SU1548837A1

SU1548837A1 - Электропривод переменного тока

Info

Publication number: SU1548837A1
Application number: SU884403406A
Authority: SU
Inventors: Алексей Андреевич Семченко; Николай Михайлович Улащик; Сергей Юрьевич Должников; Бронислав Иосифович Фираго
Original assignee: Белорусский Политехнический Институт
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике. Цель изобретени - повышение надежности путем ограничени тока статора при скачкообразном изменении нагрузки от уровн ниже номинального. Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1, преобразователь 2 частоты, задатчик 8 интенсивности, который снабжен вторым входом, блок 12 измерени коэффициента мощности, задатчик 18 коэффициента мощности при критическом скольжении. Дискретное увеличение нагрузки от номинального уровн , превышающее по величине критическое значение момента, приводит к снижению коэффициента мощности ниже заданного в задатчике 18. Это приводит к замыканию ключей 14 и 15, и быстрому снижению частоты, что ограничивает ток. 3 ил.

Description

ел

Јь 00 00 ОО 1

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к управлению электроприводами по системе преобразователь частоты - двигатель и может быть использовано в электроприводах , требующих формировани экскаваторной механической характеристики .

Цель изобретени - повышение надежности путем ограничени тока статора при скачкообразном изменении нагрузки от уровн не ниже номинального ,

На фиг. 1 изображена функциональна схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 - задатчик интенсивности; на фиг. 3 - временные диаграммы работы электропривода при скачкообразном изменении нагрузки.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель , подключенный к преобразователю 2 частоты с блоком 3 управлени , имеющим раздельные каналы 4 и 5 регулировани частоты и напр жени , подключенные выходами к вентильной час- ти 6 преобразовател 2. Входы каналов 4 и 5 регулировани частоты и напр жени через регул тор 7 частоты и на- пр жени соединены с задатчиком 8 интенсивности, первый вход которого подключен к выходу сумматора 9, датчики напр жени 10 и тока 11 двигател выходами подключены к датчику 12 коэффициента мощности двигател . Пороговый элемент 13 выходом подключен к управл ющим входам первого 14 и второго 15 ключевых элементов, вход ключевого элемента 14 подключен к выходу элемента 16 задани обратной св зи, а выход соединен с одним входом сумматора 9. Второй сумматор 17, одним входом соединен с выходом датчика коэффициента мощности двигател 12, а другой его вход соединен с задатчиком 18 предельного значени коэффициента мощности двигател . Выход второго сумматора 17 соединен с входом порогового элемента 13 и входом второго ключевого элемента 15, выход которого подключен к второму входу задатчика 8 интенсивности.

Задатчик 8 интенсивности частоты вращени двигател состоит из последовательно соединенных компаратора 19 (фиг. 2), усилител 20 с регулируемым коэффициентом усилени и интегратора 21, при этом выход интегра0

5

0

5

тора 21 образует выход задатчика Ь интенсивности и соединен с вторым входом компаратора 19, первый вход которого вл етс первым входом задатчика 8 интенсивности.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

На вход сумматора 9 подаетс сигнал Uj задани частоты вращени электродвигател 1. С его выхода сигнал поступает на первый вход задатчика интенсивности частоты вращени двигател . Второй вход задатчика 8 интенсивности (вход управлени усилител 20 с регулируемым коэффициентом усилени ) служит дл воздействи на темп изменени выходного сигнала U.u задатчика 8 интенсивности . Чем больше по абсолютному значению величина сигнала на втором входе задатчика 8 интенсивности, тем выше темп изменени выходного сигнала (фиг. 3) .

При колебани х нагрузки, не превышающих максимального момента электродвигател 1, обратна св зь устройства разомкнута (разомкнуты ключевые элементы 14 и 15), поскольку выходной сигнал датчика 12 коэффициента мощности, пропорциональный разности фаз первых гармоник входных сигналов от датчиков напр жени 10 и тока 11, больше выходного сигнала s cos задатчика 18 предельного значени коэффициента мощности двигател (сигнал cos If к соответствует разности фаз между первыми гармоническими составл ющими сигналов напр жени и тока при моменте двигател ,равном критическому моменту). Величина рассогласовани Д costf-cos4) на выходе сумматора 17 больше нул и выходной сигнал порогового элемента 13 ра- 5 вен 0, где coslf- коэффициент мощности двигател .

