SU764082A1 - Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor - Google Patents

Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor Download PDF

Info

Publication number
SU764082A1
SU764082A1 SU782644856A SU2644856A SU764082A1 SU 764082 A1 SU764082 A1 SU 764082A1 SU 782644856 A SU782644856 A SU 782644856A SU 2644856 A SU2644856 A SU 2644856A SU 764082 A1 SU764082 A1 SU 764082A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
speed
converter
network
rotor
Prior art date
Application number
SU782644856A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Барков
Геннадий Васильевич Булыгин
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина filed Critical Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина
Priority to SU782644856K priority Critical patent/SU764084A1/en
Priority to SU782644856D priority patent/SU764083A1/en
Priority to SU782644856A priority patent/SU764082A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU764082A1 publication Critical patent/SU764082A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

Изобретение относится к электротехнике и моясет быть использовано в автоматизированном электроприводе в станкостроении, приборостроении, химической промышленности и т. д.The invention relates to electrical engineering and Moyaset to be used in an automated electric drive in machine tool building, instrument making, chemical industry, etc.

При создании современных высококачественных систем электропривода с широким диапазоном регулирования скорости на базе двигателей переменного тока применяются частотные способы управления.When creating modern high-quality electric drive systems with a wide range of speed control based on AC motors, frequency control methods are used.

Известны два способа частотного регулирования скорости двигателя переменного тока: пропорционально-частотный [1 ] и разностно-частотный, осуществляемый с помощью машины двойного питания [2].There are two methods of frequency regulation of the speed of an AC motor: proportional-frequency [1] and differential-frequency, carried out using a dual-power machine [2].

При пропорционально-частотном способе регулирования обмотку статора (ротора) короткозамкнутого асинхронного двигателя подключают к преобразователю, выходную частоту которого изменяют от нуля до номинальной частоты сети ft для регулирования, скорости от нуля до номинальной.With the proportional-frequency control method, the stator (rotor) winding of the squirrel-cage induction motor is connected to a converter, the output frequency of which is changed from zero to the rated frequency of the network f t for regulation, the speed is from zero to rated.

При использовании современных тиристорных преобразователей частоты, выпускаемых промышленностью, диапазон регулирования скорости не превышает 1 :20 Кроме того, при снижении скорости напря жениё на двигателе уменьшается, что приводит к возрастанию угла регулирования и выпрямителя. При этом возрастает содержание высших гармонических в питающей сети,’ что вредно отражается на работе ос5 тальных потребителей, и увеличиваются пульсации выходного, напряжения выпрямителя. Для обеспечения нормальной работы инвертора возникает необходимость применения громоздкого силового фильтра, увеличивающего вес и габариты всего устройio ства и снижающего быстродействие системы.When using modern thyristor frequency converters manufactured by industry, the speed control range does not exceed 1: 20. In addition, when the speed decreases, the voltage on the motor decreases, which leads to an increase in the angle of regulation and the rectifier. At the same time, the content of higher harmonics in the supply network increases, which negatively affects the work of the other 5 consumers, and the ripple of the output voltage of the rectifier increases. To ensure the normal operation of the inverter, it becomes necessary to use a bulky power filter, which increases the weight and dimensions of the entire device and reduces the speed of the system.

Кроме того, оптимальный режим работы двигателя при пропорционально-частотном управлении возможен только в пределах изменения частоты от номинальной до приблизительно (зависит от типа и мощности 15 двигателя) половины ее номинального значения), т. е. в диапазоне регулирования 1 : 2. При дальнейшем изменении частоты начинает оказывать влияние активное сопротивление статорной (роторной) обмотки, 2о что приводит к возникновению'колебательности и резкому ухудшению всех эксплуатационных характеристик. Применение специальных режимов с использованием средств автоматического регулирования (режим по стоянного абсолютного скольжения, по стоянство потока и т. д.) значительно услож няет систему и снижает надежность.In addition, the optimal mode of operation of the engine with proportional-frequency control is possible only within the frequency range from nominal to approximately (depending on the type and power of engine 15 ) half of its nominal value), that is, in the control range of 1: 2. In the future a change in frequency begins to be affected by the active resistance of the stator (rotor) winding, 2о which leads to the appearance of oscillation and a sharp deterioration in all operational characteristics. The use of special modes using automatic control means (constant absolute slip mode, constant flow, etc.) significantly complicates the system and reduces reliability.

