SU658692A1

SU658692A1 - Induction motor control method

Info

Publication number: SU658692A1
Application number: SU762435970A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иосифович Роговой; Леонид Михайлович Тарасенко
Original assignee: Предприятие П/Я М-5973
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1979-04-25

Description

II

Изобретение относитс к области частотно-управл емого электропривода и может быть использовано, например, дл систем управлени двигател ми насосов нефтепроводов , непрерывных линий, циркул ционных насосов, где требуетс решение задач быстрейшего восстановлени скорости при кратковременных перерывах электроснабжени .The invention relates to the field of a frequency-controlled electric drive and can be used, for example, for engine control systems for pumps of oil pipelines, continuous lines, circulation pumps, where the solution of the problems of the fastest restoration of speed during short interruptions of power supply is required.

Известно, что при кратковре.менных перерывах электроснабжени и при последуюпдих повторных включени х асинхронного двигател с незатухшим полем развиваютс ударные электромагнитные моменты, значительно превышающие: номинальное значение, которые могут представить угрозу дл целостности рабочего механизма.It is known that during short power interruptions and subsequent re-starts of an asynchronous motor with a non-damped field, there are shock electromagnetic moments that significantly exceed: the nominal value, which can threaten the integrity of the working mechanism.

Если двигатель питаетс от преобразовател частоты, то при повторном включении возникают значительные переходные токи, способные повреждать вентили преобразовател частоты.If the motor is powered by a frequency converter, then when it is restarted, significant transient currents occur that can damage the frequency converter valves.

Известен способ управлени асинхронным двигателем с предотвращением самозапуска и подавлением ударных моментов при повторном подключении к сети асинхронного двигател с незатухшим полем, заключающийс в выборе благопри тной паузы перед повторным включением 1.A known method of controlling an asynchronous motor with prevention of self-starting and suppression of shock moments when the asynchronous motor with a continuous field is reconnected to the network, which consists in choosing a favorable pause before restarting 1.

Известен также способ управлени , приThere is also a known control method, with

котором в .момент исчезновени напр жени which at the time of the disappearance of the voltage

сети статор двигател отключаетс , а послеthe motor stator is disconnected, and after

восстановлени напр жени сети и окончани выбега обеспечиваетс его подключениеnetwork voltage recovery and the end of the coast is ensured

к питающей сети .2.to the mains .2.

Недостатками известных способов вл ютс значительные провалы скорости и значительна длительность, интервалов восстановлени заданной скорости, которые зачастую совершенно недопустимы дл ответственных электроприводов.The disadvantages of the known methods are significant speed dips and considerable duration, recovery intervals of a given speed, which are often completely unacceptable for the responsible electric drives.

Цель изобретени - улучшение качества работы электропривода с асинхронным двигателе .м, св занное с уменьшением времени восстановлени заданной скорости при ограничении токов вентилей преобразовател частоты и предотвращении ударных электромагнитных моментов.The purpose of the invention is to improve the quality of operation of an electric drive with an asynchronous motor, which is associated with a decrease in the recovery time of a given speed while limiting the currents of the valves of the frequency converter and preventing shock electromagnetic moments.

Указанна цель достигаетс тем, что в 0 известном способе управлени асинхронным двигателем, регулируемым по скорости и току, при перерывах питани от сети переменного тока, подключенной к статору через преобразователь частоты с автономным инвертором тока, заключающемс в том, что в момент исчезновени напр жени сети отключают статор двигател и подключают его носле восстановлени напр жени сети, одновременно с упом нутым отключением статора отключают регул тор скорости при подключенной посто нной уставке тока намагничивани регул тора входного тока инвертора и переключают систему управлени инвертором на управление от датчиков параметров двигател , а после восстановлени напр жени сети и подключени статора синхронизируют выходные импульсы системы управлени инвертором по положению оси магнитного пол в воздушном зазоре двигател и через интервал времени, завис щий от времени перерыва напр жени питающей сети, подключают регул тор скорости и переключают систему управлени инвертором на ут1равление по абсолютному скольжению ротора двигател .This goal is achieved by the fact that in the well-known control method of an asynchronous motor, adjustable in speed and current, during interruptions of the AC power supply, connected to the stator through a frequency converter with an autonomous current inverter, disconnecting the stator of the motor and connecting it to restoring mains voltage; simultaneously with said stator disconnection, the speed regulator is disconnected with the fixed magnetizing current setpoint tors the input current of the inverter and switch the inverter control system to control from the engine parameter sensors, and after restoring the mains voltage and connecting the stator, synchronize the output pulses of the inverter control system according to the position of the magnetic field axis in the air gap of the motor and over time interrupting the mains voltage, connect the speed controller and switch the inverter control system to the utter adjustment along the absolute slip of the motor rotor.

