Способ управления комбинированным частотно-параметрическим асинхронным электроприводом

(я) 4 Н 02 Р 7/42 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 944044, кл, Н 02 Р 7/42, 1981.Авторское свидетельство СССРУ 1223323, кл. Н 02 Р 7/42, 1983.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫМ ЧАСТОТНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в лифтах, шахтных подъемных машинах, Целью изобретения является повышение надежности и долговечности электро- привода. Способ управления комбинированным частотно-параметрическим электроприводом осуществляют следующим образом. Изменяя частоту и величину напряжения на выходе циклоконвертора 2, разгоняют асинхронный двигатель 1. По достижении частотой вращения асинхронного двигателя 1 величины, равной половине номинальной, поддерживают частоту напряжения на выходе циклоконвертора 2 постоянной равной час- аФ тоте сети, и осуществляют фазовое регулирование циклоконвертора. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для механизмов, где необходимо регулирование скорости в широком диапазоне и предъявляются высокие требования к ограничению ускорения и рывка (например, лифты, шахтные подъемные машины и т,п.).Цель изобретения - повышение надежности и долговечности путем устранения колебаний момента при переходе в режим фазового управления (ФУ),На фиг,1 изображена структурная схема устройства, реализующего способ 16 управления комбинированным частотно- параметрическим асинхронным электроприводом; на фиг,2 - механические характеристики электропривода, поясняющие,сущность предлагаемого способа.Устройство содержит асинхронный двигатель 1, непосредственный преобразователь 2 частоты с системой 3 импульсно-фазового управления, датчик 4 частоты вращения, командоаппарат 5, 25 коммутаторы 6 и 7, элементы 8 и 9 сравнения, задатчик 10 интенсивности разгона и торможения; каналы регулирования частоты 11 и амплитуды 12 выходного напряжения в режиме непосред- ЗО ственного преобразователя частоты, задатчик 13 управляющих напряжений низкой частоты (ЗНЧ), блок 14 выбора режимов, схему 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управле 35 ния, блоки 16 формирования сигнала, пропорционального квадратному корню из абсолютного скольжения, и регулятор 17 частоты вращения.Асинхронный двигатель 1 питается 40 непосредственно от тиристорного преобразователя 2 частоты с системой 3 импульсно-фазового управления, входы многоканального блока сравнения которой через трехканальный коммутатор 6 45 подключаются либо к выходам ЗНЧ 13, либо к выходу регулятора 17 частоты вращения, Командоаппарат 5 соединен с третьим входом ЗНЧ 13, выходы задатчика 10 интенсивности и вторым входом схемы 15 блокировки каналов системы импульсно-фазового управления. Задатчик 10 интенсивности разгона и торможения первым выходом подключен к первому входу элемента 8 сравнения, а вторым выходом - к первому входу блока 14 выбора режимов. Сигнал с датчика 4 скорости подается на второй вход блока 14 выбора режимов и на объединенные вторые входы элементов 8 и 9 сравнения, Выход элемента 8 сравнения подключен к объединенным входам каналов 11 регулирования частоты и регулятора 17 частотывращения.Первый вход элемента 9 сравненияобъединен с первым входом канала 12регулирования амплитуды режима непосредственного преобразования частоты(и с первым входом ЗНЧ 13) и соединенс выходом канала 11 регулированиячастоты, Второй вход канала 12 регулирования амплитуды режима непосредственного преобразователя частотыобъединен с входом блока 16 извлечения корня и подключен к выходу элемента 9 сравнения Выход блока 16извлечения корня подключен к первомувходу коммутатора 7, Второй вход коммутатора 7 объединен с объединеннымивторыми входами трехканального коммутатора 6 и соединен с выходом регулятора 17 скорости, Выход коммутатора7 соединен с вторым входом регулятора17 скорости режима ФУ. Управляющиевходы коммутаторов 6 и 7 соединенывместе, объединены с первым входомсхемы 15 блокировки каналов системыимпульсно-фазового управления и соединены с выходом блока 14 выбора режимов. Выход блока 15 соединен с входомлогической части схемы системы импульсно-фазового управления,Кроме того, на фиг,2 обозначены:18 - естественная механическая характеристика двигателя; 19 - механическая характеристика двигателя в режименепосредственного преобразователячастоты на частоте перехода в режимФУ; 20 21, 22 - механические характеристики двигателя в режиме ФУ;М - момент дви.гателя на естест 0,5венной характеристике при частотевращения, равной 0,5 номинальной,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.К асинхронному двигателю 1 от непосредственного преобразователя 2частоты поцводится напряжение с частотой, изменяющейся от 0 до 30 Гц,и амплитудой, определенной в соответствии с законом управления для режимаНПЧ, При этом происходит разгон двигателя до частоты вращения, равнойполовине номинальной. Дальнейший разгон двигателя до номинальной, частотывращения осуществляется при изменении1339863 Следовательно, в момент переходав режим ФУ к двигателю должно бытьподведено напряжение, определенноев соответствии с (6), т,е. пропорциональное квадратному корню из абсолютного скольжения двигателя в режименепосредственного преобразователячастоты перед переходом в режим ФУ.