Ряд указанных недостатков устраняется при разностно-частотном способе управления. При этом обмотку статора (ротора) подключают к сети, а обмотку ротора (статора) — к преобразователю. Частоту на выходе преобразователя изменяют от частоты сети до нуля для регулирования скорости от нуля до синхронной. Затем, изменив порядок следования фаз напряжения возбуждения на обратный и отрегулировав частоту преобразователя от нуля до частоты сети доводят скорость двигателя до двойной синхронной.A number of these disadvantages are eliminated with the difference-frequency control method. In this case, the stator (rotor) winding is connected to the network, and the rotor (stator) winding is connected to the converter. The frequency at the output of the converter is changed from the network frequency to zero to control the speed from zero to synchronous. Then, by changing the sequence of the phases of the excitation voltage to the opposite and adjusting the frequency of the converter from zero to the frequency of the network, the motor speed is brought to double synchronous.

Низкие скорости вращения при разностночастотном способе получаются при частоте и напряжении роторной (статорной) обмотки, близких к номинальным значениям. Следовательно, угол зажигания а минимальный, пульсации выходного напряжения выпрямителя на низких скоростях незначительны, коэффициент мощности роторного (статорного) преобразователя имеет максимальное значение и генерация высших гармоник в питающую сеть практически отсутствует. При этом отпадает необходимость в использовании силового фильтра, в связи с чем возрастает быстродействие системы, снижаются вес и габариты устройства и колебательность. Быстродействие возрастает также потому, что на низких скоростях перегрузочная способность двигателя увеличивается в 10—12 раз. Бесконтактный реверс двигателя осуществляется повышением частоты обмотки возбуждения по отношению к частоте сети. Однако при повышении скорости двигателя (снижение частоты питания обмотки возбуждения) начинает оказывать влияние активное сопротивление обмотки и энергетические и динамические характеристики всей системы привода ухудшаются так же, как при пропорционально-частотном управлении в зоне низких скоростей.Low rotation speeds in the difference-frequency method are obtained at the frequency and voltage of the rotor (stator) winding close to the nominal values. Therefore, the ignition angle a is minimal, the ripple of the output voltage of the rectifier at low speeds is insignificant, the power factor of the rotor (stator) converter has a maximum value and the generation of higher harmonics into the supply network is practically absent. At the same time, there is no need to use a power filter, in connection with which the system performance increases, the weight and dimensions of the device and the oscillation decrease. Performance also increases because at low speeds the overload capacity of the engine increases by 10-12 times. Contactless reverse of the motor is carried out by increasing the frequency of the field winding in relation to the frequency of the network. However, with increasing motor speed (lowering the frequency of the field winding supply), the active resistance of the winding begins to influence and the energy and dynamic characteristics of the entire drive system deteriorate in the same way as with proportional-frequency control in the low-speed zone.

Таким образом, оптимальные характеристики привода получаются при изменении частоты питания двигателя от частоты сети до половины ее номинального значения. Общим недостатком обоих способов являет- ; ся то, что при глубоком регулировании скорости напряжение и частота должны изменяться в широких пределах. Из-за изменения параметров двигателя возникает необходимость в использовании корректирующих устройств с переменной структурой и параметрами для достижения требуемого качества регулирования во всём диапазоне, что в значительной степени усложняет и удорожает систему электропривода.Thus, the optimal drive characteristics are obtained by changing the frequency of the motor supply from the mains frequency to half of its nominal value. A common disadvantage of both methods is; The fact is that with deep speed control, the voltage and frequency must vary widely. Due to changes in engine parameters, it becomes necessary to use corrective devices with variable structure and parameters to achieve the required quality of regulation in the entire range, which greatly complicates and increases the cost of the electric drive system.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования скорости двигателя переменного тока, по которому в цепь обмотки ротора (статорз) включают преобразователь, обмотку статора (ротора) замыкают накоротко, а частоту на выходе преобразователя изменяют от нуля до половины частоты сети для регулирования скорости от нуля до значения, соответствующего половине синхронной скорости, после чего статор (ротор) $ размыкают [3]. Затем статор (ротор) включают в сеть и изменением частоты преобразователя от половины частоты сети до нуля доводят скорость двигателя до синхронной скорости. После этого, изменив порядок следования фаз напряжения возбуждения о на обратный, изменением частоты преобразователя от нуля до половины частоты сети доводят скорость двигателя до номинальной, равной полуторному значению синхронной скорости.The closest in technical essence to the invention is a method for controlling the speed of an alternating current motor, according to which a converter is included in the rotor winding circuit (stator), the stator (rotor) winding is short-circuited, and the frequency at the converter output is changed from zero to half the network frequency for speed control from zero to a value corresponding to half the synchronous speed, after which the stator (rotor) $ opens [3]. Then the stator (rotor) is connected to the network and by changing the frequency of the converter from half the network frequency to zero, the motor speed is brought to synchronous speed. After that, by changing the sequence of the phases of the excitation voltage o to the opposite, by changing the frequency of the converter from zero to half the frequency of the network, the motor speed is brought to a nominal value equal to one and a half value of the synchronous speed.

Можно также преобразователь частоты 1 подключать вначале к обмотке статора (ротора) двигателя, а его обмотку ротора (статора) закорачивать. При достижении ротором скорости, равной половине синхронной скорости, преобразователь подключают к 0 обмотке ротора (статора), а обмотку статора (ротора) подключают к сети.You can also connect the frequency converter 1 first to the stator winding (rotor) of the motor, and shorten its rotor winding (stator). When the rotor reaches a speed equal to half the synchronous speed, the converter is connected to the 0 winding of the rotor (stator), and the stator winding (rotor) is connected to the network.

Этот способ характеризуется значительным диапазоном изменения частоты (Одо fc) т. е. отношение fc/fn -» <*» при регулировании скорости двигателя. Это приводит к необ5 ходимости иметь переменными структуру и параметры корректирующих устройств из-за значительного изменения параметров двигателя. Кроме того, при малых скоростях ротора, двигатель развивает незначительный электромагнитный момент, увеличение которого ограничивается насыщением машины. При регулировании скорости двигатель работает не в оптимальной области частот (0 до 0,5 fc), где его характеристики значительно ухудшаются.This method is characterized by a significant frequency range (Odo f c ), ie, the ratio f c / f n - "<*" when regulating the speed of the engine. This leads to the need to have the structure and parameters of corrective devices due to a significant change in engine parameters. In addition, at low rotor speeds, the engine develops an insignificant electromagnetic moment, the increase of which is limited by the saturation of the machine. When adjusting the speed, the engine does not work in the optimal frequency range (0 to 0.5 f c ), where its characteristics are significantly deteriorated.

ί Цель изобретения — расширение диапазона регулирования скорости двигателя переменного тока и повышение энергетических показателей.ί The purpose of the invention is the expansion of the range of regulation of the speed of the AC motor and increase energy performance.

Это достигается тем, что по способу регулирования скорости двигателя переменного 0 тока с помощью преобразователя частоты, подключенного к ротору, заключающемуся в том, что замыкают обмотки статора на. коротко, регулируют частоту преобразователя в заданном диапазоне, после чего обj мотку статора размыкают, до замыкания обмотки статора накоротко подключают обмотки Статора к сети, изменяют частоту преобразователя от частоты сети до полуторного ее значения для регулирования скорости двигателя от нуля до величины, соото ветствующей половине синхронной скорости, после чего статор отключают от сети, уменьшают частоту преобразователя до половины частоты сети с последующим регулированием частоты преобразователя в диапазоне от половины частоты сети до полуторного ее значения, обеспечивая величину скорости двигателя, равную полуторасинхронной скорости, затем уменьшают частоту преобразователя до половины частоты сети, под5 ключают статор к сети с обратным порядком чередования фаз по отношению к напряжению возбуждения и увеличением частоты вновь до полуторного значения доводят скорость ротора до номинальной, равной двухсполовинной синхронной скорости. JThis is achieved by the fact that by the method of controlling the motor speed of alternating current 0 using a frequency converter connected to the rotor, which consists in closing the stator windings on. briefly, they regulate the frequency of the converter in a given range, after which the stator winding is opened, until the stator winding closes, the stator windings are short-circuited to the mains, the frequency of the converter is changed from the mains frequency to one and a half values to regulate the motor speed from zero to half the synchronous speed, after which the stator is disconnected from the network, the frequency of the converter is reduced to half the frequency of the network, followed by the regulation of the frequency of the converter in the range of half an hour the network frequency to its one and a half value, providing a value of the motor speed equal to one and a half asynchronous speed, then reduce the frequency of the converter to half the network frequency, connect the stator to the network with the reverse phase sequence in relation to the excitation voltage and increase the rotor speed again to one and a half value up to a nominal equal to two-half synchronous speed. J

На чертеже показана схема включения двигателя.The drawing shows a diagram of the engine.

Подключение статора 1 двигателя к сети и закорачивание его обмоток осуществляется соответственно переключателями 2 и 3. Частота и напряжение в обмотке ротора 4 ю двигателя регулируется посредством преобразователя 5.Connecting the stator 1 of the motor to the network and shorting its windings is carried out by switches 2 and 3, respectively. The frequency and voltage in the winding of the rotor of the 4th motor are regulated by converter 5.

