Claims (2)
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс устройство дл частотного управлени асиихронным двигателем, содержащее источник сигнала задани момента, источник сигнала «торможение , датчики, сумматор, регул тор скольжени , амплитудный модул тор. Это уст ,Ф ройство позвол ет реализовать генераторное (рекуперативное) торможение асинхронного двигател по сигналу «Торможение |2|. Однако при использовании данного уст . ройства (дополненного контуром регулировани тока) врем перевода асинхронного двигател из т гового режима в режим генераторного (рекуперативного) торможени может быть недопустимо большим. Действительио , дл перевода асинхронного двигател из т гового в генераторный режим необходимо изменение знака скольжени асинх20 ройного двигател (изменение знака выходного сигиала амплитудного модул тора). Переключение знака скольжени при наличии сигнала задани момеита (и иаличны тока в асинхронном двигателе) не может быть реализовано нз-за насыщени магнитной цепи асинхронного двигател в момент перехода скольжени через ноль и аварийного режима в преобразователе частоты. Поэтому дл реализации режима торможени с известным устройством водитель электромобил производит c6pot напр жени заДани по моменту и далее с выдержкой времени , достаточной дл спада до нул тока асинхронного двигател , формирует сигнал .торможени (переключает знак скольжени ) и затем осуществл ет наброс напр жени задани по моменту. Эти операции производ тс водителем электромобил воздействием на «рганы управленн (вплоть до регулировани необходимой задержки дл спада тока в асиихронном двигателе до нул ). При это,м врем , необходимое дл реализации тормозного момента, возрастает до единиц секунд, что не позвол ет использовать генераторное торможение асинхронного двигател при необходимости экстренного торможени в услови х дорожного движенн , вызывает неуверениость водител в электрическом тормозе и вeдet к исключению пользовани электрическим торможением в услови х эксплуатации электромобил . В результате уменьшаетс пробег электромобил без прдзар Д аккумул торных батарей, увеличиваетс тормозной путь (при пользовании только механическим тормозом). Ощибка водител при реализации тормозного режнма вызывает насыщение магнитной цепи асинхронного двигател и аварийный режим привода. Цель изобретени - уменьшение времени торможени асиихронного электродвигател . Поставлениа цель достигаетс тем, что устройство дл частотного управлени т говым асинхронным электродвнгателем, содержащее силовой преобразователь частоты с системой правлени , источник сигнала «Торможение , датчики тока и скольжени , под ключенные ко входам регул торов тока и, скольжени , источник сигнала задани мо; мента, соединенный с другими входами регул тора скольжени и регул тора тока, выход которого подключеи ко входу системы управлени силовым преобразователем частоты, к другому входу которой подключен выход сумматора, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращенн , а другой вход - с выходом амплитудного модул тора, основной вход которого подключен к выходу регул тора скольжени , снабжено компаратором, подключенным к выходу датчика тока, ключевым элементом, основные цепи которогб включены между выходом и дополнительным входом регул тора тока, логическим блоком, вход компаратора подключен к выходу датчика тока, а выход его и выход источника сигнала «Торможение подключены Ко входу логического блока, один из выходов которого соединен с управл ющей цепью ключевого элемента, а другой с управл ющей цепью амплитудного модул тора. Логический блок содержит иивёртор, два двухвходовых элемента И-НЕ, RS-триггер и элемент «эквивалентность, причем выход упом нутого источника сигнала «Торможение подключен ко входу первого элемента И-НЕ и через инвертор ко входу второго элемента И-НЕ, другие входы элементов И-НЕ объедннены н подключены к Bbiходу упом нутого компаратора, а выходы элементов И-НЕ подключены ко входам RS-трнггера, выход которого соединен с управл ющей цепью упом нутого амплитудного модул тора и входом элемента «эКвива- лентность, другой вход которого подключен к выходу инвертора, а выход соединен с уп равл ющей цепью упом нутого ключевого элемента. На фиг. 1 представлена схема устройства дл частного управлени т говым асинхронным электродвигателем; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство дл частотного управлени т говым асинхронным электродвигателем (фиг. I) содержит источник 1 сигнала задани момента, подключениый ко входу регул тора 2 тока и регул тора 3 скольжени , i На другие входы регул тора 2 тока и регул тора 3 скольжени подключены соответственмо выходы датчика 4 тока и датчика 5 скольжени . Выход регул тора 2 тока подключен ко входу системы 6 управлени силовым преобразователем частоты, на другой вход которой подключен выход с мматора 7. Ко входам сумматора 7 подключены датчик 8 частоты вращени асинхронного электродвигател и выход амплитудного модул тора 9, основной вход которого подключен к зыходу регул тора 3 скольжени . Источинк 10 сигнала «Торможение и выход компаратора 11 подключены ко входам логического блока t2. Вход компаратора П под .