Способ управления асинхронным двигателем с фазным ротором

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 151)4 Н 02 Р 7 БРЕТЕНИЯ ОПИСАН ЕЛ 46029/24-0 .03.86 ,03.88, Б евский по(21) 40 (22) 28 (46) 15 юл, У 10литехнический инсти-летия Великой Октябрьской стической революции, Институт динамики АН УССР и Украинский исследовательский и конструкинститут "УкрНИИпластмаш" В,Волков, В.Н.Исаков, А,П,ПлуВ.П.Стяжкин, А,В.Ковальчук, канян, Ю.М.Осецкий, В.П,Арку.Л.Радченко1.323,313 (088,8)торское свидетельство СССР 05, кл, Н 02 Р 7/62, 1984, ов В.Н. и др, Система регуличастоты вращения и электроого момента асинхронного элекитного момента асинхронного привода со свойствами источмента. - Техническая электро- а, 1985, 11 6, с. 49-55.(71 Ки ут иоциал лектро научноторский (72) И,гатарь, Г,Г.Вос шин и А (53) 62 (56) Ав Нф 11007Исак ован гнитн тромагн электро ика мо инамик ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЬ 1 МДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах установок с регулированием скорости в широком диапазоне.Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Управление асинхроннымдвигателем с фазным ротором осуществляется путем изменения амплитудытрехфазного переменного напряженияс помощью регулятора 8 напряжения,подаваемого на обмотку статора асинхронного двигателя 1, и поддержаниязаданных значений амплитуды и фазытока в обмотке ротора с помощью стабилизатора 2 тока. Изменение напряжения на выходе регулятора 8 осуществляется в зависимости от величиныи знака рассогласования напряженийс выходов датчиков 6, 7, пропорциональных ЭДС ротора и маш.потоку статора. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов электроприводах установок с регулированием скорости в широком диапазоне.Цель изобретения - повышение надежности и КПД,На чертеже представлена принципи,альная электрическая схема устройства для реализации данного способа,Устройство для управления асинхронным двигателем 1 с фазным роторомсодержит стабилизатор 2 тока, выполненный, например, в виде индуктивноемкостного преобразователя, два трехфазных мостовых выпрямителя 3, 4, резистор 5, два датчика 6, 7, каждый изкоторЫх выполнен, например, в нидетрансформатора с выпрямителем и пере Оменным резистором, причем первичнаяобмотка трансформатора образует вход,а выход выпрямителя - выход каждогодатчика 6,7, регулятор 8 напряженияс двумя управляющими входами, подключенними к выходам соответствующихдатчиков 6,7, входы регулятора 8 напряжения и стабилизатора 2 тока предназначены для подключения питающейсети, выход регулятора 8 напряжения 30подключен к входу одного датчика 7и предназначен для подключения выводов обмотки статора асинхронногодвигателя 1, выход стабилизатора 2тока подключен к входу одного трехфазного мостового выпрямителя 4, вы 35ход которого через резистор 5 подключен к выходу другого трехфазного мостового выпрямителя, вход которогоподключен к входу другого датчика 6и предназначен для подключения выводов обмотки ротора асинхронногодвигателя 1,.-В устройстве, представленном начертеже, способ управления асинхронным двигателем с фазным роторомреализуется следующим образом. Спомощью стабилизатора 2 тока в обмотку ротора асинхронного двигателя 1через трехфазные мостовые выпрямите 50ли 3) 4 и резистор 5 подается неизменный по амплитуде и фазе переменный ток. С помощью датчиков 6 и 7 выделяютСя напряжения, пропорциональсоотетственно ЭДС Ротора и магнитному потоку статора, которые поступают затем на управляющие входырегулятора Я напряжения. В зависимости от величины и знака Рассогла 1Е =- -- ЕВР1)(2)где Ец - коэффициент трансформацииили коэффициент приведения напряженийасинхронной машины;Б - скольжение, то еф 8(3) Игде 1еЦ Известно, что момент, развиваемыйдвигателем, равен М = 1 м ф 1).