Замыкают переключатель 3 и изменяют частоту преобразователя в роторной цепи от частоты сети до полуторакратного ее значения, а при достижении ротором скорое- 1S ти, равной половине синхронной скорости, отключают статор от сети, уменьшают частоту ротора от полуторакратного значения до половины частоты сети, затем замыкают накоротко обмотку статора переключате- до лем 3 и изменяют частоту преобразователя от половины частоты сети до полуторного ее значения, доводя скорость ротора до скорости,' равной полуторасинхронной скорости, а затем размыкают переключатель 2, уменьшают частоту преобразователя от полутор- ного значения частоты до половины частоты сети, подключают статор к сети с обратным порядком следования фаз по отношению к напряжению возбуждения и изменением частоты преобразователя от половины час- ϊβ тоты сети до полуторного значения доводят скорость ротора до номинальной, равной двухсполовинной синхронной скорости.Switch 3 is closed and the frequency of the converter in the rotor circuit is changed from the network frequency to its value one and a half times, and when the rotor reaches a speed of 1S equal to half the synchronous speed, the stator is disconnected from the network, the rotor frequency is reduced from one and a half times to half the network frequency, then they close shortly, the stator winding is switched to lem 3 and the converter frequency is changed from half the network frequency to its one and a half value, bringing the rotor speed to a speed equal to one and a half asynchronous speed, and then Switch 2 is pressed down, the frequency of the converter is reduced from one and a half second frequency value to half the network frequency, the stator is connected to the network with the reverse phase sequence with respect to the excitation voltage and by changing the frequency of the converter from half frequency of the main frequency to one and a half value, the rotor speed is adjusted up to a nominal equal to two-half synchronous speed.

Таким образом, предлагаемый способ расширяет диапазон регулирования (от нуля до двух с половиной синхронной скорости). 3S Если момент на валу двигателя М = const, а за номинальную мощность привода принять мощностьThus, the proposed method extends the control range (from zero to two and a half synchronous speed). 3S If the moment on the motor shaft M = const, and for the rated drive power take power

Рион = = Μ -2,5 ω о, то мощность преобразователя составляет величину, равную ® . Р„ = 1,5Μωο = ЬЦриПри данном способе регулирования мощность преобразователя также уменьшается по сравнению с мощностью при других способах регулирования, что дает возможность получать более широкий диапазон регулирования при одновременном уменьшении диапазона питающих частот (максимальный диапазон варьирования выходной частоты ,0 преобразователя составляет всего I : 3). В связи с этим параметры двигателя остаются практически постоянными, что позволяет иметь постоянными параметры и структуру цепей коррекции, значительно упро- м щающих систему регулирования. Из-за малого диапазона изменения частоты преобразователя напряжение на еговыходе также изменяется незначительно. Поэтому угол регулирования а выпрямителя регулируется вблизи нулевого значения в малом диапазоне, что приводит к уменьшению пульсаций выпрямленнбго напряжения, повышению коэффициента мощности преобразователя, отсутствию генерации высших гармоник в питающую сеть, снижению габаритов силового фильтра или полное его устранение, а следовательно, повышению быстродействия всей системы в целом. Быстродействие повышается также за счет высокой перегрузочной способности двигателя во всем диапазоне, достигаемой при данном способе регулирования скорости. Поскольку двигатель используется в той области частот, где роль активного сопротивления обмоток не оказывает влияния, он имеет во всем диапазоне скоростей и нагрузок оптимальные рабочие характеристики. Так как преобразователь в указанной области частот и напряжений имеет высокие энергетические показатели, энергетические показатели в целом всей системы также возрастают.Rion = = Μ -2.5 ω о, then the power of the converter is equal to ®. R "= 1,5Μ ωο = TsriPri this method of controlling transmitter power is also reduced as compared with the power at the other regulation methods that allows to obtain a wider adjustment range while reducing feeding frequency range (a maximum range of variation of the output frequency of the inverter is only 0 I: 3). In connection with this motor parameters remain substantially constant, allowing for constant parameters and structure of the correction circuit considerably simplifies m-rotating control system. Due to the small frequency range of the converter, the voltage at its output also varies slightly. Therefore, the regulation angle a of the rectifier is regulated near a zero value in a small range, which leads to a decrease in the ripple of the rectified voltage, an increase in the power factor of the converter, the absence of generation of higher harmonics in the supply network, a decrease in the dimensions of the power filter or its complete elimination, and, consequently, an increase in the speed of the entire system generally. Performance also increases due to the high overload capacity of the engine in the entire range achieved with this method of speed control. Since the motor is used in the frequency region where the role of the active resistance of the windings has no effect, it has optimal performance characteristics over the entire range of speeds and loads. Since the converter in the indicated frequency and voltage region has high energy indices, the energy indices of the whole system also increase.