ключен к выходу датчика 4 тока. Выход логического блока 12 подключен куправл ющей цепи ключевого элемента 13, основные цепи которого включены между выходом и дополнительным входом регул тора 2 тока. Другой выход логического блока 12 подключен к управл ющей цепи амплитудного модул тора 9. Логический блок 12 содержит инвертор 14, элемент S5 «эквивалентность , два элемента И-НЕ 16 н 17 и RS-триггер 18. Выход инвертора 14 соединен со входом элемента 15 «эквивалентность и входом элемента И-НЕ 16. Вход инвертора 14 соединен с выходом источника 10 сигнала «торможение н входом элемеита И-НЕ 17. Вторые входы элементов И-НЕ 16 и 17 объедннены н подключены к выходукомпаратора 11. Выходы элементов И-НЕ 16 И 17 подключены к входам асинхронного RS-триггера 18, выход которого соединен со вторым входом элемента 15 оквнвалентность и управл ющей цепью амплитудного модул тора 9. Выход элемента 15 «эквивалентность подключен к управл ющей цепи ключевого элемента 13. Устройство работает следующим образом . В нсходном состо нии на выходе источинка 10 сигнала «Торможение имеетс сигнал , логической «1 (график 19, фиг. 2), что соответствует т говому режиму асинхронного двигател . При этом асинхронный двигатель реализует т говый момент, пропорциональный напр жению, соответствук)щему графику 20 задающему фазный ток и частоту скольжени асинхронного двигател , а на выходе амплитудного модул тора 9 - положительное напр женне (график 21). Дл реализации генераторного торможени асинхронного двигател на выходе источника 10 формируетс сигнал логического «О (график 19). При этом в момент времени ti (график 19) на выходе элемента 15 «эквивалентность формируетс сигнал логической «1, вызывающий замыкание ключевого элемента 13 (сброс регул тора 2 тока) и снижение тока асинхронного двигател (график 22) до. значени , при котором исклк чаетс насыщение магнитной цепи асинхронного двигател . При этом компаратор И переключаетс (график 23) из состо ни логического «0 в логическую «1, разреща переключе:ние триггера 18 (график 24),.что вызывает изменение знака напр жени а выходе амплитудного модул тора 9 (график 21) и знака скольжени асинхронного двигател . На выходе элемента 15 формируетс сигнал логического «О (график 25), вызыва размыкание ключа 13 и нарастание тока асинхронного двигател до заданного значени (график 22). Реализуетс режим генераторного (рекуперативного) торможени асинхронного двигател с тормозным моментом, пропорциональным амплитуде напр жени , соответствующего,графику 20. Переключение знака скольжени асинхронного дйигаТел в устройстве возможно только при минимальном значении тока статора асинхронного двигател ; определ емого порогом переключени компаратора И, что исключает насыщение магнитной цепи асинхронного двигател и возникновение аварийного режима в переходном режиме. Задержка от момента прихода сигнала «Торможение (ti) до момента времени, при котором реализуетс заданный тормозной момент асинхронного двигател (1з) определ етс временем сброса тока статора асинхронного двигател , ограниченного условием непрерывности тока дл исключени перенапр жений в.схеме, и временем нарастани тока (ti-tj) до заданного значени , определ емого посто нной времени контура р1егулированн тока. Так как величина Д t при «стмьзовании данного устройства не зависит от реакции водител и от посто нной времени контура регулировани скольжени (что имеет место в известном устройстве), дл реализации заданного тормозного момента асинхронного двигател может быть умень- , шено на пор док и составл ет 0,15--0,2 с, что позвол ет осущес1вить экстренное генераторное торможение асинхроииого двигател . Переход из режима торможени асинх-: рониого двигател в т говый режим также происходит автоматически за мииимальиый. интервал времени At (фиг. 2).: Таким образом, использование в даниом устройстве компаратора, ключевого элемента и логического блока позвол ет существенно уменьшить врем реализации геиераториого торможеии асинхронного двигател по сигналу водител электромобил и реализовать экстренное генераторное торможение асинхронного двигател , исключить ёвар ю электропривода в переходИом режиме, повысить безопас кхггь движени , увеличитьпробег электромобил без подзар дки аккумул торных батарей за счет повышени уверенности водител прн пользовании электрнческим тормозом и увеличени количества энергии, возвращаемой в аккумул - торные батареи р услови х дорожного движени . Формула изобретени 1. Устройство дл частотного управлени Т говым асинхронным электродвигателем, содержащее силовой преобразователь частоты с системой управлени , источник сигнала «Торможение, датчики тока и скольжени , подключенные ко входам регул торов тока и скольжени , источник Сигнала задани