Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(11) 442561 СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Зависимое от авт. свидетельства22) Заявлено 08.09.72(21) 1827107/24-7 51) М. Кл.Н 02 р 5 с присоединением заявки ааударатааннын намнтетВааата танннатраа СССРаа делам нзабратаннйн аткрмтнй 2) ПриоритетОпубликовано 05 09 74 Бюллетеиь33 Дата опубликования описания 05 09 75 53) УДК 621.313,333 :62 1,3 14.6(088.8 2) Авторы изобретения Р,т,щр и М. С. Караго адьский политехнический институт им. С, М, Кирова(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕВАНИЯ СКОРОСТИТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к области электротехники и может использоваться при построении регулируемых асинхронных электроприводов с частотным управлением.Известны системы частотного управления 5 асинхронными электроприводами,.в которых используются вентильные преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Высококачественные характеристики таких электроприводов обеспечивают ся при использовании структур подчиненного регулирования, состоящих нз каскадно включенных регуляторов скорости, тока и скольже,Однако при использовании таких структур, содер)кащих преобразователь частоты 15 с автономным инвертором тока, затруднено получение удовлетворительного качества процессов регулирования тока и скорости, вследствие сильного отрицательного влияния э. д. с. вращения двигателя, приведен ной ко входу инвертора. Причем для регулирования скорости в известных устройствах используются сложные параметрические датчики момента.Кроме того, задание абсолютного сколь жения в функции выходного сигнала регулятора скорости не обеспечивает оптимальный режим работы электропривода при выходе управляемого выпрямителя в режим естественного ограничения выходного напряжения.Цель изобретения - устранить вличние э. д. с. вращения двигателя на процессы регулирования тока и скорости, исключитьсложные параметрические датчики моментаупростить синтез регулятора скорости и обепечить оптимизацию системы во всех режимах работы электропривода,Указанные задачи решаются путем введения контура регулирования напряжения надросселе в цепи постоянного тока, изменения схемы подключения блока нелинейности,оптимизирующего работу электропривода ивключения блока нелинейности, линеарнзующего характеристику М = Х ЦБлок-схема предлагаемого устройстваприведена на чертеже. Устройство содержит силовой преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, состоящий из мостового трехфазного управляемого выпрямителя 11 О В предлагаемом устройстве указанныенедостатки полностью устраняются благодаравведению вйутреннего контура регулированиянапряжения на дросселе. Положительный эф фект достигается в результате того, чтоотрицательная обратная связь по напряжению на дросселе является по существу комбинацией отрицательной обратной связи повыходному напряжению управляемого вы прямителя, линеаризующей и стабилизирующейего характеристики, и положительной обратной связи по э. д, с, Е, приведенной ковходу инвертора компенсирующей влияниеэ. д, с, вращения двигателя в контуре под стоянного тока, . Предлагаемая комбинацияэтих связей, требующая наличия только одного датчика напряжения,значительно упрощает систеыт унррвлейия и исключаетвозможность перекомпенсации влияния э. д. с. ЗО двигателя. Благодаря этому повышаетсястабильность системы управления, облегчается настройка регуляторов и обеспечивается высокое качество процессов регулирования тока и скорости,35 Включение нелинейного блока 15 на вы,ход датчика тока 10 позволяет оптимизировать режимы работы асинхронного двигателя и повысить экономичность привода засчет автоматического регулирования абсовыхода управляемого выпрямителя в режиместественного ограничения выходного напряжения.Введение нелинейного блбка 8 позволяетскомпенсировать нелинейность статической ,характеристики объекта и тем самым упро.- стить синтез регулятора скорости50 "Регулирование момента осуществляетсяпо сигналу простого датчика тока без при ,менения сложного параметрического датчика момента.Эти решения позволяют создать систему регулирования, с помощью которой в с системой импульсно-фазового управления 2, дросселя 3 в цепи постоянного тока и автономного инвертора тока 4, подключенного к статорной обмотке асинхронного двигателя 5.Устройство состоит из регулятора скорости 6, на входе которого суммируется сигнал задания Ц с сигналом отрицательной обратной связи по скорости, получаемым с помощью тахогенератора 7, который связан с валом двигателя Выходной сигнал регулятора скорости 6 через нелинейный блок 8 подается на вход регулятора тока 9, где сравнивается с сигналом отрицательной обратной связи по току, получаемым с помощью датчика тока 10, подключенного к шунту 11 в звене постоянного тока. Одновременно выход регулятора скорости 6 соединен с управляющим входом 12 регулятора скольжения 13, причем полярность управляющего сигнала по этому входу определяет знак абсолютного скольжения Я асинхронного двигателя. Величина ф задается по входу 14 регулятора скольжения 13 через нелинейный блок 15, соединенный. с выходом датчика тока 10. Выходрегулятора скольжения 13 соединен со входом системы управления инвертором 16. Для автоматической компенсации возмущающего воздействия (скорости вала двигателя) по отношению к регулируемой координате ф используется бесконтактный сельсин 17, связанный с валом двигателя, причем роторная обмотка сельсина получает питание от системы управления инвертором 16, а статорнаяподключена к регулятору скольжения 13.Выходной сигнал регулятора тока 9 суммируется на входе регулятора напряжения 18 с сигналом отрицательной обратной 40 связи по напряжению на дросселе 3, под лучаемом с помощью датчика напряжения 19. Выход регулятора напряжения соединен с системой управления выпрямителем.Положительный эффект, достигаемый в результате включения вышеуказанных элементов, заключается в следующем. При использовании типовых структур регуляторов тока, не содержащих внутренних контуров регулирования напряжения, перерегулирование тока, в частности; при переводе электропривода в тормозной режим может листигать более, 100%.Точная компенсация влияния этого фактора известными методами, в частности, путем введения положительной обратной связи по э, д. с, двигателя затрудняется в связи с нелинейностью характеристик управляемого выпрямителя и их неоднозначностью длярежимов непрерывного и прерывистого токов. При этом требуется очень тщательная настройка системы, Однако в этом случае не исключается возможность перекомпенсации и возникновения автоколебаний в системе при случайном изменении ее параметров,лютного скольжения двигателя в функции текущего значения тока статора (в частностипо закону минимума тока), независимо от,полной мере используются преимущества систем с автономными инверторами тока,допускающими двусторонний обмен энергиейс питающей сетью при одном комплек" чте управляемого выпрямителя, В целом такая система конкурентноспособна с приводом постоянного тока как по рабочим ха рактеристикам, так и по затратам оборудо вания,Предмет изобретения Ю1, Устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, содержащему регули-руемый выпрямитель,дроссель и инвентор,выполненное по приндипу подчиненного регулирования с регуляторами скорости, тока и скольжения и соответствующими датчиками, о тличающееся тем, что, спельюповышения точности и упрощения регулирования и повышения экономичности, оно содержит регулятор напряжения, один из вхо-"дов которого через датчик напряжения соединен с дросселем преобразователя частоты, второй вход - с выходом регулятора тока, а выход-; с системой управлениявыпрямителем, и нелинейный блок, входкоторого соединен с датчиком тока, а вы,ход с одним из входов регулятора скольжения, второй вход которого подключен квыходу регулятора скорости,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, .между регуляторомскорости и регулятором тока включен дополнительный нелинейный блок,442561 Составитель ПЛгарасенкофельдман Техред И.Карандашова КорректорГ ич да епева каз д ,ираж 7 одписно ИПИ Госуда тров ССС редприятве Патент, Москва, Г, Бережковская наб., 2 поМо венного коиитета Совета Ми лам изобретений и открытий а, 113035, Раушская наб., 4