Claims (3)

сто нного абсолютного скольжени , по сто нство потока и т. д.) значительно услож н ет систему и снижает надежность. Р д указанных недостатков устран етс  fipH разностно-частотном способе управленн . При этом обмотку статора (ротора) подключают к сети, а обмотку ротора (статора ) - к преобразователю. Частоту на выходе преобразовател  измен ют рт частоты сети до нул  дл  регулировани  скорости от нул  до синхронной. Затем, изменив пор .цок следовани  фаз напр жени  возбуждени  на обратный и отрегулировав частоту преобразовател  от нул  до частоты сети довод т скорость двигател  до двойной синхронной. Низкие скорости вращени  при разностиочастотном способе получаютс  при частоте и напр женни роторной (статорной) обмотки , близких к номинальным значени м. Следовательно , угол зажигани  а минимальный, пульсации выходного напр жени  выпр  мител  на низких скорост х иезначительны, коэффициент мощности роторного (статоркого ) преобразовател  имеет максимальное значение и генераци  высщих гармоник , в пита1ющую сеть практически отсутствует. При этом отпадает необходимость в использовании силового фильтра, в св зи с чем возрастает быстродействие системы, снижаютс  вес и габариты устройства и колебательность . Быстродействие возрастает также потому, что на низких скорост х перегрузочна  способность двигател  увеличиваетс  в 10-12 раз. Бесконтактный реверс двигател  осуществл етс  повышением частоты обмотки возбуждени  по отношению к частоте сети. Однако при повышении скорости двигател  (снижение частоты питаии  обмотки возбуждени ) начинает оказывать вли ние активное сопротивление обмотки и энергетические и динамические характеристики всей системы привода ухудщаютс  так же, как при пропорционально-частотном управлении в зоне низких скоростей. Таким образом, оптимальные характеристики привода получаютс  при изменении частоты питани  двигател  от частоты сети до половины ее номинального значени . Общим недостатком обоих способов  вл етс  то, что при глубоком регулировании скорости напр жение и частота должны измен тьс  в широких пределах. Из-за изменени  параметров двигател  возникает необходимость в использовании корректирующих устройств с переменной структурой и параметрами дл  достижени  требуемого качества регулировани  во всём диапазоне, что в значительной степени усложн ет и удорожает систему электропривода. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ регулировани  скорости двигател  переменного тока, по которому в цепь обмотки ротора (статорэ) включают преобразователь, обмотку статора (ротора) замыкают накоротко, а частоту на выходе преобразовател  измен ют от нул  до половины частоты сети дл  регулировани  скорости от нул  до значени , соответствующего половине синхронной скорости, после чего статор (ротор) размыкают 3. Затем статор (ротор) включают в сеть и изменением частоты преобразовател  от половины частоты сети до нул  довод т скорость двигател  до синхронной скорости. После этого, изменив пор док следовани  фаз напр жени  возбуждени  на обратный, изменением частоты преобразовател  от нул  до половины частоты сети довод т скорость двигател  до номинальной , равной полуторному значению синхронной скорости. Можно также преобразователь частоты подключать вначале к обмотке статора (рогора ) двигател , а его обмотку ротора (статора ) закорачивать. При достижении ротором скорости, равной половине синхронной скорости, преобразователь подключают к обмотке ротора (статора), а обмотку статора (ротора) подключают к сети. Этот способ характеризуетс  значительным диапазоном изменени  частоты (Одо f) т. е. отношение fc/fn- при регулировании скорости двигател . Это приводит к необходимости иметь переменными структуру и параметры корректирующих устройств из-за значительного изменени  Параметров двигател . Кроме того, при малых скорост х ротора, двигатель развивает незначительный электромагнитный момент, увеличение которого ограничиваетс  насыщением машины. При регулировании скорости двигатель работает не в оптимальной области частот (О до 0,5 fc), где его характеристики значительно ухудшаютс . Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  скорости двигател  переменного тока и повышение энергетических показателей. Это достигаетс  тем, что по способу регулировани  скорости двигател  переменного тока с помощью преобразовател  частоты, подключенного к ротору, заключающемус  в том, что замыкают обмотки статора накоротко , регулируют частоту преобразовател  в заданном диапазоне, после чего обмотку статора размыкают, до замыкани  обмотки статора накоротко подключают обмотки статора .к сети, измен ют частоту преобразовател  от частоты сети до полуторного ее значени  дл  регулировани  скорости двигател  от нул  до величины, соответствуклдей половине синхронной скорости. После чего статор отключают от сети, уменьщают частоту преобразовател  до половины частоты сети с последующим регулированием частоты преобразовател  в диапазоне от половины частоты сети до полуторного ее значеНн , обеспечива  величину скорости двигател , равную полуторасинхронной скорости , затем уменьшают частоту преобразовател  до половины частоты сети, подключают статор к сети с обратным пор дком чередовани  фаз по отношению к напр жению возбуждени  и увеличением частрты вновь до полуторного значени  довод т скорость ротора до номинальной, равной двухсполовинной синхронной скорости. На чертеже показана схема включени  двигател . Подключение статора 1 двигател  к сети и закорачивание его обмоток осуществл етс  соответственно переключател ми 2 и 3. Частота и напр жение в обмотке ротора 4 двигател  регулируетс  посредством преобразовател  5. Замыкают переключатель 3 и измен ют частоту преобразовател  в роторной цепи от частоты сети до полуторакратного ее значени , а при достижении ротором скороети , равной половине синхронной скорости, отключают статор от сети,уменьшают частоту ротора от полуторакратного значени  до половины частоты сети, затем замыкают накоротко обмотку статора переключателем 3 и измен ют частоту преобразовател  от половины частоты сети до полуторного ее значени , довод  скорость ротора до скорости , равной полуторасинхронной скорости, а затем размыкают переключатель 2, уменьшают частоту преобразовател  от полуторного значени  частоты до половины частоты сети, подключают статор к сети с обратным пор дком следовани  фаз по отношению к напр жению возбуждени  и изменением частоты преобразовател  от половины частоты сети до полуторного значени  довод т скорость ротрра до номинальной, равной двухсполовинной синхронной скорости. Таким образом, предлагаемый способ расшир ет диапазон регулировани  (от нул  до двух с половиной синхронной скорости). Если момент на валу двигател  М const, а за номинальную мощность привода прин ть мощность РИОМ Мй)„ М .2,5шо, то мо.