Способ частотного управления асинхронным двигателем

)САНИЕ ЕТЕНИЯ ТЕНТУ твенное обьединение енное обьединени астотное управ лями. - М: Эне ние изивод Тру,н В,К, Электропгидродвигателханика, выпус Из кеи мо гул ируеГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Булгаков А.А,асинхронными двигадат, 1982, с, 148 - 153Гуров Г.И. и Щукс частотным запускомбы МЗИ, Злектром1974, с, 42 - 46, . обретение относится к электротехнижет быть использовано в частотно-ремом асинхронном электроп риводе.Цель изобретения - повышение устойчивости путем сохранения перегрузочной способности на низкой частоте вращения.На фиг,1 представлена схема одного из возможных устройств, реализующего предлагаемый способ частотного управления асинхронным двигателем; на фиг,2 - схема мостового инвертора с подключением к нему фазных обмоток управляемого двигател я; на фиг.3 - врем енн ые диа гра м мы, иллюстрирующие работу устройства,Устройство содержит последовательно соединеннь 1 е трехфазн ый асинхронный двигатель 1, трехфазный мостовой инвертор 2 и блок 3 управления силовыми элементами(54) СПОСОБ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Использрвание: в частотно-регулированном электроприводе, Сущность; в процессе управления асинхронным двигателем широтно-импульсное модулирование напряжения питания, подводимого к двигателю, обеспечивающего его регулирование по закону О = 00 + К 1, осуществляют путем дополнительного регулирования длительности импульсов в каждой полуволне напряжения питания по законуг= то+ К 0 Ю где О. Ос, - величины напряжений по первой гармонике; 1 - частота напряжения питания двигателя; т, т - длительности импульсов; К, К - постоянные коэффициенты. При этом Оо и то - постоянные величины. 3 ил. инвертора, который подключен входом к задатчику 4 скорости вращения.Блок 3 управления силовыми элементами инвертора содержит преобразователь 5 напряжение-частота, одновибратор 6 с управляющим входом, подключенный запускающим входом к выходу преобразователя 5, формирователь 7 сигналов управления силовыми элементами анодной группы инвер-тора, подключенный входом к выходу одновибратора 6, и формирователь 8 сигналов управления силовыми элементами катодной группы инвертора, подключенный входом к выходу преобразователя 5, Входом блока 3 управления является вход преобразователя 5, объединенный с управляющим входом одновибратора 6, а выходом - выходы формирователей 7 и 8 сигналом управления силовыми элементами инвертора.Трехфазный мостовой инвертор 2представляет собой три однофазных ин. вертора, соединенных в трехфазную группу. Управляющие входы 9-14 силовыхэлементов анодной группы инвертора связаны с соответствующими выходами формирователя 7, а управляющие входы 15-20силовых элементов катодной группы инвертора - с выходами формирователя 8,Высокий уровень выходных сигналов формирователей 7 и 8 соответствует замкнутому состоянию соответствующих силовыхэлементов инвертора 2.Устройство работает следующим образом,Задатчик 4 скорости формирует напряжение, пропорциональное требуемой частоте 1 питания двигателя 1.Выходное напряжение задатчика 4 скорости преобразуется с помощью блока 5 вимпульсы, частота следования которых равна 61. Одновибратор б преобразует входныеимпульсы в импульсы с переменной длительностью, равнойГ=то+ Ко/,где го, К - постоянные величины.С помощью формирователей 7 и 8 и трехфазного мостового инвертора 2 обмотки двигателя 1 запитываются трехфазным импульсным напряжением, Каждая полуволна фазных напряжений двигателя 1 состоит из трех импульсов, равных по амплитудеи по длительности, смещенных друг относительно друга по фазе на угол ,7 Г/3, При этом длительнЬсть импульсов определяется выражением (1).На фиг,3 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства, где ОБ, 06- выходные сигналы преобразователя 5 и одновибратора 6,Оь=. 9, 10.20 - сигналы управления силовыми элементами инвертора 2,ОА, Ов, Ос - фазные напряжения двигателя 1,В соответствии с гармоническим анализом амплитуда первой гармоники фазных напряжений двигателя 1 с достаточной степенью точности равнаО =80 яТ 1,где Оп - амплитуда импульсов напряжения, равная напряжению питания инвертора 2,Тогда с учетом (1) амплитуда первой гармоники представляется в видеО = Оо+ К, (2) где Оо-.80 пКо, 1 "8 Опг,. (3) Из полученного результата следует, чтопри регулировании длительности импульсов в каждой полуволне напряжения питания двигателя. согласно (1) напряжение5 питания двигателя уменьшается в меньшейстепени, чем снижается частота,Когда напряжение питания двигателяизменяется пропорционально частоте, нанизких частотах из-за увеличения доли па 10 дения напряжения на активных сопротивлениях от общего. напряжения питаниядвигателя магнитная система двигателяоказывается недовозбужденной, Какследствие, падение максимума момента"5 двигателя и ухудшение жесткости его механической характеристики,Когда же напряжение питания задается согласно (2), представляется возможным существенно улучшить20 характеристики двигателя на низких частотах за счет, компенсации падения напряжения на активных сопротивленияхдвигателя.В данном случае зависимость напряже 25 ния питания двигателя от частоты определяется коэффициентами Оо и К. Этикоэффициенты согласно (3) зависят от т, иКо, которые задают длительность импульсовнапряжения питания двигателя в зависимо 30 сти от требуемой частоты питания.Постоянные коэффициенты то и Ко выбираются с учетом параметров двигателясогласно формулам:35О 1 Оминто =8 Оп (1 н - тмин)Омин 1 н - Он фмин Он - Омин 40где Он, Ь - номинальные значения амплитуды и частоты напряжения питания двигателя,Омин, 1 мин - минимальные значения амплитуды и частоты напряжения питания двигателя, соответствующие нижней границе диапазона регулирования частоты вращения.Напряжение Омин принимается макси 0 мально допустимым,Таким образом, дополнительное регулирование длительности импульсов в каждой полуволне напряжения питания двигателя по предлагаемому закону позволяет уменьшать напряжение питания двигателя в меньшей степени, чем снижается частота. Это дает возможность повысить устойчивость привода путем сохранения пере1830178 т= т + КОИ 5 грузочной способности двигателя на низких частотах вращения,Формула изобретения Способ частотного управления асинхронным двигателем, при котором регулируют частоту и величину напряжения питания асинхронного двигателя путем широтно-импульсного модулирования постоянного напряжения питания инвертора, обеспечивая закон регулирования О = О 0+ Кт, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения перегрузочной способности на низкой частоте вращения, широтно-импульсное модулировэние осуществляют путем дополнительного регулирования длительности импульсов вкаждой полуволне напряжения питания последующему закону: где О, О - величины напряжений по первойгармонике;т, х, - длительность импульсов;10 К, К, - постоянные козфФициенты;при этом О, т 0 - постоянные величины;1 - частота напряжения питания асинхронного двигателя,1830178 СостэвительМ, ЯрославцРедактор М. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор И. Ш ва Произ венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина Заказ 2495 .Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС