости вращени ,в том числе нулевой, фазорегул тором 11 активна  составл юща  тока статора сводитс  практически к нулю, при этом корректируетс  намагничивающа  составл юща  тока статора блоком 12 задани  магнитного потока до необходимой величины, например, номинальной . Уточн ютс  путем подстройки коэффициенты передачи в регул торах 13, 14, 20, 21 и 22, необходимые дл  получени  автономности каналов управлени  активным и намагничивающим токами статора. Качество процессов . провер ют по реакции системы на возмущение со стороны вала и сети. Информационные напр жени  с датчиков 3 фазных токов и датчика 4 частоты вращени  электродвигател  после со- iответствующих преобразований посту- i пают на информационные входы соответствующих элементов 5-7 сравнени , где сравниваютс  с выходными сигналами соответственно блока 8 задани  частоты вращени , блока 12 задани  магнитного потока и сумматора 18. Рассогласовани  с выходов, элементов 6 и 7, преобразованные в пропорционально-интегральных регул торах 13 и 14, подаютс  на вход блока 15 преобразовани  этих сигналов задани  на ток статора, преобразуемые блоком 16 к числу фаз, соответствующему фазности преобразовател  2 частоты . Опорные синусоидальные напр жени  с выхода генератора 17 задают частоту тока в статоре, а ее задание поступает с выхода сумматора 19, которое формируетс  в зависимости от характера нагрузки на валу следующим образом.

При спокойной нагрузке, когда отсутствуют просадки скорости ротора , задание частоты формируетс  в виде суммы пропорционального воздействи  в блоке 21 и интегрального в блоке 22,  вл ющегос  общим дл  канала формировани  активной (момен- тообразующей) составл ющей тока статора регул торами 20 и 22, получаемо го с выхода сумматора 18. При этом пропорциональные регул торы 20 и 21 могут иметь как одинаковую, так и разную настройку. При колебательном характере нагрузки возникают значиO

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тельные просадки скорости, подаваемое на вход регулируемого порогового элемента 26, при которых нельз  питать статор током с частотой, котора  была до просадки скорости, так как это может привести к аварийному отказу трансмиссии, дл  предотвращени  которого надо снизить частоту питани .

В этом случае возникают также значительные всплески активной составл ющей тока cTaTcipa, подаваемые на вход регулируемого порогового элемента 27. Пороги срабатьшани  элементов 26 и 27 отрегулированы, исход  из условий работы и возможностей механизма, В случае одновременного превьшени  настройки напр жений, пропорциональных просадке скорости и всплеску активного тока, срабатывает логический элемент И 25, что приводит к замыканию контакта в управл емом клю- ,чевом элементе 23 и размыканию кон- I такта в управл емом ключевом элементе 24. Это означает, что из задани  частоты тока статора исключаетс  полностью пропорциональна  составл юща , а интегральна  составл юща  компенсируетс  с интенсивностью роста активной составл ющей тока статора, максимальное значение которой согласовано с заданием частоты путем выбора соответствующих коэффициентов передачи в сумматоре 19. После исчезновени  возмущени  на валу спадает активный ток статора на входе регулируемого порогового элемента 27 до допустимой величины (ниже порога настройки), что приводит к исчезновению напр жени  на выходе логического элемента И 25 и возвращению ключей 23 и 24 к нормальному (первоначальному) положению. Скорость вращени  ротора восстанавливаетс  до величины, определ емой уставкой задани  на выходе блока 8 задани  частоты вращени . Таким образом может быть обеспечена заданна  м гкость механической характеристики в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

Устройство дл  управлени  Асинхронным короткозамкнутым электродвигателем по второму варианту (фиг.2) работает аналогично описанному при спокойной нагрузке в пределах ниже уровней настройки регулируемых пороговых элементов 26 и 27. Отличие

1Гт НШг

Редактор М.Бланар

Составитель А.Жилин

Техред М.Ходанич Корректор Н.Гунько

Фш.Г

Claims (2)

1. Устройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем по авт.св.№ 928587, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы при колебаниях нагрузки на .валу, введены два управляемых ключевых элемента, один из которых снабжен замыкающим контактом, а другой снабжен размыкающим контактом, логический элемент

И и два регулируемых пороговых элемента, второй сумматор снабжен третьим входом, вход первого регулируемого порогового элемента соединен с выходом первого элемента сравнения, вход второго регулируемого порогового элемента соединен с первым входом третьего элемента сравнения и через замыкающий контакт первого управляемого ключевого элемента подключен к третьему входу второго сумматора, второй вход которого через размыкающий контакт второго управ2 ляёмого ключевого элемента соединен с выходом второго пропорционального регулятора, управляющие входы обоих управляемых ключевых элементов соединены с .выходом логического элемента И, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго регулируемых пороговых элементов.

2. Устройство для управления асин хронным короткозамкнутым электродвигателем по авт.св. № 928587, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы при колебаниях нагрузки на валу, введены два управляемых ключевых элемента, один из которых снабжен замыкающим контактом, а другой снабжен размыкающим и замыкающим переключающими контактами, логический элемент И и два регулируемых пороговых элемента, второй сумматор снабжен третьим входом, второй интегральный регулятор снабжен вторым входом, вход первого регулируемого порогового элемента соединен с выходом первого элемента сравнения, вход второго регулируемого порогового элемента соединен с первым входом третьего элемента сравнения и через замыкающий контакт первого управляемого ключевого элемента подключен к третьему входу второго сумматора, выходы обоих регулируемых пороговых элементов соединены соответственно с входами логического элемента И, выход которого соединен с управляющими

1495969 А 2 входами первого и второго управляе мых ключевых элементов, переключающий контакт второго управляемого ключевого элемента соединен с выходом ³ '1495969 ⁴ пропорционального регулятора, размыкающий контакт второго управляемого ключевого элемента подключен к второму входу второго сумматора, а замыкающий контакт второго управляемого ключевого элемента подключен к второму входу второго интегрального регулятора.