щность преобразовател  составл ет величину, равную . Р„ l,5Mo)o При данном способе регулировани  мощность преобразовател  также уменьшаетс  по сравнению с мощностью при других способах регулировани , что дает возможность получать более широкий диапазон регулировани  при одновременном уменьшении диапазона питающих частот (максимальный диапазон варьировани  выходной частоты преобразовател  составл ет всего 1 :3). В св зи с этим параметры двигател  остаютс  практически посто нными, что позвол ет иметь посто нными пар;аметры и структуру цепей коррекции, значительно упрощающих систему регулировани . Из-за малого диапазона изменени  частоты преобразовател  напр жение на еговыходе также измен етс  иезиачительио. Поэтому угол регулировани  а выпр мител  регулируетс  вблизи нулевого значени  в малом диапазоне , что приводит к уменьшению пульсаций выпр мленнбго напр жени , повышению коэффициента мощности преобразовател , отсутствию генерации высших гармоник в питаю Щую сеть, снижению габаритов силового фильтра или полное его устранение, а следовательно, повышению быстродействи  всей системы в целом. Быстродействие повышаетс  также за счет высокой перегрузочной способности двигател  во всем диапазоне, достигаемой при данном способе регулировани  скорости. Поскольку двигатель используетс  в той области частот, где роль активного сопротивлени  обмоток не оказывает вли ни , он имеет во всем диапазоне скоростей и нагрузок оптимальные рабочие характеристики. Так как преобразователь в указанной области частот и напр жений имеет высокие энергетические показатели, энергетические показатели в целом всей системы также возрастают. Формула изобретени  Способ частотного регулировани  скорости вращени  двигател  переменного тока с помощью преобразовател  частоты, подключенного к ротору, заключающийс  в том, что замыкают обмотки статора накоротко, регулируют частоту преобразовател  в заданном диапазоне, после чего обмотку статора размыкают, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазоиа регулировани  скорости и повышени  энергетических показателей, до замыкани  обмотки статора накоротко подключают обмотки статора к сети, измен ют частоту преобразовател  от частоты сети до полуторного ее значени  дл  регулировани  скорости двигател  от нул  до величины, соответствующей половине синхронной скорости, после чего статор отключают от сети, уменьщают частоту преобразовател  до половины частоты сети с последующим регулированием частоты преобразовател  в диапазоне от половины частоты сети до полуторного ее зиачеии , обеспечива  величину скорости вращени  двигател , равную полуторасинхрониой скорости , вновь уменьшают частоту преобразовател  до половины частоты сети, подключают статор к сети с обратным пор дком чередовани  фаз по отношению к напр жению возбуждени  и увеличением частоты вновь до полуторного значени  довод т скорость ротора до номинальной, равной двухсполовнииой синхронной скорости. Источники «нформацин. прин тые во внимание при экспертизе 1.Булгаков А. А. Частотное управление асинхронными электродвигател ми. М., «Наука , 1966, с. 58, 79. standing absolute slip, standing flow, etc.) greatly complicates the system and reduces reliability. A number of these drawbacks are eliminated by the fipH difference-frequency method of control. In this case, the stator (rotor) winding is connected to the network, and the rotor (stator) winding - to the converter. The frequency at the output of the converter varies the network frequency to zero for speed control from zero to synchronous. Then, by changing the pitch of the following phase of the excitation voltage to reverse and adjusting the frequency of the converter from zero to the frequency of the network, the engine speed is adjusted to double the synchronous speed. Low rotational speeds with the difference frequency method are obtained at the frequency and voltage of the rotor (stator) winding close to the nominal values. Therefore, the ignition angle is minimal, the ripple of the output voltage of the rectifier at low speeds is significant, the power factor of the rotor (stator) converter has the highest value and the generation of higher harmonics, in the supply network is almost absent. In this case, there is no need to use a power filter, in connection with which the system speed increases, the weight and dimensions of the device and oscillation decrease. The speed also increases because at low speeds the overload capacity of the engine increases 10-12 times. Contactless motor reversal is accomplished by increasing the frequency of the field winding relative to the frequency of the network. However, as the motor speed increases (lowering the frequency of the excitation winding), the active resistance of the winding and the energy and dynamic characteristics of the entire drive system are impaired in the same way as with proportional-frequency control in the low-speed zone. Thus, the optimum drive characteristics are obtained by changing the frequency of the engine power from the line frequency to half its nominal value. A common disadvantage of both methods is that with deep speed control, the voltage and frequency must vary within wide limits. Due to the change in engine parameters, it becomes necessary to use corrective devices with variable structure and parameters to achieve the required quality of regulation in the whole range, which greatly complicates and increases the cost of the electric drive system. The closest to the technical essence of the invention is a method of controlling the speed of an AC motor, through which a converter is turned on in the rotor winding circuit (stator), the stator winding (rotor) is short-circuited, and the output frequency of the converter is changed from zero to half of the network frequency for adjusting the speed from zero to a value corresponding to half the synchronous speed, after which the stator (rotor) opens 3. Then the stator (rotor) is switched on to the network and the frequency of the converter varies from half of you network is adjusted to zero engine speed to synchronous speed. After that, changing the phase order of the excitation voltage to the opposite, changing the frequency of the converter from zero to half of the mains frequency brings the motor speed to the nominal one and a half value of the synchronous speed. It is also possible to connect the frequency converter first to the stator winding of the motor, and short the rotor winding of the rotor. When the rotor reaches a speed equal to half the synchronous speed, the converter is connected to the rotor winding (stator), and the stator winding (rotor) is connected to the network. This method is characterized by a significant frequency variation range (OdO f) i.e. the ratio fc / fn- when the engine speed is regulated. This makes it necessary to have variable the structure and parameters of the correction devices due to a significant change in the engine parameters. In addition, at low