момента, соединенный с другими входами регул тора скольжени и регул тора тока, выход регул тора тока подключен ко входу системы управлени силовым преобразователем частоты, к другому входу которой подключен выход сумматора, вход которого соединен с выходом датчика чactoты вращени , а другой вход - с выходом амплитудного модул тора, основной вход которого подключен к выходу регул тора скольжени , отличающеес тем, что, с целью сокращени времени торможени асинхронного электродвигател г оно снабжено компаратором , ключевым элементом, логическим блоком , причем основные цепи ключевого элемента включены между выходом и дополнительным входом регул тора тока, вход компаратора подключен к выходу датчика тока, а выход его и выход источника сигнала «Тор,можение подключены ко входу логического блока, один нз выходов которого соединен с управл ющей цепью, клю чевого элемента, ,The closest technical solution to the present invention is a device for frequency control of an asychronous motor, which contains a source of a torque reference signal, a "deceleration signal source, sensors, an adder, a slip controller, an amplitude modulator. This is the mouth, the FP allows to realize the generator (regenerative) braking of the induction motor by the signal "braking | 2 |. However, when using this mouth. Arrangements (supplemented by a current control loop) asynchronous motor transfer from the traction mode to the generator (regenerative) deceleration mode may be unacceptably long. Actually, to transfer an asynchronous motor from a traction to a generator mode, it is necessary to change the glide sign of the asynx rotary motor (change the sign of the output signal of the amplitude modulator). Switching the slip sign in the presence of a momeite reference signal (and the current in the asynchronous motor) cannot be realized due to saturation of the magnetic circuit of the induction motor at the moment of zero-slip transition and emergency mode in the frequency converter. Therefore, to implement a braking mode with a known device, the electric vehicle driver produces a c6pot voltage for a torque and then with a time delay sufficient for the asynchronous motor to drop to zero current, generates a braking signal (switches the slip sign) and then applies a reference voltage across moment. These operations are performed by the driver of an electric vehicle by affecting the control power (up to adjusting the required delay for the current to decrease in the asychronous motor to zero). At that, the time required for the implementation of the braking moment increases to a few seconds, which does not allow the use of generator braking of an induction motor when emergency braking is required in road traffic conditions, causes the driver to be unsure of the electric brake and leads to the exclusion of the use of electric braking electric vehicle operating conditions. As a result, the mileage of an electric vehicle without battery charging is reduced, the stopping distance is increased (when using only a mechanical brake). If the driver fails to implement the brake mode, the induction motor's magnetic circuit is saturated and the drive is in emergency mode. The purpose of the invention is to reduce the braking time of the asychronous electric motor. The goal is achieved by the fact that a device for frequency control of a traction asynchronous electromotor, contains a power frequency converter with a control system, a source of signal "Braking, current and slide sensors connected to the inputs of current regulators and, slide, a source of reference signal; It is connected to other inputs of the slip controller and current controller, the output of which is connected to the input of the control system of the power frequency converter, to another input of which the output of the adder is connected, the input of which is connected to the output of the frequency sensor is rotated, and the other input is connected to the output of the amplitude module torus, the main input of which is connected to the output of the slip controller, is equipped with a comparator connected to the output of the current sensor, a key element, the main circuits of kogogb connected between the output and the auxiliary input ohm current regulator, logic unit, the comparator input is connected to the output of the current sensor, and its output and output of the signal source. Braking are connected To the input of the logic unit, one of the outputs of which is connected to the control circuit of the key element and the other one to the control circuit of the amplitude modulator of the torus. The logic block contains an iverter, two I-NOT elements, an RS trigger and an equivalence element, with the output of the signal source "Braking connected to the input of the first AND-NOT element and through the inverter to the input of the second AND-NOT element, other inputs