Способ частотного управления двигателем переменного тока

Олиотеп оюз Советских оциалистицеских Республик(22) Заявлено 15.08.77 (21) 2517191/24-07с присоединением заявки-Н 02 Р 7 Государственный квинт СССР пе делам изобретений и открытийпубликовано 15.06.79. Бюллетень М ата опубликования описания 25.06.7(72) Авторы изобретения Г, Толстов, А, В. Наталкин и А. М. Колоколки Государственный научно-исследовательскийергетический институтим. Г. М. Кржижановского 71) Заявитель 54) СПОСОБ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАским решением ляется способ,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока с широкимдиапазоном регулирования частоты.Известен способ частотного управления скоростью двигателя переменного тока, за ключающийся в том, что изменяют напряжение на входе звена постоянного тока инвертора и частоту напряжения на выходе инвертора, причем напряжение на входе звена постоянного тока инвертора изменяют пропорционально сигналу задания по частоте, при этом за счет нелинейной обратной связи между частотой юи напряжением 1.1 на выходе инвертора обеспечивается некоторое улучшение механических характеристик двигателя при низких частотах 1.Недостатком известного способа является низкая точность поддержания оборотов, сложность, так как требуется точный преобразователь частота-напряжение и ограниченный частотный диапазон получения жестких механических характеристик 2 о двигателя.Ниболее близ ичек данному изоб яв заключающиися в частотном управлении двигателем переменного тока при работе от инвертора со звеном постоянного тока, включающий в себя операции регулирования частоты и напряжения на выходе инвертора, причем сигнал задания по частоте регулируют в функции изменения напряжения на входе инвертора, сигнал задания которого определяет величину частоты выходного напряжения инвертора 2 .Недостатком этого способа управления является низкая точность стабилизации частоты, что особенно проявляется при широком диапазоне изменения скорости и момента нагрузки двигателя.Цель изобретения - повышение точности стабилизации частоты,Для этого при частотном управлении двигателем переменного тока при работе от инвертора со звеном постоянного тока, включающем в себя операции регулирования частоты и напряжения на выходе инвертора, причем сигнал задания по частоте регулируют в функции изменения напряжения на входе инвертора, сигнал задания которого определяет величину частоты выходного напряжения инвертора, сигнал задания напряжения на входе инвертора изменяют пропорционально падению напряжения на активном сопротивлении статора "и активном сОпротггвлении звена постоянного тока ин вертора, а сигнал задания по частоте изменяют обратно пропорционально изменению "ййдейия напряжения на активном сопротивленйи статора.На чертеже представлена принципиальная электрическая блок-схема преобразова -теля частоты, реализующего предлагаемыйспособ частотного управления двигателем переменного тока.Преобразователь содержит управляемыйвыпрямитель 1, питаемый от сети 2 переменного тока. Выход выпрямителя 1 через звено 3 постоянного тока подключен к входным шинам 4 инвертора 5, нагружейного,например, на синхронный двигатель 6.Сигнал управления выпрямителем 1 фор".- мируется на выходе сумматора 7 из сигналов, пропорциональных положительному сигналу-а"-задания по напряжению и положительному сигналу, пропорциональному падению напряжения на активном сопротивлении статора двигателя 6, и активном сопротивлении звена 3 постоянного тока, который снимается с датчика 8 тока в силовой пепи преобразователя.Сигнал задания по частоте, определяющий частоту напряжения на выходе инвертора, формируется на выходе сумматора 9.йз положительного сигнала, пропорционального напряжению на входных шинах 4 ин - вертора 5 и отрицательного сигнала, пропорционального падению напряжения на активном" сопротивлении статора двигателя 6, Напряжение на входных шинах 4 инвертора 5 снимается с делителя 10, а напряжение на активном сопротивлении статора - с датчика 8 тока.Ток возбуждения, если двигатель синхронный, задается регулятором 11, на один из входов которого поступает положительный сигнал, пропорциональный току статора Лвигателя, т. е. току в силовой цепи преобразователя, поэтому указанный сигнал снимается с датчика 8 тока. Этим обеспечивается изменение тока возбуждения дви" гателя пропорционально току статора (сростом тока статора увеличивается ток возбуждения) .С делителя 2 на выходе управляемоговыпрямителя 1 снимается сигнал, обеспечивающий режим стабилизации напряжения на выходе выпрямителя. Входным элементом системы управления инвертором 13 является, например, задающий генератор 14 с интегратором на входе.Частотное управление скоростью двига теля" осуществляется следующим образом.В установившемся режиме сигнал У,на выходе сумматора 7 связан с выходным напряжением (.1 выпрямителя 1 соотношением (в относительных единицах)11 = 1 )цсбр = 1 дфоп + (гфд + Гц ) . Я,где г, г - активные сопротивления статора двигателя и звена- постоянного токаинвертора в относительных единицах;",г - ток в силовой цепи преобразователя в относительных единицах.При этом сигнал на выходе сумматора 9связан с частотой (относительное значениеа = ) напряжения на выходе инверй) н1 о тора следующим образомБсояр.= г,п, Л = а (созгр - г),У - напряжение на выходе инвертогдера;р - угол инвертирования (угол между первыми гармониками тока и напряжеф ния на выходе инвертора),СОз-значение совдвигателя в номинальном режиме.Так как в установившемся режиме напряжение Цф на выходе выпрямителя 1 инапряжения 11; на входных шинах инвертора 5 отличаются.на величину падения напряжения на активном сопротивлении звена постоянного тока инвертора, т. е.11, = созр = 1 л - г 91,3,то., используя два первых реверса, получим1 сому = а (сову - г, ) + г 3 = Ув- , = (1 г + (г, + г)- г,),откудаУмаф сфИ,-гзо т: е, в широком диапазоне изменения частоты (практически от нуля), независимо от момента нагрузки на валу двигателя, частота выходного напряжения инвертора определяется только величиной сигнала Ц, приэтом обеспечивается компенсация падениянапряжения на активном сопротивлении стазз тора в неограниченном диапазоне изменейия скорости двигателя.Таким образом, данный способ частотного управления значительно повышает точность стабилизации частоты выходного напряжения инвертора и жескость механических характеристик двигателя переменноготока. Формула изобретенияСпособ частотного управления двигателем переменного тока при работе от инвертора со звеном постоянного тока, включающий в себя операции регулирования частоты и напряжения на выходе инвертора, причем сигнал заданий по частоте регулируют щ в функции изменения напряжения на входеинвертора, сигнал задания которого определяет величину частоты выходног 6 напряжения инвертора, отгичаюигийся тем, что,с целью повышения точности стабилизации д частоты, сигнал задания напряжения навыходе инвертора изменяют пропорционально падению напряжения на активном сопротивлении статора и активном сопротивлении звена постоянного тока инветора, а ситнал задания по частоте изменяют обратно пропорционально изменению падения на.- пряжения на активном сопротивлении статора.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 66805561. Экспресс-информация Автоматизированный электропривод, электротехнология и электроснабжение промышленных предприятиИ, ВИНИТИ, Москва, 1972,27,ель В. Т уговая ктор Л, Крицк сное д. 4/5оектная Редактор Т, ЯноваЗаказ 3481(49 ЦНИ И ПИ Госуда по делам и 5, Москва, Ж П П П Патентставитед О. Л аж 856 ного комитет ений и откр Раушская н Ужгород, ул. Техр Тир рствен обрет - 35,расовКоррПодСССРтий