Устройство для управления асинхронным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУ БЛИН 9) 02 Р 7/42 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРС У ТЕЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС пО делАм изОБРетений и ОткРы(71) Ивановский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по автоматизированному электроприводу в промьппленности, сельском хозяйствеи на транспорте(53) 62.83:621.3,13,333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 629618, кл. Н 02 Р 7/42, 1975.Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. - М.: 3 ергия, 1974 с. 44, рис. 2-8.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является увеличение точности регулирования, Устройство для управления асинхронным двигателем содержит преобразователь (П) 2 частоты, задатчик 7 частоты тока статора, блок 8 вычисленияугла между векторами напряжения и тока статора, Силовые выходы П 2подключены через. датчик 6 тока к обмоткам асинхронного электродвигателя1. Вход 4 для управления напряжениемП 2 соединен с выходом задатчика 7и через нелинейный блок 11, реализующий зависимость частота тока статора - угол между векторами напряженияи тока статора, с первым входом узла9 сравнения, Опорные выходы П 2 соединены с опорными входами блока 8.Информационный вход блока 8 подклю- .чен к выходу датчика 6, а выход блока 8 - к второму входу узла 9. Выход последнего через регулятор 10 связан с входом 3 для управления напряжением П 2. В устройстве за счетвведения блока 11 обеспечиваетсястабилизация угла между векторами1275731 тока и напряжения при изменении момента нагрузки, Это, в свою очередь, приводит к стабилизации геличины абсолютного скольжения, т.е, к автоматическому поддержа.нию постоянной ско Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом электроприводе с асинхронным электродвигателем различного назначения.Цель изобретения - повышение точности регулирования скорости за счет обеспечения жесткости механических характеристик электропривада,На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления асинхронным электродвигателем,Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 содержит преобразователь. 2 частоты с двумя независимыми входами 3 и 4 дляуправления напряжением и частотой. соответственно, выходом 5 для опорных сигналов и силовым выходом, подключенным через датчик 6 тока к обмотке статора асинхронного электродвигателя 1 задатчик 7 :.".,стоты токастатора, поцключ.нный к входу 4 дляуправления частотой преобразователячастоты, и блок 8 вычисления угламежду векторами напряжения и токастатора соединенный информационными входами с выходами датчика 6 тока, опорным входом - с. выходом 5 дляопорных сигналов преобразователя 2частоты, а выходом - с т.ервым входомузла 9 сравнения, подключенного через регулятор 10 к входу 3 для управления напряжением преобразователя2 частоты,В устройство введен нелинейный блок 11 реализации зависимости частота тока статора - угол между векторами напряжения и тока статора, подключенный входом к выходу задатчика 7 частоты тока статора, а выходом - к второму входу узла 9 сравнения. рости вращения асинхронного двигателя, Устройство обеспечивает получение механических характеристик, идентичных характеристикам при регулировании с постоянным скольжением, 1 ил,В состав преобразователя 2 частоты входит силовая часть 12, выполненная по схеме автономного инвертора напряжения (АИН) с ШИтт или посхеме непосредственного преобразования, блок 13 прямого преобразованиякоординат 13 и генератор 14 синусоидальных сигналов, вход которого образует вход 4 для управления частотой преобразователя 2 частоты, Выходгенератора 14 синусоидальных сигналов подключен к опорному входу блока13 прямого преобразования координати одновременно образует выход 5 дляопорных сигналов преобразователя 2частоты. Выходы блока 13 прямого преобразования координат соединены ссоответствующими управляющими входами силовой части 12.