сов)х ) (4) где Км - постоянный коэффициент;1) - роторный ток двигателя;У, - угол сдвига фаэ между Е,и 1Так как в предложенном способе в роторную цепь подают нецзменный по фазе ток, то выражение (4) можно записать следующим образом(5) м у)где = 1 м сов - постоянный коэффициентт,Таким образом, измеряемый магнитный поток в соответствии с выражением (5) будет равен сования этих напряжений и от заданного значения скорости двигателя 1 формируется сигнал управления регулятора 8 напряжения, например изменяется угол проводимости тиристоров, если используется тиристорный регулятор, В случае стабилизации скорости двигателя 1 рассогласование напряжений датчиков 6, 7 сводится к минимально возможному значению либо (при измерении скорости двигателя) соотношение этих напяржениц поддерживается на заданном уровне путем изменения амплитуды напряжения, подаваемого на обмотку статора двигателя 1 от регулятора 8 напряжения.Ниже проводятся предпосылки, положенные в основу данного способа.ЭДС статорной обмотки при постоянной частоте подводимого к статору напряжения1 ф, (1) где Е, - ЭДС статорной обмотки;Г - частота питающего напряжеФния;- магнитный поток статора;постоянный коэффициентПоскольку ЭДС ротора асинхронной машины равнаа ЭДС ротора из выражений (3) и (5)5 еМРЕ=м 2 Если обозначить формируемые сигналы (Б и 2) как некоторые функцииот действительных значений магнитноного потока и ЭЛС ротора т,е,М=ю(ф) =к( ---- ).1 смкеМ 813 = Г (Е ) = Г ( ) (8)2 22 1, 1,то, поскольку роторный ток имеет постоянную амплитуду и фазу, можно записать: П,=Е,(М),Б, =(М Б)Сравнивая эти сигналы, получаемнекоторьпс сигнал 11 э, как функциюМи Б 25 и, = Г,й П,) = К,(М,8), (1 О) Так как магнитный поток статора в предлагаемом способе управляется в функции сигнала Б , то 30(13) Поскольку угловая скорость двигателя связана со скольжением элвисимостью У = (1-8)ю2 Г Ггде со = в- синхронная угловаяо р 50скорость двигателя;Р - число пар полюсов двигателя,то при постоянстве частоты подводимогО к статорцой обмотке напряженияугловая скорость и скольжение связаны линейной зависимостью и из выражений (13), (14) можно записать Ы= 1-Е (М )и = Е (М ,.оОтсюда можно увидеть, что, рслчизуя требуемые фуцкциоцлльцс злвцсцмости Г - Г, можно сформировать требуемый закон изменения скол,жсция (угловой скорости) от момецтл цлгруэки ( так как в статическом режиме М =М).При полном использовании мощности асинхронного двигателя в его роторную цепь необходимо подавать номинальный неизменный по амплитуде ц фазе ток и, следовательно, электрические потери в роторцой цепи во вссх режимах остаются неизмеными,как и угол сдвига фаз между Е р и 12Если номинальное значение коэффициецта мощности двигателя - сов ц, то при неизменном роторном токе при снижении потребляемой нлгрузки мощности Р происходит умецыпение потребляемого статорной обмоткой тока (поскольку в способе управчяют магнитным потоком статорл) зл счет снижения намлгничивающей составляющей 1 м первичного тока, что приводит к уменьшению угла Ц, и увеличению коэффициента мощности двигателя по мере снижения нагрузки,Таким образом, предложеццьп 1 способ позволяет отказаться от испольэования электромехлнического датчика скорости двигателя, повысить коэффициент мощности электроприводл,что приводит к повьппенин надежностии КПД,Формула изобретенияСпособ управления асинхроннымдвигателем с фазным ротором, при котором на обмотку статора подают трехфаэное переменное напряжение стабильной частоты, в обмотку ротораподают трехфазный переменный ток,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности и КПД,измеряют напряжения, пропорциональные ЭДС обмотки ротора и магнитномупотоку обмотки статорл лсццхроцногодвигателя, сравнивают этц цлпряжецця,формируют амплитуду трехфазного переменного напряжения пропорциональноуказанному результирующему напряжению сравнения, при этом лмцлитуду ифазу трехфазного перемс ццогс токаобмотке ротора асинхронного двигателя поддерживают постояццьмц.