При увеличении нагрузки на валу электродвигател 1 выше номинальной увеличиваетс угол q сдвига фаз между первыми гармониками сигналов с выхода датчиков напр жени 10 и тока 11, поступающими на входы датчика 12 коэффициента мощности, который осуществл ет преобразование фаза-амплитуда . При повышении нагрузки над максимальным моментом электродвигател 1 по прохождении рабочей координатной точки критического скольжени его механической характеристики вели0

0

5

чина сигнала на выходе датчика 12 коэффициента мощности становитс меньше сигнала задатчика 18 предельного значени коэффициента мощности двигател , величина рассогласовани на выходе сумматора 17 u c.os(j-cos (jK О. Пороговый элемент 13 срабатывает при величине рассогласовани Л 0, сигнал на его выходе становитс равным единице и остаетс таковым при значени х & 0. Своим единичным выходным сигналом пороговый элемент 13 через ключевые элементы 14 и 15 замыкает

48837

10

частоты преобразовател 2. Поскольку момент нагрузки с увеличением частоты вновь превышает ограничиваемое значение, скольжение двигател становитс больше критического, величина рассогласовани на выходе сумматора и срабатывает пороговый элемент 13. В результате в устройстве вновь замыкаетс отрицательна обратна св зь и выходна частота преобразовател 2 снижаетс . Электропривод переходит в скольз щий режим отслеживани нагрузки и среднее зна

отрицательные обратные св зи и часто- щ чение выходной частоты преобразова- та преобразовател 2 снижаетс . При этом рассогласование Д с выхода сумматора 17 через ключевой элемент 15 поступает на второй вход задатчика 8 интенсивности и величиной этого рассогласовани & определ етс темп изменени выходного сигнала изи (чем больше величина Д , тем выше темп

20

тел 2 остаетс неизменным до тех пор, пока не уменьшитс момент нагрузки . При снижении момента нагрузки ниже ограничиваемого уровн сигнал на выходе порогового элемента становитс равным нулю, размыкаетс обратна св зь устройства, частота преобразовател 2 увеличиваетс до уровн , определ емого сигналом U

изменени сигнала ).

Таким образом, при скачкообразном изменении нагрузки на начальном интервале времени работы устройства с отрицательной обратной св зью темп изменени выходного сигнала максимальный . По мере снижени частоты преобразовател 2 сигнал на выходе датчика 12 коэффициента мощности увеличиваетс , модуль величины рассогласовани на выходе сумматора 17 |k| costji-cosCp| уменьшаетс и темп изменени сигнала снижаетс . При снижении частоты преобразовател 2 до уровн , соответствующего равенству момента нагрузки и критического (ограничиваемого) момента двигател 1, скольжение становитс равным критическому скольжению и угол | сдвига фаз между первыми гармониками сигналов с выхода датчиков напр жени 10 и тока 11 уменьшаетс настолько, что сигнал на выходе датчика 12 коэффициента мощности становитс больше сигнала задатчика 18 предельного значени коэффициента мощности двигател величина рассогласовани на выходе сумматора 17 Д cos(| -cosq K 0, сигнал на выходе порогового элемента 13 становитс равным нулю. При этом ключевые элементы 14 и 15 размыкают отрицательную обратную св зь. Напр жение на выходе задатчика 8 интенсивности начинает измен тьс в соответствии с сигналом на его входе, что приводит к увеличению выходной

чение выходной частоты преобразова-

на выходе сумматора 9, и электропривод переходит в состо ние, предшествовавшее режимуограничени момента и тока режиму упора) .

На фиг. 3 приведены диаграммы А,

В работы известного и предлагаемого устройства соответственно при скачкообразном изменении скольжени двигател (режим упора), Из диаграммы А, В работы следует, что предлагаемое устройство обеспечивает значительно более быстрое снижение выходной частоты преобразовател 2 (а значит, и снижение скольжени и тока двигател 1), чем известное устройство.

Таким образом, рассмотренный электропривод переменного тока обеспечивает повышение точности ограничени тока статора асинхронного двигател при скачкообразном изменении нагрузки путем уменьшени времени отработки сигнала на снижение выходной частоты преобразовател , обеспечиваемого за счет введени дополнительного входа задатчика интенсивности и цепей

управлени им, что повышает надежность устройства.

Claims

Формула изобретени

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель , подключенный к преобразователю, частоты с раздельными каналами регулировани частоты и напр жени , входы

которых через регул тор частоты и напр жени соединены с выходом эа- датчика интенсивности, первый вход которого подключен к выходу сумматора , один вход сумматора соединен с эадатчиком частоты вращени , а другой - с выходом первого ключевого элемента, вход которого подключен к элементу задани сигнала обратной св зи, пороговый элемент, датчики напр жени и тока, входами подключенные к выходу преобразовател частоты , а выходами - к входу датчика коэффициента мощности двигател , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности путем ограничени тока статора при скачкообразном изменении нагрузки от уровн не ниже номинального, введены

Фиг. 2

второй сумматор, задатчик предельного значени коэффициента мощности двигател , соответствующего критическому значению момента, второй ключевой элемент, а задатчик интенсивности снабжен вторым входом, при этом один вход второго сумматора соединен с выходом датчика коэффициента мощности, а другой его вход - с выходом задатчика предельного значени коэффициента мощности двигател , выход второго сумматора подключен к входам порогового элемента и второго ключевого элемента, выход второго ключевого элемента соединен с вторым входом задатчика интенсивности, а управл ющие входы первого и второго ключевых элементов соединены с выходом порогового элемента.