Задагчик 7 частоты тока статорасодержит потенциометр 15 и задатчик16 интенсивности. Блок 8 вычисленияугла между векторами напряжения итока статора содержит блок 17 обрат 25ного преобразования координат и подключенный к его выходам блок 18 деления,Устройство работает следующим образом,ЗО Сигнал заданной скорости вращения,снимаемый с потенциометра 15, череззадатчик 16 интенсивности управляетработой генератора 14 синусоидальных сигналов. На выходе указанного 35, генератора формируются сигналы синуса и косинуса единичной амплитудычастотой, пропорциональной выходному сигналу задатчика 16 интенсив-ности, Эти сигналы поступают на опорные входы блоков 13 прямого и 17обратного преобразования координат,На другой вход блока 17 обратногопреобразования координат поступаютсигналы фазных токов с датчика 61275731 соз 35 40 тока, В блоке 17 обратного преобразования координат происходит последовательное преобразование сигналов фазных токов из трехфазной АВС в двухфазную Ксистему координат и 5 далее в систему вращающихся координат ю, ось х которой направлена" по вектору напряжения статора.На выходе блока 17 формируются сигналы реактивной 1 и активной10 составляющих тока статора. Эти сигналы поступают на вход. делителя и делимого блока 18 деления, на выходе которого выделяется сигнал, пропорциональный тангенсу угла между 5 векторами напряжения и тока статора асинхронного электродвигателя 1.Этот сигнал сравнивается с заданным с помощью узла 9 сравнения.Результат рассогласования воздей ствует через регулятор 10 на вход 3 для управления напряжением преобразователя частоты , Задание на узел 9 сравнения поступает с выхода нелинейного блока 11, подключенного вхо дом к выходу задатчика 16 интенсивности. Реализуемая в блоке 11 зависимость основана на следующем. Из Т-образной схемы замещения асинхронного электродвигателя имеем выраже ние для коэффициента мощности где К - относительная частота статора;абсолютное скольжение; а, Ь, с, й, е, 1 с, ш, и - коэффициенты, определяемые конструктивными данными электродвигателя.Анализ приведенного выражения показывает, что при постоянной частоте подводимого к электродвигателю напряжения величина коэффициента мощности однозначно определяет абсолютное скольжение. Для того, чтобы обеспечить регулирование с постоянным абсолютным скольжением и при изменении частоты, необходимо регулировать50 величину заданного коэффициента мощности в функции относительной частоты статора в соответствии с указанным выражением, приняв в немсопят. 55 Уменьшение момента нагрузки навалу электродвигателя приводит к уменьшению активнойи увеличению реактивной 1 составляющих тока и, следовательно, к возрастанию отношения х/1=д. Поскольку обратная связь по рц выполнена отрицательной, величина напряжения, подводимого к электродвигателю, будет уменьшаться до тех пор, пока величина С 8(у не будет равна заданной, Таким образом осуществляется стабилизация угла между векторами напряжения и тока электродвигателя.Стабилизация угла между током и напряжением при изменении момента нагрузки приводит к стабилизации величины абсолютного скольжения, и, следовательно, автоматически поддерживается постоянной скорость вращения электродвигателя при заданной частоте. В устройстве обеспечиваются механические характеристики электропривода, идентичные характеристикам при регулировании с постоянным скольжением.О Таким образом, введение в предлагаемое устройство нелинейного блока, реализующего зависимость частота тока статора - угол между векторами напряжения и тока статора обеспечивает в сравнении с известным увеличение точности регулирования скорости за счет обеспечения жесткости механических характеристик. Формула изобретения Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты с двумя независимыми входами для управления напряжением и частотой, выходом для опорных сигналов и силовым выходом, подключенным через датчик тока к обмотке статора асинхронного электродвигателя, задатчик частоты тока статора, подключенный к входу для управления частотой преобразователя частоты, и блок вычисления угла между векторами напряжения и тока статора, соединенный информационными входами с выходами датчика тока, опорным входом - с выходом для опорных сигналов преобразователя частоты, а выходом - с первым входом узла сравнения, подключенного через регулятор к входу для управления напряжением преобразователя частоты, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью1275731 Фповышения точности регулирования ско- угол между векторами напряжения и рости за счет обеспечения жесткости тока статора, подключенный входом к механических характеристик, в него выходу задатчика частоты тока ставведен нелинейный блок реализации тора, а выходом в .к второму входу зависимости частота тока статора -узла сравнения.Составитель А.ЖилинРедактор В.Петраш Техред Л.Олейник Корректор И.СамборскаяЗаказ 6579/55 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5