rotor speeds, the engine develops a slight electromagnetic moment, the increase of which is limited by the saturation of the machine. When regulating the speed, the motor does not operate in the optimal frequency range (O to 0.5 fc), where its performance is significantly degraded. The purpose of the invention is to expand the range of adjustment of the speed of an AC motor and increase energy performance. This is achieved by the method of controlling the speed of an AC motor using a frequency converter connected to the rotor, which consists of shorting the stator windings, adjusting the frequency of the converter in the specified range, after which the stator winding is opened, short-circuited before the stator winding is connected the stator windings of the network, change the frequency of the converter from the network frequency to one and a half times its value to control the speed of the motor from zero to a value corresponding to half synchronous speed. After that, the stator is disconnected from the network, the frequency of the converter is reduced to half the frequency of the network, followed by adjusting the frequency of the converter in the range from half the network frequency to one and a half times its value, providing an engine speed equal to 1.5 times the speed, then reducing the frequency of the converter to half the network frequency to a network with a reverse order of phase alternation with respect to the excitation voltage and an increase in frequency again to one and a half value, the rotor speed is adjusted to about nominal, equal to two-half synchronous speed. The drawing shows the scheme of the engine. The stator 1 of the motor is connected to the mains and the windings of its windings are made respectively by switches 2 and 3. The frequency and voltage in the rotor winding 4 of the motor are regulated by converter 5. Close switch 3 and change the frequency of the converter in the rotor circuit from the network frequency to its frequency value, and when the rotor reaches the net equal to half the synchronous speed, disconnect the stator from the mains, reduce the rotor frequency from one and a half times to half the mains frequency, then short stator winding with switch 3 and changing the frequency of the converter from half the mains frequency to one and a half times, bringing the rotor speed to a speed equal to 1.5 times the speed and then opening switch 2, reducing the frequency of the converter from one and a half times the frequency of the network frequency, connecting the stator to the network with reverse phase ordering with respect to the excitation voltage and changing the frequency of the converter from half the network frequency to one and a half, bring the rotor speed to the nominal equal to two-half synchronous speed. Thus, the proposed method expands the control range (from zero to two and a half of the synchronous speed). If the torque on the motor shaft is M const, and for the nominal drive power to take the power of RIOM My) M = 2.5, then the power of the converter is equal to. Pl, 5Mo) o With this control method, the converter power is also reduced compared to the power with other control methods, which makes it possible to obtain a wider control range while reducing the supply frequency range (the maximum variation range of the output frequency of the converter is only 1: 3). In this regard, the engine parameters remain almost constant, which allows pairs to be constant, a meter and the structure of correction circuits, which greatly simplify the control system. Due to the small frequency range of the converter, the voltage on its output also changes the voltage. Therefore, the regulation angle of the rectifier is regulated near the zero value in a small range, which leads to a decrease in the ripple of rectified voltage, an increase in the power factor of the converter, the absence of generation of higher harmonics in the supply network, a reduction in the size of the power filter or its complete elimination, and therefore increase the speed of the system as a whole. Speed is also increased due to the high overload capacity of the engine in the whole range achieved with this speed control method. Since the motor is used in the frequency range where the role of active resistance of the windings is not affected, it has optimum performance over the entire range of speeds and loads. Since the converter in the specified frequency and voltage range has high energy indices, the energy indices in the whole system also increase. The invention The method of frequency control of the rotational speed of an alternating current motor using a frequency converter connected to the rotor, which consists in closing the stator windings short, adjust the frequency of the converter in a predetermined range, after which the stator winding is opened, which is different in that the range of speed control and energy performance increase, before the stator winding closure short-circuits the stator windings to the network, change the frequency of the converter from the mains frequency to one and a half times its value for adjusting the engine speed from zero to a value corresponding to half the synchronous speed, after which the stator is disconnected from the network, reduce the frequency of the converter to half the frequency of the network and then adjust the frequency of the converter in the range from half the frequency of the network to one and a half , providing the magnitude of the rotational speed of the motor, equal to the half-time synchronous speed, again reduces the frequency of the converter to half the network frequency, connect the stator to minute with the opposite phase rotation range order with respect to the excitation voltage and frequency increases again until sesquihydrate value is adjusted to the nominal rotor speed equal dvuhspolovniioy synchronous speed. Sources "nformatsin. taken into account during the examination 1. Bulgakov A. A. Frequency control of asynchronous electric motors. M., “Science, 1966, p. 58, 79. 2.Ботвиник М: Н.,Шакар и Ю.-Г. Управл ема  мащинЯ переменного тока. М., сНаука, 1969, с.71. 2. Botvinik M: N., Shakar and Yu.-G. Controlled AC power. M., Science, 1969, p.71. 3.Авторское свидетельство СССР № 229679, кл. Н 02 Р 1/24, 1965.3. USSR author's certificate number 229679, cl. H 02 R 1/24, 1965. 764082764082
SU782644856A 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor SU764082A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782644856K SU764084A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor
SU782644856D SU764083A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor
SU782644856A SU764082A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782644856A SU764082A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU764082A1 true SU764082A1 (en) 1980-09-15

