SU746855A1 - Асинхронный электропривод с экстремальным управлением - Google Patents

Description

(54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ

t

Изобретение относитс  к электротех-i нике и может быть использовано дл  управлени  асинхронным электроприводом с нерегулируемым по угловой скорости и работающим при посто нной частоте асинхронным короткозамкнутым электродвигателем.

Известны асинхронные электроприводы с экстремальным управлением, содёр-жаадие вычислительное устройство, непрерывно решающее управление, определ ющее условие оптимума некоторого оптимизирующего энергетического показател  l.. В это вычислительное устройство должна вводитьс  информаци  о частоте, моменте и потоке двигател  и о тетлпературе его обмоток.

Известны также электроприводы, в которых производитс  подрегулировка напр жени  в функции текущего момента нагрузки двигател . Дл  этого используетс  датчик момента двигател  и множительное устройство в канале регулировани  Напр жени  на двигателе. В треУПРАВЛЕНИЕМ

тьей группе этих электроприводов регулирование напр жени  дл  достижени  экстремума потребл етлой мощности или тока осуществл етс  в функции скольжени  д&игател  с воздействием на канал регулировани  напр жени , либо посредством систш ы стабилизации абсолютного скольжений, ли,бо путем регулировани  тока по определенному закону посредстJBOM функционального преобразовател .

fO Дл  этого используетс  датчик абсолютного скольжени  и управл емый источник переменного тока

В четвертой группе этих электроприводов используетс  принцип поиска экстре15 мума. Основанные на этом принцште асинхронные электроприводы имеют сложные сх&лы, требуют высокой чувствительности сравнивающих устройств, сложной к громоздкой схемы управлени . Им свойст20 венны потери мощности на поиск,а также автоколебани  около точки экстралума, что снижает эффективность экстремального регулировани . Сложность всех указанных групп асйюфонных электроприводов с экстремальным управлением определ ет их высокую стоимость, требует установки сложных датчиков и вызывает трудности в эксплуатации. Это преп тствует использованию указанных электроприводов дл  массового применени , особенно при малой и средней мощности двигателей. Навгболее близким техническим решеу ем к изобретению  вл етс  асннхронньй электропривод с экстремальным управлением, сод жащий acmnqpoHный электродвигатель, подключенный к блоку регулировани  напр жшвг ,, и экстремальный регул тор миншлизации тока, вход которого соединен с датчиком тока двигател , а выход - со входом блока регулировани  напр жени  2. Недостатком известного электропривода  вл етс  сложность, низкое быстро - действие и надежность, высока  стоимость . Кроме того, данное устройство может быть использовано только в ре-г жиме минимума тока статора. Целью изобретени   вл етс  упрощен электропривода с экстремальным управл HHQvf дл  случа  посто нной частоты напр жени  на статоре и возможность оптимизашш режимов работы электропривода по нескольким параметрам, т. е . минимизации либо тока статора асинхроН ногчэ двигател , либо потерь активной мопшости в двигателе, либо оптимизаtam его коэффипиента мощности, - с одтм и тем же устройством, но 1фи различной его настройке Указанна  цель достигаетс  тем, что в асинхронный электропривод с экстремальным управлением, содержащий асин хронный электродвнгате ь, подключенны к блоку регулировани  напр жени , и экстретлальный регул тор минимизации ШШ, взюй которого соединен с датчиком тока электродвигател , а выход со входом блока регулировани  налр ж.е Ни , введо подключенньШ ко входу блок регулировани  напр жени  датадк напр жени , а экстремальный регул тор выполнен в виде последовательно соединен нь1Х функционального преобразовател  с экспоненциальной характеристикой и таерпнонного звена. На чертеже представлена структурн сх&ла асинхронного электропривода с экстремальным уттравлением. Асинхронный электропривод с экстр мальным управлением содержит асинхро 7 54 ный электродвигатель 1, подключенный к питающей сети через блок 2 регулировани  напр жени , например тиристорный регул тор напр жени , с двум  входами, датчик 3 тока статора электродвигател , датчик 4 напр жени  на статоре электродвигател , функциональный преобразователь 5 с характеристикой вида х а (1 -е), выполненный, например, либо в виде простого амплитудного фильтра, либо в виде оёычного резисторностабилитронного блока нелинейности с аппроксимацией указанной характеристики двум - трем  отрезками пр мых линий, и инерционное звено 6, Датчик напр жени  4 подключен СВОЕМ выходом к первому входу блока 2, а входом - к выходу этого блока. Преобразователь 5 через инерционное звено б подсоедин ет выход датчика 3 ко второму входу блока 2. Дл  асинхронного двигател , работающего при неизменной частоте напр жени  на его статоре, при любой нагрузке на его валу всегда может быть определено такое напр жение статора, которое обеспечит либо минимум потребл емого тока или активной могцности, либо оптимум коэффициента мощности, соответствующие данной наг|рузке двигател . При увеличении Нагрузки возрастает ток статора двнгател  1, то есть увеличиваетс  сигнал с датчика 3 тока, который подаетс  на функциональный преобразователь 5с характеристикой вида х ; а (1 -6), св зывающей оптимальные значени  тока статора с оптимальными значени ми напр жени  на статоре двигател  с учетом коэффициента усилени  блока 2 регулировани  нащэ жени  и коэффициента передачи датчика 3 тока, досТавл ющш т экстремум выбранному дл  оптимизахпш энергетическому показателю. Возросший На выходе преобразовател  5. сигнал поступает На вход звена 6, вьшолн ющего функцик) фильтра низкой частоты и необходимого дл  достижени  устойчивости работы электропривода. С инерционного звена сигнал поступает на вход блока рстулировани  напр жени . В результате напр жение На статоре двигател  1 увеличиваетс  до тех пор, пока ток статора увеличива сь, не достигнет значени , соответствующего оптимуму энергетического показател , выбранного дл  оптимизации , например, минимума тока статора при данной нагрузке. При сбросе нагрузки ток двигател  уменьшаетс , что приводит к уменьшению напр жени  на двигателе

