Способ управления асинхронным двигателем

Союз СоветскихСоциалистмцескихРеслублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ д 658692 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к 22) Заявлено 30,12.76 свид-ву -1) М, Кл, Н 02 Р 7(42 21) 2435970/24-0 исоединением заявки Д Государственный комитет СССР,33-58 (088.8) публиковано 25 елам нэооретенннн открытий етень 15 описания 26 О,т опубликован В. И. Роговой и Л. М. Тарасенк 2) Авторы изобретен(71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕ т преобразова ом включении еходные токи ли преобразо Если двигатель питается о теля частоты, то при повтор возникают значительные пе способные повреждать вент вателя частоты. Известен способ управле ным двигателем с предотвра пуска и подавлением ударны повторном подключении к сет двигателя с незатухшим полния асинхронщением самозах моментов при и асинхронного ем, заключаюИзобретение относится к области частотно-управляемого электропривода и может быть использовано, например, для систем управления двигателями насосов нефтепроводов, непрерывных линий, циркуляционных насосов, где требуется решение задач быстрейшего восстановления скорости при кратковременных перерывах электроснабжения.Известно, что при кратковременных перерывах электроснабжения и при последующих повторных включениях асинхронного двигателя с незатухшим полем развиваются ударные электромагнитные моменты, значительно превышающие номинальное значение, которые мокнут представить угрозу для целостности рабочего механизма. щийся в выборе благоприятной паузы перед повторным включением 1.Известен также способ управления, прикотором в момент исчезновения напряжения сети статор двигателя отключается, а после восстановления напряжения сети и окончания выбега обеспечивается его подключение к питающей сети 2.Недостатками известных способов являются значительные провалы скорости и значительная длительность интервалов восстановления заданной скорости, которые зачастую совершенно недопустимы для ответст.венных электроприводов.Цель изобретения - улучшение качестваработы электропривода с асинхронным двигателем, связанное с уменьшением времени восстановления заданной скорости при ограничении токов вентилей преобразователя частоты и предотвращении ударных электромагнитных моментов.Указанная цель достигается тем, что визвестном способе управления асинхронным двигателем, регулируемым по скорости и току, при перерывах питания от сети переменного тока, подключенной к статору через преобразователь частоты с автономным инвертором тока, заключающемся в том, что в момент исчезновения напряжения сети отключают статор двигателя и подключают его после восстановления напряжения сети, одновременно с упомянутым отключением статора отключают регулятор скорости при подключенной постоянной уставке тока намагничивания регулятора входного тока инвертора и переключают систему управления инвертором на управление от датчиков параметров двигателя, а после восстановления напряжения сети и подключения статора синхронизируют выходные импульсы системы управления инвертором по положению оси магнитного поля в воздушном зазоре двигателя и через интервал времени, зависящий от времени перерыва напряжения питающей сети, подключают регулятор скорости и переключают систему управления инвертором на управление по абсолютному скольжению ротора двигателя.На чертеже представлена схема электро- привода с асинхронным двигателем, поясняющая существо изобретения.Асинхронный двигатель АД питается от преобразователя частоты, состоящего из выпрямителя В с системой управления СУВ, дросселя Др и инвертора И с системами управления СУИ 1 и СУИ 2, переключаемыми на входе инвертора переключателем К 2. Статор АД подключается контактором К, катушка которого управляется от датчика ДН сетевого напряжения через блок управления КСУ. На вход СУИ 2 подается сигнал от блока синхронизации БС, связанный через вычислительное устройство ВУ с датчиками фазных токов ДТА, ДТВ и фазных напряжений ДНА, ДНВ либо с датчиками Холла ДХА, ДХВ в воздушном зазоре АД.Система авторегулирования содержит регулятор скорости РС 1 с огоаничителем Огр), связанным через ключ К 1 с входным сумматором СУИ 1, подключенным также и тахогенератору ТГ. Кроме того, ключ К 1 связан через блок нелинейности БН с регулятором тока РТ, на другие входы которого поданы сигнал уставки тока намагничивания 1 р и выходной сигнал датчика ДТ входного тока инвертора. Кроме того, в схему введен блок выдержки времени БВВ.Работа электропривода осуществляется следующим образом.