На чертеже представлена схема электропривода с асинхронным двигателем, по сн юща существо изобретени .The drawing shows a diagram of an electric drive with an asynchronous motor, explaining the gist of the invention.

Асинхронный двигатель АД питаетс от преобразовател частоты, состо щего из выпр мител В с системой управлени СУВ, дроссел Др и инвертора И с системами управлени СУИ1 и СУИ2, переключаемыми на входе инвертора переключателем К2. Статор АД подключаетс контактором К, катущка которого управл етс от датчика ДН сетевого напр жени через блок управлени КСУ. На вход СУИ2 подаетс сигнал от блока синхронизации БС, св занный через вычислительное устройство ВУ с датчиками фазных токов ДТА, ДТВ и фазных напр жений ДНА, ДНВ либо с датчиками Холла ДХА, ДХВ в воздушном зазоре АД.The asynchronous motor AD is powered by a frequency converter consisting of rectifier B with the control system SUV, drossel dr and inverter And with the control systems SUI1 and SUI2 switched on the input of the inverter by switch K2. The stator AD is connected by a contactor K, the coil of which is controlled from the voltage sensor of the mains voltage through the control unit KSU. The input of SUI2 is supplied with a signal from the BS synchronization unit connected via the VU computing device to the DTA, DTV phase current sensors, DND, DNV phase voltage sensors or Hall Effect sensors DHA, in the air gap of the HELL.

Система авторегулировани содержит регул тор скорости PC (с ограничителем Огр), св занным через ключ К1 с входным сумматором СУИ1, подключенным также к тахогенератору ТГ. Кроме того, ключ К1 св зан через блок нелинейности БН с регул тором тока РТ, на другие входы которого поданы сигнал уставки тока намагничивани ijsi и выходной сигнал датчика ДТ входного тока инвертора. Кроме того, в схему введен блок выдержки времени БВВ.The auto adjusting system contains a PC speed controller (with an Ogre limiter) connected via a key K1 with an input accumulator SUI1 connected also to a TG tachogenerator. In addition, the key K1 is connected via a non-linearity unit BN with a current regulator PT, the other inputs of which are supplied with a magnetization current setting signal ijsi and the output signal of the inverter's input current sensor DT. In addition, the block BVV time delay block is introduced into the scheme.

Работа электропривода осуществл етс следующим образом.The operation of the electric drive is carried out as follows.

В исходном положении двигатель под нагрузкой вращаетс с заданной скоростью, поддержание которой обеспечиваетс совместным действием регул торов PC и РТ и тем, что инвертор подключен переключателем К2 к системе управлени СУИ1. Выходной сигнал PC служит заданием электромагнитного момента, который при замкнутом ключе К1 обеспечивает взаимосв зное управление током статора (через систему управлени СУВ выпр мител ) и абсолютным скольжением (через систему управлени СУИ1 инвертора). При этом частота ста , тора формируетс как сумма частот вращени по сигналу ТГ или цифрового датчика скорости и скольжени , а задание тока формируетс как сумма посто нного сигнала i, соответствующего току холостого хода и выходного сигнала PC, подаваемого через блок нелинейности БН, характеристика которого обеспечивает поддержание посто нного магнитного потока в воздущном зазоре двигател .In the initial position, the motor under load rotates at a given speed, the maintenance of which is ensured by the combined action of the controllers PC and PT and the fact that the inverter is connected by the switch K2 to the control system SUI1. The output signal PC serves as a reference for the electromagnetic moment, which, when the key K1 is closed, provides interconnection control of the stator current (through the rectifier control system of the rectifier) and absolute slip (through the inverter control system CMS1). In this case, the frequency of a hundred, torus is formed as a sum of rotational frequencies by a TG signal or a digital speed and slip sensor, and the current reference is formed as a sum of a constant signal i corresponding to the no-load current and the output signal PC supplied through the non-linearity unit BN, the characteristic of which provides maintaining a constant magnetic flux in the air gap of the engine.