Family

ID=20777164

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782644856K SU764084A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor
SU782644856A SU764082A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor
SU782644856D SU764083A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782644856K SU764084A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782644856D SU764083A1 (en) 1978-07-14 1978-07-14 Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor

Country Status (1)

Country Link
SU (3) SU764084A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SU764084A1 (en) 1980-09-15
SU764083A1 (en) 1980-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6784634B2 (en) Brushless doubly-fed induction machine control
US5029263A (en) Electric start control of a VSCF system
US6489742B2 (en) Efficiency maximizing motor controller and method
US4740738A (en) Reluctance motor control system and method
US4949021A (en) Variable speed constant frequency start system with selectable input power limiting
US5587641A (en) VSCF start system with precise voltage control
US4935686A (en) Ac motor drive with switched autotransformer coupling
US3991352A (en) Apparatus and method for reducing effective inductance in a dynamic braking circuit
US4550281A (en) Synchronous motor control
SU764082A1 (en) Method for frequency controlling rotary speed of ac electric motor
US6362588B1 (en) Excitation system for rotating synchronous machines
JPS61247299A (en) Operation controlling method for variable speed generator system
RU2695795C1 (en) Connection method of asynchronous motor to ac sinusoidal voltage network by means of ac voltage regulator
JPH0326038B2 (en)
JP3324207B2 (en) Induction motor operation system
JPS61269686A (en) Braking device of wound-rotor induction machine
JP2617310B2 (en) Start-up control method for turbine generator
JP3495140B2 (en) Voltage control device for wound induction machine
SU1676927A1 (en) Marine generating plant
US2295336A (en) Control system for induction motors
JPS6338720Y2 (en)
Mohamed et al. The operating characteristics and basis of control of a variable-speed induction-motor drive with load-commutated inverter
SU69781A1 (en) Cascade unit
JP2005130683A (en) Winding induction machine exciting rotation winding in reversed phase
SU794702A1 (en) Asynchronized synchronous electric machine