В исходном положении двигатель под нагрузкой вращается с заданной скоростью, поддержание которой обеспечивается совместным действием регуляторов РС и РТ и тем, что инвертор подключен переключателем К 2 к системе управления СУИ 1. Выходной сигнал РС служит заданием электромагнитного момента, который при замкнутом ключе К 1 обеспечивает взаимосвязное управление током статора (через систему управления СУВ выпрямителя) и абсолютным скольжением (через систему управления СУИ 1 инвертора). При этом частота ста 5 1 о зо 25 зо 35 4 О 45 5 О 55,тора формируется как сумма частот вращения по сигналу ТГ или цифрового датчика скорости и скольжения, а задание тока формируется как сумма постоянного сигнала 1 ф, соответствующего току холостого хода и выходного сигнала РС, подаваемого через блок нелинейности БН, характеристика которого обеспечивает поддержание постоянного магнитного потока в воздушном зазоре двигателя.В момент исчезновения напряжения сети происходит отключение по сигналу датчика ДН контактора К через его систему управления КСУ, отключение К 1 и переключение К 2 в верхнее положение. При этом система СУВ подготовлена к восстановлению в дальнейшем сначала лишь тока намагничивания 1 за счет того, что на входе РТ оставлена одна установка - ф. А инвертор И подготовлен к управлению от СУИ 2, выходные импульсы которой синхронизированы блоком синхронизации БС по положению поля в воздушном зазоре. Положение упомянутого поля определяется с помощью двух датчиков Холла - ДХА, ДХВ, - расположенных под углом 120 или 90. (Положение главного поля может определяться с помощью датчиков фазных токов - ДТА, ДТВ, датчиков фазных напряжений и вычислительного устройства ВУ. В этом случае датчики Холла не требуются).Блок ВУ формирует сигналы з 1 п а, сова, где а - угол между осью главного поля и магнитной осью фазы А статора.После восстановления напряжения сети производится по сигналу датчика ДН включение контактора К. При этом тиристоры инвертора переключаются в точном соответствии с положением главного поля, а ненулевые начальные условия, связанные с наличием незатухшего поля, учитываются автоматически. В силу вышеуказанного происходит нарастание первоначально лишь намагничивающего тока статора до уровня, определяемого уставкой 1 . При такой принудительной фазировке тока статора в интервале восстановления главного поля электромагнитный момент двигателя равен нулю, т, е. обеспечивается подавление ударных переходных моментов, Одновременно обеспечивается ограничение переходных токов преобразователя частоты. Время восстановления главного поля (его можно вычислить или определить экспериментально) является функцией времени перерыва питания, фиксируемого по выходному сигналу ДН. Этот сигнал вводится в блок формирования выдержки времени БВВ,После восстановления главного поля блок БВВ включает ключ К 1 и тем самым задает дополнительную активнуЮ составляющую тока статора (определяющую момент).658692 формула изобретения Сеяь ЦНИИПИ Заказ 2072/51 Тираж 856 Подписное Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5Одновременно блок БВВ переключает К 2 в верхнее положение, тем самым подключая к инвертору систему СУИ 1, обеспечивающую управление по абсолютному скольжению ротора, Так как главное поле уже восстановлено, то последняя коммутация К 1 и К 2 не вызывает ударных моментов и сверхтоков, свободные составляющие токов и момента невелики и не превышают допустимых значений.Использование изобретения по сравнению с известными способами позволяет уменьшить в несколько раз (в некоторых случаях в десятки раз) время восстановления заданной скорости асинхронного двигателя вследствие кратковременных перерывов питания при ограничении токов вентилей преобразователя частоты и устранении ударных электромагнитных моментов двигателя. Тем самым повышается надежность сохранения необходимых условий для обеспечения непрерывности технологических процессов и улучшается качество продукции. Способ управления асинхронным двигателем с предотвращением самозапуска и. обеспечением программного восстановления скорости двигателя, регулируемого по скорости и току, при перерывах питания от сети ьпеременного тока, подключенной к статору через преобразователь частоты с автономным инвертором тока, заключающийся в том, что в момент исчезновения напряжения сети отключают статор двигателя и подключают 5его после восстановления напряжения сети, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества работы, одновременно с упомянутым отключением статора отключают регулятор скорости при подключенной постоянной установке тока намагничивания регулятора входного тока инвертора и переключают систему управления инвертором на управление от датчиков параметров двигателя, а после восстановления напряжения сети и подключения статора синхронизируют выходные импульсы системы управления инвертором по положению оси магнитного поля в воздушном зазоре двигателя и через интервал времени, зависящий от времени перерыва напряжения питающей сети, подключают регулятор скорости и переключают систему управления инвертором на управление по абсолютному скольжению ротора двигателя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Соколов М. М. и др. Электромагнитные 25 переходные процессы в асинхронном электроприводе. М., Энергия, 1967, с. 57 - 64.2. Чиликин М. Г. Общий курс электропривода. Энергия, М 1972.