SU1683165A1 - Способ управлени асинхронным электродвигателем с фазным ротором и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах подъемно-транспортных машин, волочильных станов и других подобных производственных механизмов. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и качества управлени . Запуск электродвигател  с фазным ротором осуществл ют за счет ступенчатого и плавного регулировани  тока ротора посредством шунтировани  секций реостата и плавного изменени  угла включени  тиристоров управл емого выпр мител , включенных в роторную цепь. Дл  достижени  указанной цели при ступенчатом изменении секционированного резистора осуществл ют коррекцию сигнала управлени , под воздействием которого происходит запуск двигател , измен   его ARai на XPI о в направлении, противоположном его изменению, где R2i - полное сопротивление фазы роторной цепи до 1-го изменени  секционированного резистора, Л Rat - сопротивление f-й секции секционированного резистора. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах подъемно-транспортных машин, волочильных станов и других подобных производственных механизмов,

Цель изобретени  - повышение надежности и качества управлени  за счет исключени  пиков момента.

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором; на фиг.2 - структурна  схема блока коррекции

напр жени  задани  частоты вращени  электродвигател .

Устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем 1 с фазным ротором содержит управл емый мостовой выпр митель 2, соединенный силовым входом с зажимами дл  подключени  обмотки ротора электродвигател  1, а выходом - с резисто-- ром 3, секционированным N управл емыми ключевыми элементами 4, датчик 5 ЭДС скольжени , блок 6 управлени  мостового выпр мител , элемент 7 сравнени , блок 8

О 00

со

ск ел

задани  частоты вращени , нуль-орган 9, блок 10 управлени  ключевыми элементами , формирователь 11 импульсов управлени  ключевыми элементами, блок 12 дифференцирующих цепей, схему 13 логического суммировани , схему 14 совпадени  и блок 15 коррекции напр жени  задани  частоты вращени .

Датчик 5 ЭДС скольжени  входом св зан с цепью ротора электродвигател  1, а выходами - с соответствующими опорными входами блока 6 управлени  мостового выпр мител  и с информационным входом элемента 7 сравнени , задающий вход которого подключен к выходу блока 8 задани  частоты вращени . Выход элемента 7 сравнени  соединен с управл ющим входом блока 6 управлени  мостовым выпр мителем и входом нуль-органа 9, выход которого соединен с входом блока 10 управлени  ключевыми элементами. Формирователь 11 импульсов управлени  ключевыми элементами подключен к управл ющим элементам 4. Выход блока 6 управлени  мостовым выпр мителем соединен с входом управлени  мостового выпр мител  2, а дополнительные выходы блока б управлени  через блок 12 дифференцирующих цепей и схему 13 логического суммировани  соединены с другим входом схемы 14 совпадени . Выходы блока 10 управлени  ключевыми элементами соединены с одним входом схемы 14 совпадени  и со входами блока 15 коррекции напр жени  задани , выход которого подключен к дополнительному входу блока 8 задани  частоты вращени . Выходы схемы 14 совпадени  соединены с соответствующими входами формировател  11 импульсов управлени  ключевыми элементами.

Блок 15 коррекции напр жени  задани  (фиг.2) выполнен в виде последовательно соединенных блока 16 врем задающих цепей и управл емого ключа 17, выход которого образует выход блока 15 коррекции , напр жени  задани , входы которого образо- ваны входами блока 16 врем задающих цепей. Способ управлени  асинхронным двигателем с фазным ротором позвол ет реализовать плавный пуск без рывков и качков в диаграмме моментов в соответствии с графиком изменени  напр жени  задани . При этом полностью используютс  возможности параметрического регул тора, осуще- ствл ющего плавное изменение сопротивлени  в цепи ротора. При пуске благодар  монотонно измен ющемус  напр жению задани  происходит плавный рост момента двигател  за счет уменьшени  значени  сопротивлени  в роторной цепи. При достижении данным сопротивлением

нулевого значени  осуществл ют шунтирование секций добавочного резистора, включенного также в цепь ротора. Одновременно с шунтированием производ т ступенчатую коррекцию напр жени  задани  в направлении,противоположном его изменению, с целью компенсации возмущени , вносимого скачкообразным изменением сопротивлени  секционированного

резистора за счет адекватного, но противо- пложного изменени  состо ни  параметрического регул тора.

Устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором

работает следующим образом,

На статор неподвижного электродвигател  1 подаетс  напр жение питающей сети , в результате чего на фазном роторе по вл етс  напр жение, которое через

трансформатор 18 датчика 5 ЭДС скольжени  поступает на входы генератора 19 пилообразного напр жени  блока 6 управлени  мостовым выпр мителем. На выходе генератора 19 формируютс  напр жени  пилообразной формы, находищес  в фазе с напр жением обмоток ротора, которые подаютс  в формирователь 20 импульсов, где сравниваютс  с выходным сигналом элемента 7 сравнени . В момент их равенства формируютс  импульсы, отпирающие тиристоры управл емого мостового выпр мител  2. Таким образом, угол управлени  тир горами выпр мител  2 пропорционален напр жению, поступающему с элемента 7 сравнени .

В момент подачи напр жени  на статор электродвигател  1 этот угол максимален, что обеспечивает запертое состо ние управл емого мостового выпр мител  2, а сле- довательно, и отсутствие крут щего момента на валу электродвигател .

С началом монотонного изменени  выходного напр жени  блока 8 задани  частоты вращени  происходит уменьшение

напр жени  на выходе элемента 7 сравнени , что влечет за собой смещение импульсов управлени  тиристоров мостового выпр мител  2 в сторону точки естествен0 ной коммутации, т.е, его постепенное открытие , и, вместе с тем, приводит к росту тока в фазах обмотки ротора, что обеспечивает увеличение крут щего момента на валу . Нарастание крут щего момента

продолжаетс  до трогани  с места ротора электродвигател  1, а затем происходит его разгон с темпом, определ емым блоком 8 задани  частоты вращени ,

Угол управлени  мостовым выпр мителем 2 достигает нулевого значени  когда напр жение на выходе элемента сравнени 

7 становитс  равным нулю, что приводит к формированию на выходе нуль-органа 9 напр жени  высокого уровн , поступающего на вход блока 10 управлени  ключевыми элементами. В результате на его соответствующем выходе формируетс  сигнал отпирани  очередного тиристорного ключевого элемента 4; шунтирующего соответствующую секцию резистора 3. Этот сигнал поступает на входы схемы 14 совпадени  и блока 15 коррекции напр жени  задани , где подаетс  непосредственно на одну из дифференцирующих цепей, вход щих в состав блока 16 врем задающих цепей (фиг.2). В результате на вход управл емого ключа 17 блока коррекции напр жени  задани  поступает управл ющий импульс вполне определенной длительности, что приводит к кратковременному его отпиранию, обеспечива  необходимую коррекцию выходного напр жени  блока 8 задани  частоты вращени  за счет дозированного разр да емкости интегратора, вход щего в его состав.

Изменение в результате осуществленной коррекции выходного напр жени  блока 8 задани  приводит к возрастанию напр жени  на выходе элемента 7 сравнени , что влечет за собой рост угла управлени  тиристорами мостового выпр мител  2. С по влением очередного управл ющего импульса на выходе формировател  20, поступающего как на управл ющий вход мостового выпр мител  2, так и на блок 12 дифференцирующих цепей, на выходе последнего возникает импульс напр жени , воздействующий через схему 13 логического суммировани  на схему 14 совпадени , что вызывает формирование импульсов напр жени  на тех ее выходах, на соответствующие входы которых поданы разрешающие напр жени  со стороны блока 10 управлени  ключевыми элементами. Эти импульсы усиливаютс  формирователем 11 импульсов управлени  и подаютс  на ключевые элементы 4. При этом состо ние ранее включенных элементов 4 не мен етс , а переходит в провод щее состо ние ключевой элемент, шунтирующий очередную секцию резистора 3.

Благодар  осуществленной к этому моменту коррекции выходного напр жени  блока 8 задани , повлекшей за собой подза- пирание мостового выпр мител  2 (т.е. уменьшение эквивалентного сопротивлени , включенного в роторную цепь), ток в роторной цепи, а следовательно, и момент электродвигател  1 будут сохранены на прежнем уровне,

Таким образом, производ  одновременно с шунтированием секций резистора

дозированное изменение тока ротора зз счет изменени  эквивалентного сопротивлени  роторной цепи, обеспечиваетс  минимизаци  пмкоа момента, что повышает

надежность электропривода и увеличивает плавность запу.,;.э.

Формул;, изобретени  1. Способ управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором и

включенными в его цепь регулируемым и секционированным резисторами, при котором осуществл ют плавное изменение регу- лируемого резистора по монотонно измен ющему управл ющему воздействию

и при достижении этой величиной нулевого значени  осуществл ют ступенчатое изменение значени  сопротивлени  секционированного резистора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности

путем исключени  пиков момента, при указанном ступенчатом изменении секционированного резистора осуществл ют коррекцию управл ющего воздействи  путем его изменени  на величину

.. AR2I

XPI

R2i

в направлении, противоположном его изменению, где R2I - полное сопротивление фазы роторной цепи до 1-го ступенчатого изменени  величины сопротивлени  секционированного резистора без учета дополнительного плавно измен емого сопротивлени , ARai - сопротивление 1-й секции секционированного резистора.

2. Устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее управл емый мостовой выпр митель , соединенный силовым входом с зажимами дл  подключени  обмотки ротора, а выходом - с резистором, секционированным N управл емыми ключевыми элементами , датчик ЭДС скольжени , с входом дл  подключени  в цепь ротора, а выходами соединен с соответствующими опорными вхо- дами блока управлени  мостового

выпр мител  и с информационным входом элемента сравнени , задающий вход которого подключен к выходу блока задани  частоты вращени , выход элемента сравнени  соединен с управл ющим входом блока управлени  мостовым выпр мителем и входом нуль-органа, выход которого соединен с входом блока управлени  ключевыми элементами , выход блока управлени  мостовым выпр мителем соединен с входом

управлени  мостового выпр мител , а управл ющие входы ключевых элементов под- ключены к соответствующим входам формировател  импульсов управлени  ключевыми элементами, отличающеес 

тем, что, с целью повышени  надежности и качества управлени  за счет исключени  пиков момента, в него введены блок дифференцирующих цепей, схема логического Суммировани , схема совпадени  и блок коррекции напр жени  задани  частоты Вращени , а блок управлени  мостовым выпр мителем выполнен с дополнительными выходами и блок задани  частоты вращени  с дополнительным входом, выходы блока управлени  ключевыми элементами соединены с одними входами схемы совпадени  и входами блока коррекции напр жени  задани , выход которого соединен с дополнительным входом блока- задани  частоты вращени , дополнительные выходы блока управлени  мостовым выпр мителем через

0

5

блок дифференцирующих цепей и схему логического суммировани соединены с другим входом схемы совпадени , выходы которой соединены с соответствующими входами формировател  импульсов управлени  ключевыми элементами.

2. Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что блок коррекции напр жени  задани  частоты вращени  выполнен в виде последовательно соединенных блока врем задающих цепей и управл емого ключа, выход которого образует выход блока коррекции напр жени  задани  частоты вращени , входы которого образованы входами блока врем задающих цепей.

Фиг./

N

vi

Ј

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором и включенными в его цепь регулируемым и секционированным резисторами, при котором осуществляют плавное изменение регулируемого резистора по монотонно изменяющему управляющему воздействию и при достижении этой величиной нулевого значения осуществляют ступенчатое изменение значения сопротивления секционированного резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения пиков момента, при указанном ступенчатом изменении секционированного резистора осуществляют коррекцию управляющего воздействия путем его изменения на величину

   AR 2I у pi = —^—^{8 нап}Р^{авлении}> противоположном его изменению, где R2I - полное сопротивление фазы роторной цепи до 1-го ступенчатого изменения величины сопротивления секционированного резистора без учета дополнительного плавно изменяемого сопротивления, AR2I - сопротивление i-й секции секционированного резистора.
2. 2. Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее управляемый мостовой выпрямитель, соединенный силовым входом с зажимами для подключения обмотки ротора, а выходом - с резистором, секционированным N управляемыми ключевыми элементами, датчик ЭДС скольжения, с входом для подключения в цепь ротора, а выходами соединен с соответствующими опорными входа ми блока управления мостового выпрямителя и с информационным входом элемента сравнения, задающий вход которого подключен к выходу блока задания частоты вращения, выход элемента сравнения соединен с управляющим входом блока управления мостовым выпрямителем и входом нуль-органа, выход которого соединен с входом блока управления ключевыми элементами, выход блока управления мостовым выпрямителем соединен с входом управления мостового выпрямителя, а управляющие входы ключевых элементов подключены к соответствующим входам формирователя импульсов управления ключевыми элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и качества управления за счет исключения пиков момента, в него введены блок дифференцирующих цепей, схема логического Суммирования, схема совпадения и блок 5 коррекции напряжения задания частоты Вращения, а блок управления мостовым выпрямителем выполнен с дополнительными Выходами и блок задания частоты вращения * с дополнительным входом, выходы блока управления ключевыми элементами соединены с одними входами схемы совпадения й входами блока коррекции напряжения задания, выход которого соединен с дополнительным входом блока- задания частоты Вращения, дополнительные выходы блока управления мостовым выпрямителем через блок дифференцирующих цепей и схему логического суммировани соединены с другим входом схемы совпадения, выходы которой соединены с соответствующими входами формирователя импульсов управления ключевыми элементами.

   2. Устройство по п.2, отличающей с я тем, что блок коррекции напряжения 10 задания частоты вращения выполнен в виде последовательно соединенных блока времязадающих цепей и управляемого ключа, выход которого образует выход блока коррекции напряжения задания ча15 стоты вращения, входы которого образованы входами блока времязадающих цепей.