UA125933C2 - Спосіб управління асинхронним електроприводом - Google Patents

Abstract

Винахід належить до галузі електротехніки, а саме до електроприводів і може бути використаний в регульованому асинхронному електроприводі, особливо з підвищеними вимогами до діапазону регулювання швидкості і якості регулювання. Спосіб управління асинхронним електроприводом полягає у зміні частоти і напруги перетворювача частоти. Новим є те, що додатково змінюють частоту перетворювача частоти додатним зворотним зв'язком за реактивною складовою струму асинхронного двигуна. Технічним результатом винаходу є стійкість асинхронного двигуна без погіршення характеристик електроприводу і тим самим підвищення якості асинхронного електроприводу.

Description

Спосіб належить до електроприводу.

Відомий спосіб управління асинхронним електроприводом, при якому змінюють частоту і напругу перетворювача частоти (ПЧ), для забезпечення стійкої роботи асинхронного двигуна (АД) змінюють передавальну функцію електроприводу, наприклад, в канал регулювання частоти вводять від'ємний зворотний зв'язок за струмом або за його активною складовою, яка зменшує частоту при збільшенні навантаження електроприводу. (Зпштейн И.И.

Автоматизированньій злектропривод переменного тока. - М. Знергия, 1982). Вказана зміна передавальної функції електроприводу погіршує його якість. Так, введення зворотного зв'язку за струмом або за його активною складовою погіршує якість регулювання швидкості електроприводу, оскільки при роботі без датчика швидкості утворюється статична помилка регулювання, а при роботі з датчиком швидкості погіршується динамічна точність і швидкодія регулювання.

Новим відповідно до винаходу є те, що вводиться нова операція - "додатково змінюють частоту перетворювача частоти додатним зворотним зв'язком за реактивною складовою струму асинхронного двигуна". При цьому забезпечується стійкість АД без погіршення характеристик електроприводу, тим самим якість електроприводу підвищується.

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом полягає в наступному: введення операції "додатково змінюють частоту перетворювача частоти додатним зворотним зв'язком за реактивною складовою струму асинхронного двигуна " дозволяє забезпечити стійкість АД (особливо на низьких частотах у межах 0,02-0,15 від номінального значення). При цьому якість електроприводу не погіршується, як при відомому способі управління, оскільки реактивна складова струму при правильній відповідності напруги і частоти ПЧ не впливає на перехідні процеси в електроприводі, зокрема не впливає на швидкість, зміна якої визначається активною складовою струму асинхронного двигуна. Отже, у порівнянні з відомим способом якість електроприводу підвищується.

Це пояснюється наступним.

На Рис. 1 наведені розраховані на математичній моделі автоколивання швидкості електроприводу і моменту АД, приведеного до однієї парі полюсів, при поступовому збільшенні заданої частоти зад від нуля до 10 Гц (понад цієї частоти автоколивання відсутні).

Зо Представлені наступні параметри:

Іти вихідна частота ПУ, Гц; . частота обертання ротора (швидкість електроприводу), Гц;

М - електромагнітний момент АД, Н м;

Їх - реактивна складова струму АД відносно вихідної напруги ПЧ, А.

Амплітуда напруги Ів змінювалася пропорційно частоті Ї з коефіцієнтом пропорційності кеов| - Ки . При інших залежностях, Ов - КО. їв

О0-Кк- 2-1 2 о я наприклад, , результат аналогічний.

З графіків видно, що при досить повільному, протягом 20 с, рівномірному збільшенні вихідної частоти ПЧ в діапазоні частот від 1 до 9 Гу мають місце коливання швидкості, електромагнітного моменту і струму.

Якщо ввести додатний зворотний зв'язок за реактивною складовою струму і додатково змінювати частоту ПЧ відповідно до зміни реактивної складової струму АД, то автоколивання зникають (Рис. 2): збільшення частоти ї, відбувається практично лінійно, а зміни моменту М і струму Їх - незначні.

Придушення автоколивань впливом на частоту додатного зворотного зв'язку за реактивною складовою струму пояснюється тим, що цей зворотний зв'язок демпфує зміни фази струму відносно фази напруги, які виникають при автоколиваннях

Аналогічні розрахунки показали, що введення додатного зворотного зв'язку за активною складовою струму в канал регулювання частоти відповідно до відомого способу управління асинхронним електроприводом теж придушує автоколивання. Однак при такому способі частота стає залежною від моменту навантаження на валу АД, що зменшує жорсткість механічної характеристики електроприводу і погіршує його статичні та динамічні характеристики.

На Рис. 3, а приведена осцилограма струму при автоколиваннях в АД. При сталому коливальному процесі струм може досягти аварійного значення. При введенні додатного зворотного зв'язку за реактивною складовою струму автоколивання зникають (Рис. 3, б).

Реалізація додатного зворотного зв'язку за реактивною складовою струму показана на прикладі електроприводу з частотним управлінням за функціональною схемою, наведеною на

Рис. 4.

На схемі прийнято позначення:

ВІ. випрямляч і інвертор ПЧ, відповідно;

РЧ - регулятор частоти, який поєднує в собі функції зміни частоти їв при зміні навантаження АД і керованого задатчика інтенсивності з обмеженням темпу зміни частоти при перевищенні струмом або напругою кола постійного струму граничних значень;

Ф - функціональний перетворювач, який реалізує функцію, пропорційну частоті Їрч ;і назад пропорційну напрузі кола постійного струму ПЧ да.

М - модулятор, який здійснює модуляцію вихідної напруги інвертора І за сигналами напруги і частоти;

ПК - перетворювач координат, який здійснює виділення максимального значення струму Іт ; його активної "і реактивної їх складових.

Активна " і реактивна їх складові струму і його максимальне значення Іт визначаються за струмами двох фаз ПЧ с Доцільно виділити змінну складову реактивної складової струму і . . х-, важливу для придушення автоколивань. Додатний зворотний зв'язок за реактивною складовою струму, помножений на коефіцієнт К; заводиться в канал управління частотою.

Можливо також заводити його в загальний канал управління напругою і частотою, залишаючи при цьому вплив реактивної складової струму на частоту (пунктирна лінія на Рис. 4).

Активна складова струму, помножена на коефіцієнт Ку заводиться в канал управління напругою ПЧ і використовується як позитивний зворотний зв'язок (ІН-компенсації) для стабілізації магнітного потоку АД.

Додаткова зміна частоти ПЧ при зміні реактивної складової струму АД при додатному зворотному зв'язку за реактивною складовою струму, заведеної в канал регулювання частоти, відповідно до вищесказаного перешкоджає виникненню автоколивань. При цьому не треба

Зо змінювати передавальну функцію електроприводу, наприклад вводити погіршуючий якість регулювання зворотний зв'язок за струмом або його активної складової. Тим самим підвищується якість електроприводу.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   Спосіб управління асинхронним електроприводом, при якому змінюють частоту і напругу перетворювача частоти, який відрізняється тим, що додатково змінюють частоту перетворювача частоти додатним зворотним зв'язком за реактивною складовою струму асинхронного двигуна.