В момент исчезновени напр жени сети происходит отключение по сигналу датчика ДН контактора К через его систему управлени КСУ, отключение К1 и переключение К2 в верхнее положение. При этом система СУВ подготовлена к восстановлению в дальнейшем сначала лишь токи намагничивани 1м за счет того, что на входе РТ оставленаAt the time of the disappearance of the mains voltage, the contactor K is switched off by the signal of the DN sensor through its KSU control system, K1 is switched off and K2 is switched to the upper position. At the same time, the CS system is prepared for restoration in the future, at first, only the magnetization currents of 1 m due to the fact that the input RT is left

А инвертор И пододна установкаAnd the inverter And the bottom installation

готовлен к управлению от СУИ2, выходные импульсы которой синхронизированы блоком синхронизации БС по положению пол в воздушном зазоре. Положение упом нутого пол определ етс с помощью двух датчиков Холла - ДХА, ДХВ, - расположенных под углом 120° или 90°. (Положение главного пол может определ тьс с помощью датчиков фазных токов - ДТА, ДТВ, датчиков фазных напр жений и вычислительного устройства ВУ. В этом случае датчики Холла не требуютс ).prepared for control from SUI2, the output pulses of which are synchronized by the BS synchronization unit by the position of the floor in the air gap. The position of the aforementioned field is determined by means of two Hall sensors, DHA, DHV, located at an angle of 120 ° or 90 °. (The position of the main field can be determined using phase current sensors — DTA, DTV, phase voltage sensors, and a VU computing device. In this case, Hall sensors are not required).

Блок ВУ формирует сигналы sin а, cos а, где а - угол между осью главного пол и магнитной осью фазы А статора.The VU block generates the signals sin a, cos a, where a is the angle between the axis of the main field and the magnetic axis of the stator phase A.

После восстановлени напр жени сети производитс по сигналу датчика ДН включение контактора К. При этом тиристоры инвертора переключаютс в точном соответствии с положением главного пол , а ненулевые начальные услови , св занные с наличием незатухщего пол , учитываютс автоматически. В силу вышеуказанного происходит нарастание первоначально лишь намагничивающего тока статора до уровн , определ емого уставкой % . При такой принудительной фазировке тока статора в интервале восстановлени главного пол электромагнитный момент двигател равен нулю, т. е. обеспечиваетс подавление ударныхAfter the mains voltage has been restored, the contactor K is turned on by the signal from the DN sensor. In this case, the inverter thyristors switch in exact accordance with the position of the main field, and non-zero initial conditions associated with the presence of a non-quenching floor are automatically taken into account. In view of the above, initially only the magnetizing current of the stator increases to the level determined by the setting%. With such a forced phasing of the stator current in the recovery range of the main field, the electromagnetic moment of the motor is zero, i.e. shock suppression is provided.

переходных моментов. Одновременно обеспечиваетс ограничение переходных токов преобразовател частоты.transitional moments. At the same time, the transient currents of the frequency converter are limited.

Врем восстановлени главного пол (его можно вычислить или определить экспериментально ) вл етс функцией времени перерыва питани , фиксируемого по выходному сигналу ДН. Этот сигнал вводитс в блок формировани выдержки времени БВВ.The recovery time of the main field (it can be calculated or determined experimentally) is a function of the power interruption time recorded from the output of the DN signal. This signal is inputted to the time-delay shaping unit BVV.

После восстановлени главного пол блок БВВ включает ключ К1 и тем самым задает дополнительную активную составл ющую тока статора (определ ющую момент).After the restoration of the main field, the BVV block turns on the key K1 and thereby sets the additional active component of the stator current (defining moment).