Сущность предлагаемого способа,таким образом, состоит в том, чтона регуляторе скорости режима ФУустанавливают начальные условия, сигнал которых пропорционален квадратному корню из сигнала абсолютногоскольжения двигателя в режиме непосредственного преобразователя частотынепосредственно перед переходом врежим ФУ,При работе в диапазоне частотвращения до 0,5 номинальнои предлагаемое устройство (фиг,1) функционируетаналогично известному и, кроме того,производится извлечение квадратногокорня из сигнала абсолютного скольжения двигателя, получаемого на выходеэлемента 9 сравнения, блоком 16. Полученный сигнал устанавливается вкачестве начального значения выходного сигнала регулятора 17 скорости режима ФУ, При достижении двигателемскорости, равной 0,5 номинальной,под воздействием сигналов с блоков14 и 15 структура системы управленияизменяется аналогично известному устройству, но вновь введенный регулятор 17 скорости режима ФУ начинаетработу со значения выходного сигнала,равного выходному сигналу блока 16перед переключением, т.е. со значефу перех нМ фо,д(3) Момент двигателя после перехода должен быть равен моменту до перехо да, т.е. должна быть получена характеристика 21 (фиг,2) и привод начнет работу в режиме ФУ из точки Ь,Тогда ношения величины напряжения частотой 50 Гц на его зажимах, Это осуществляется путем снятия управляющих импульсов с 12 из 18 тиристоров непосредственного5 преобразователя частоты так, что оставшиеся в работе 6 тиристоров образуют симметричный регулятор напряжения (по два встречно-параллельно включенных тиристора в каждой фазе 1 О двигателя, подключенных к разным фазам сети), с ФУ этими тиристорами.После перехода в режим ФУ электропривод начнет отработку сигнала задания(фиг.2) либо из точки а (характерис тика 19 или ей подобная с Мс М ), либо из точки с (характеристика 22 или ей подобная с Мс М). Это обстоятельство вызывает значйтельные колебания момента и частоты вращения, 20 вызванные отработкой системой авторегулирования скорости режима ФУ, скачкообразного воздействия, Момент двигателя в режиме ФУ определяется из соотношения 25 Пг(1)нгде М, - момент двигателя при даннойчастоте вращения и номинальном напряжении Бн, т.е. на30естественной характеристике;- напряжение, подводимое кФУдвигателю в режиме ФУ,Из (1) следует, чтоМ фуБ = БфУ н М,Обозначим момент двигателя на естественной характеристике при скорости перехода в режим ФУ, равной 0,5,номинальной, как М о, (фиг,2). Подставим это значение в (2) и получимзначение напряжения, которое необходимо подвести к двигателю после перехода в режим ФУ для получения на его45валу момента М ,М, (4) 55где М - момент на валу двигателянпчперед переходом в режим ФУ,Этот момент определяется из соотгде Ы - жесткость механической характеристики асинхронногс двигателя в режиме частотногоуправления (при наличии в системах автоматического регулирования скорости режимаНПЧ системы стабилизацчи магнитного потока двигателяа=сопят);р - абсолютное скольжение двигателя в режиме НПЧ.Подставив (5) в (4), а (4) в (3), получим сПф перех =Пнб ПнК 6 в (6)С,5где К=О 513398 б 3 Формула изобретения Способ управления комбинированным частотно-параметрическим асинхронным электроприводом, выполненным на базеМ" Составитель В,ТарасовРедактор Л,Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар Заказ 4243/54 Тираж б 59 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 сия, пропорционального квадратному корню из величины абсолютного скольжения двигателя в режиме непосредственного преобразователя частоты непо 5 средственно перед переходом, При этом в первый момент времени после перехода к двигателю подводится напряжение (частотой 50 Гц) такой величины, которая обеспечивает вращающий момент, 10 .в точности равный моменту на валу перед переходом. В остальном работа предлагаемого устройства также аналогична известному. 15При реализации предлагаемого способа сохраняется непрерывность момента двигателя при переходе в режим ФУ, что обеспечивает безударный переходный процесс регулирования частоты 20 вращения, При этом значительно повышаются долговечность и надежность работы электропривода. асинхронного двигателя, подключенногок непосредственному преобразователючастоты, при котором, регулируя частоту и величину напряжения на выходенепосредственного преобразователя частоты, разгоняют асинхронный двигатель до частоты вращения, равной половине номинальной, после чего, осуществляя фазовое регулирование тиристоров непосредственного преобразователя частоты при постоянной частотенапряжения, на его выходе, равной частоте сети, разгоняют асинхронныйдвигатель до номинальной частоты вращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности идолговечности путем устранения колебаний момента при переходе в режимфазового управления, измеряют абсолютное скольжение асинхронного двигателя и при переходе в режим фазовогорегулирования устанавливают начальноезначение величины напряжения на выходе непосредственного преобразователячастоты, пропорциональным корню квадратному из измеренной величины абсолютного скольжения асинхронного двигателя,