I-NOT are connected to the Bi-input of the aforementioned comparator, and the outputs of the I-NE elements are connected to the RS-trnger inputs, the output of which is connected to the control circuit of the amplitude modulator and the input of the Element, which is another input chen to the inverter output, and an output coupled to the chain guide yn ravl of said key element. FIG. 1 shows a diagram of a device for private control of a traction asynchronous electric motor; in fig. 2 - timing charts of the device. A device for frequency control of a traction asynchronous electric motor (Fig. I) contains a source of a torque reference signal, connected to the input of current regulator 2 and sliding regulator 3, i The sensor outputs are connected to other inputs of current regulator 2 and sliding regulator 3 4 currents and 5 slip sensors. The output of current regulator 2 is connected to the input of the system 6 of the control of the power frequency converter, to another input of which is connected the output from the mmator 7. To the inputs of the adder 7 there is connected a sensor 8 of the rotation frequency of the asynchronous motor and the output of the amplitude modulator 9, the main input of which is connected to the regulator torus 3 slip. The source 10 of the signal “The deceleration and the output of the comparator 11 are connected to the inputs of the logic unit t2. The comparator input P is connected to the output of current sensor 4. The output of logic unit 12 is connected to the control circuit of the key element 13, the main circuits of which are connected between the output and the auxiliary input of current regulator 2. Another output of logic unit 12 is connected to the control circuit of the amplitude modulator 9. Logic unit 12 contains an inverter 14, an equivalence element S5 "equivalence, two IS-NOT 16 n 17 elements and an RS flip-flop 18. The output of inverter 14 is connected to the input of an element 15" the equivalence and the input of the element is NOT-16. The input of the inverter 14 is connected to the output of the source 10 of the signal “braking on the input of the element IE-NOT 17. The second inputs of the elements AND-NOT 16 and 17 are connected and connected to the output of the paramater 11. The outputs of the elements AND-NOT 16 And 17 are connected to the inputs of the asynchronous RS flip-flop 18, the output of which It is connected to the second input of the element 15, the equivalence and the control circuit of the amplitude modulator 9. The output of the 15 "equivalence element is connected to the control circuit of the key element 13. The device operates as follows. In the initial state at the output of the source 10 of the signal "Deceleration, there is a signal, logical" 1 (Figure 19, Fig. 2), which corresponds to the thrust mode of the asynchronous motor. In this case, the asynchronous motor implements a torque moment proportional to the voltage, corresponding to the graphic 20, which specifies the phase current and the slip frequency of the induction motor, and the output of the amplitude modulator 9 is positive voltage (graph 21). To implement the generator braking of an asynchronous motor, a logical "O" signal is generated at the output of the source 10 (Figure 19). In this case, at time ti (graph 19), at the output of element 15 "equivalence, a logical" 1 signal is generated, causing the key element 13 to close (reset of current regulator 2) and the induction motor current to decrease (graph 22) to. the value at which excludes saturation of the magnetic circuit of the induction motor. At the same time, the comparator AND switches (graph 23) from the logical state "0 to logical" 1, enabling switching of the trigger 18 (graph 24), which causes a change in the voltage sign of the output of the amplitude modulator 9 (graph 21) and sign slip asynchronous motor. At the output of element 15, a logical "O" signal (plot 25) is generated, causing the key 13 to open and the induction motor to increase to a predetermined value (plot 22). The mode of generating (regenerative) deceleration of an induction motor with a braking torque proportional to the amplitude of the voltage corresponding to schedule 20 is implemented. Switching the sign of the asynchronous throttle's slide in the device is possible only with the minimum value of the asynchronous motor stator current; determined by the switching threshold of the comparator And, which excludes the saturation of the magnetic circuit of the induction motor and the occurrence of an emergency mode in a transient mode. The delay from the moment of arrival of the signal "Deceleration (ti) to the time at which the specified braking torque of the asynchronous motor (1h) is realized is determined by the stator current reset time of the asynchronous motor limited by the condition of current continuity to eliminate