Устройство для регулирования частоты вращения и крутящего момента асинхронного двигателя

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И КРУТЯЩЕГО ИОМЕАСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частотывращения, повышение точности и. быстродействия. Указанная .цель достигается тем, что в устройство для регулирования частоты вращения и крутящего момента введены масштабирующиеблоки 8 и 9, выходами подключенныек входам блока 7 суммйрования. Входблока 8 подключен к выходу блока 5задания частоты вращения, а вход блока 9 - к выходу тахогенератора 10.В результате обеспечивается регулиро"вание асинхронного двигателя по мето" НТА ду ослабления поля путем измененияпараметров блоков 8, 9 и 7. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вэлектроприводе с регулированием частоты вращения. 5Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты враще"ния, повышение точности и,быстродействия,На чертеже приведена блок-схема 10устройства для регулирования частотывращения и крутящего момента асинхронного двигателя.Устройство содержит блок 1 враще-ния вектора напряжения, выходы которого подключены к асинхронному двигателю 2 через усилители 3.1 и 3,2 мощности, Входы блока вращения векторанапряжения подключены к блоку 4 задания магнитного потока и блоку 5 задания частоты вращения, а вторые двавхода соединены с выходами генерато"ра 6 частоты, который генерирует сигналы ваЫ,С и совы,й, где ы, - частота напряжения питания, Вход генерато" 25ра частоты соединен с блоком 7 суммирования. Входы последнего подключенысоответственно через масштабирующийблок 8 с коэффициентом масштабироваКр Юния --- .- -- с блоком 5 задания час 1.1(К +К)тоты вращения и через масштабирующийблок 9 с коэффициентом масштабироваКзния юфФ 7 щ % с тахогенератором 10,ьь 1 кз+К35где Ки К - активные сопротивления .обмоток соответственно ротора и статора, причем К приведено к статорной обмотке; Ь - индуктивность намагничивающего контура; 1- ток намагничивания. Устройство работает следующим образом.Блок 4 задания потока формирует 45 постоянный сигнал Я , а блок 5 задания частоты вращения - постоянный сигнал, определяемый выражениемЯ=К 1+ы,11,. (1)50Из векторной диаграммы асинхрочного двигателя следует, чтоы,т.=Е 1+П, (2) где ю - частота поля статора;О - сигнал, пропорциональный ЭДС 55ротора, который находитсяпутем умножения сигнала тахогенератора 10 на постояв"ный коэффициент,Из выражений (1) и (2) находимКе Кя=Я ---- +П 5 (3)ф 1.1(К +К),1,1(К +К, )Уравнение (3) решается в блоках 7, 8 и 9.Система управления двигателем 2 регулирует фактически частоту поля статора.Сигнал Я является фактическим уп 1равляющим сигналом, Частота осциллятора автоматически прилаживается к рабочим условиям двигателя таким образом, что получаем постоянное магнитное поле статора. Возрастание нагрузки на двигатель гриводит к уменьшению частоты осциллятора у,. Управляющий сигнал Я, регулирует работу асинхронного двигателя 2 таким же образом, как двигатель постоянного тока управляется напряжением ротора, Любой внешний регулирующий контур, например регулирование скорости или позиционное регулирование, может быть подключен обычным путем к входу сигнала Я,При регулировании работы двигателей постоянного тока принято регулировать силу магнитного поля, а также ток ротора в зависимости от рабочих условий, Например, "ослабление поля" применяется для работы двигателя на повышенных скоростях, Все такие способы регулирования оказываются возможными для асинхронного двигателя в случае применения системы регулирования, выполненной в соответствии с изобретением. Это можно сделать путем изменения необходимых параметров в вычисляющих схемах системы регулирования.Системы регулирования по изобретению могут быть осуществлены с аналоговыми и цифровыми компонентами, например с микрокомпьютером. В пределах объемаизобретения находится еще возможность (особенно в цифровых конструкциях) записать альтернативные ,математические формулы для расчетов, выполняемых системами регулирования.Данное изобретение относится к двухфазному двигателю. Путем обычных тригонометрических преобразований координат система может быть переделана для регулирования двигателя с любым количеством фаз. Например, два управляющих сигнала Ч и 7 из выхода решающего прибора могут быть легко преобразованы в трехфазные сиг" калы.Во время работы двигателя в результате его нагревания особенно из,меняется его сопротивление из меди.Технически не трудно измерить температуру и сопротивление обмоток двигателя и при помощи этих замеренных величин отрегулировать параметры сопротивления в вычисляющих схемах, с темчтобы добиться оптимального регулирования при всех температурах.Сигнал тахогенератора, которыйприменяется в системе регулированияпо изобретению, может быть полученнепосредственно от фактического тахо генератора, соединенного с валом двигателя, Возможно также получить сигнал о частоте вращения косвенно, такназываемую "восстановленную величину",например, путем дифференцирования эамеренной величины угла вала двигателя.Обычно этот тип .системы регулирования применяется для регулированиячастоты вращения двигателя, однако Бможно регулировать И другие величины,.такие как крутящий момент двигателяи положение двигателя,Формула изобретения 30Устройство для регулирования частоты вращения и крутящего момента асинхронного двигателя, содержащее блок вращения вектора напряжения,1выходы которого предназначены для подсоединения через усилители мощности к фаэовым обмоткам асинхронного двигателя, первые два входа блока вращения вектора напряжения подсоединены к блокам задания магнитного потока и частоты вращения соответственно, а вторые два входа соединены с выходами генератора частоты, который генерирует сигналы зпы,с и созе,С, причем вход генератора частоты соединен с блоком задания частоты вращения, блок суммирования и тахогенератор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, повышения точности и быстродействия, введены два масштабирующих блока с коэффициентами масштабирования соответственКр Кзно " ----- и --- , -, причемЫ(К,+К) 1.ТР +К,) фвход первого из масштабирующих блоков соединен с выходом блока задания частоты вращения, вход второго масштабирующего блока соединен с. тахогенератором, а их выходы соединены с блоком суммирования, выход которого яв" ляется входом генератора частоты, где ы, - частота, поступающая на статор асинхронного двигателя; Ки К - активные сопротивления обмоток соответственно ротора и статора, причем К приведено к статорной обмотке; Ь - индуктивность намагничивающего контура, а 1- ток намагничивания.