до нового оптимального значени . Дл  реализации экстремального управлени  в рассматриваемом электроприводе необходимо , чтобы блок 2 облада  однозначной характеристикой вход-выход, т.е. чтобы гфи данном сигнале на его .входе, подсоединенном ic выходу звена; 6, напр жение на выходе блока 2 не зависило бы от колебаний напр жени  сети и от изменени  его нагрузки. Така  однозначность - характеристики блока 2 дости;гаетс  использованием жесткой отрицательной обратной св зи по напр жению на выходе блока 2, реализуемой посредством датчика 4 напр жени , выход / которогх подключен к первому входу блока 2. Дл  устойчивой работы электропривода необходимо, чтобы инерционность контура стабилизации напр жени  была бы меньше инерционности контура pei yлировани  напр жени  в функции тока статора . При использовании описываемого электропривода не требуютс  дополнительные средства дл  пуска и останова двигател . Дл  пуска двигател  необходимо замкнуть цепь контура рег тировани  напр жени  в функции тока статора. При этом произойдет плавный самозапуск двигател  с ограничением пускового тока, с устранением ударных токов и с бескон . тактным подсоединением его к сети. Дл  остановки двигател  размыкают указанну пепь, обеспечива  бесконтактное отключение его от сети.

Конкретна  требуема  характеристика функционального преобразовател  5 в „ цифровом вьфажении, в кошсретных единицах измерени , может быть получена как лини , соедин юща  точки экс тремумов характеристик двигател  в координатах: ток статора (оптимизируемый энергетический параметр), напркжевсие на Ьтаторе двигател . Можно производить и

«

упрощенную настройку функционального преобразовател  5 по двум точкам: на холостом ходу двигател  и при номиН льйой нагрузке.

AcинJqpoш ый электрпривод с экстремальным управлением имеет достаточно простую схетлу, обладает высоким быстродействие , не имеет потерь энерг и и времени на поиск экстремума, что Повышает надежность электропривода с экстремальным управлением, снижа ет его стоимость, упрощает эксплуатацию, повышает экономичность и позвол ет использовать в электроприводах малой и средней мощности.

Claims (1)

1.Савдлер А, С. и др. Автоматическое частотное управление асинхронными двигател ми, М., Знерги , 1974,

с. 190-200.

2,Патент США № 372384О, кл. 318-432, 1973 (прототип).