overvoltages in the circuit and current rise time (ti-tj) to a predetermined value determined by the constant time of the contour of the regulated current. Since the value of D t when "stating" this device does not depend on the reaction of the driver and on the constant time of the slip control loop (as is the case in the known device), to achieve a given braking torque of the induction motor, it can be reduced by the order of 0.15–0.2 s, which allows to carry out emergency generator braking of the asynchronous motor. The transition from the asynh-: braking engine to the traction mode also occurs automatically over the minimum. time interval At (Fig. 2): Thus, the use of a comparator, a key element and a logic unit in a daniom device makes it possible to significantly reduce the implementation time of geyratoriik braking of an induction motor according to the signal of the electric vehicle driver and implement emergency generator braking of the induction motor, eliminate the electric drive In transition mode, increase safe driving, increase the range of electric vehicles without charging batteries by increasing driver confidence. using an electric brake and increasing the amount of energy returned to batteries in traffic conditions. Claim 1. Device for frequency control of a T asymmetric asynchronous electric motor, comprising a power frequency converter with a control system, a "Braking" signal source, current and slide sensors connected to the current and slide regulators inputs, a torque reference source connected to other regulator inputs. a sliding torch and a current regulator, the output of the current regulator is connected to the input of the control system of the power frequency converter, to another input of which the output of the adder is connected, the input cat The other input is connected to the output of the amplitude modulator, the main input of which is connected to the output of the slip controller, characterized in that, in order to reduce the deceleration time of the asynchronous motor G, it is equipped with a comparator, a key element, a logic unit The main circuits of the key element are connected between the output and the auxiliary input of the current regulator, the comparator input is connected to the output of the current sensor, and its output and the output of the “Tor, can connect here to the input of a logic unit, one of which outputs is connected to the control circuit, a key element,
а другой - с управл ющей цельЬ амплитудного модул тора.and the other with the control target of the amplitude modulator.
2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что логическнй блок содержит инвертор, два двухвходовых элемента И-НЕ, RS-триггер и элемент эквивалентностд, причем выход упом нутого источника сигнала «Торможение подключен ко входу первого элемента И-НЕ и через инвертор ко входу второго элемента И-НЕ, другие входы элементов И-НЕ объединены и подключены к выходу упом нутого компаратора, а выходы элементов И-НЕ подключены ко входам RS-триггера , выход которого соединен с управл ющей цепьЖ упом нутого амплитудного модул тора и входом элемента «эквивалентность, другой вход которого подключен к выходу инвертора, а выход соединен с управл ющей цепью упом нутого ключевого элемента.2. The device according to claim 1, characterized in that the logic unit contains an inverter, two I-NOT two-input elements, an RS flip-flop and an equivalence element, wherein the output of the signal source "Braking is connected to the input of the first AND-N element and through the inverter to the input of the second element IS-NOT, the other inputs of the elements AND-NOT are combined and connected to the output of the comparator, and the outputs of the elements AND-NOT are connected to the inputs of the RS flip-flop, the output of which is connected to the control circuit of the amplitude modulator and the input element of "equivalent entnost, the other input of which is connected to the output of the inverter, and an output connected to a control circuit of said key element.
Источники информации, прин тые во виимаиие при экспертизеSources of information taken during the examination
1.Дацковский Л. X. и др. Принципы постррени систем регулировани асинхронных электроприводов с ииверторными преобразовател ми частоты. Сборник «Электротехническа промышлеииость, сер. «Электропривод , 1974, вып. 5 (31), с. 29, рис. 4.1.Datskovskiy L. X. et al. Principles of the construction of control systems for asynchronous electric drives with diverter frequency converters. Collection "Electrotechnical Industry, Ser. “Electric drive, 1974, vol. 5 (31), p. 29, fig. four.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2800320/07, кл. Н 02 Р 7/42, 1979.2. USSR author's certificate for application number 2800320/07, cl. H 02 R 7/42, 1979.
(раг.г(reg. yy
1$ 201 $ 20
иand
25 22 23 225 22 23 2
(pUi.2(pUi.2