Способ управления частотой вращения асинхронного двигателя

О П И С А Н И Е 1 ц 752719ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(088,8) ллетень2 оо делам изобрет открытии 5) Дата опубликования описания 30.07.8(72) Авторы изобретени Я. штабер, Д. Б, Кови Е.ый научно-исследовтехнологический иэлектр лер, А, П. Пло ательск нститут ообору Б, Миндлиниковий проектнкрановогоования М. Андреев 71) Заявитель сесою онструкторскииягового(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯотносится к обл правления и рег онного двигателя ть использовано электроприводом апример мотор-ко Изобретение матического у частоты асинхр ности может б ления тяговым ных средств, н шин.Обычно для статические пр навливаемые д асти автоулированияи в частдля управ- транспортпесных маэтих целеи используютсяеобразователи частоты, уста-вя каждого тягового двига;Государстееииый комите (23) Приоритет теля.Известен способ управления частотой вращения асинхронного двигателя (АД) путем задания частоты преобразователя как суммы частот, одна из которых равна ча стоте вращения ротора, а другая задается входным сигналом, который определяется током статора и требуемым моментом 11. Практическая реализация этого способа сложна из-за необходимости постоянного 2 слежения за током фаз АД с использованием значительного числа датчиков и преобразующих блоков. Это приводит к значительному снижению надежности при использовании его на автономных транс портных объектах, особенно в условиях повышенных вибраций, загрязненности и запыленности,Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности является способ управления АД, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения ротора и, добавляя к ней регулируемую в функции частоты вращения ротора частоту абсолютного скольжения, формируют частоту вращения поля статора, измеряя при этом и величину напряжения питания двигателя 2.Такое управление асинхронным двигателем приводит к необходимости использования во всем диапазоне работы АД сумматора частот (СЧ). на один вход которого подается сигнал с датчика частоты вращения ротора (ДЧВ), а на другой - от задающего генератора (ЗГ), частота на выходе которого изменяется по заданному закону, который имеет 1.1-образный характер с минимумом при /. Иногда отрезок кривой на участке от ) до заменяют отрезком прямой, однако сам 11-образный характер изменения частоты на выходе ЗГ сохраняется.Поскольку частота , при /1)составляет всего несколько процентов (от 0,8 до 1,8 о/о) от частоты / суммированиеосуществляют в дискретной форме путем непосредственного сложения всех импульсов, поступающих на оба входа СЧ, с последующим их делением на К,. Величина Кс ь целое число, - коэффициент деления делителя. Чем больше Ктем меньше неравномерность временных интервалов следования импульсов. Однако увеличение значения Кограничено предельной частотой элементов сумматора, их надежностью и помехозащищенностью, поэтому выбирают значение Кпч не более 8. Такое значение Кпч позволяет получить удовлетворительные условия работы при пуске и при 1(,п, но поскольку напряжение на выходе Сь 1 в зависимости от , увеличивается только до ,=, а при ,) остается постоянным, то наличие неравномерности временных интервалов следования импульсов на выходе СЧ приводит к снижению запаса статической устойчивости АД.Целью изобретения является повышение устойчивости двигателя в зоне частот выше номинальной.Цель достигается тем, что в известном способе управления, заключающемся в том, что измеряют частоту вращения ротора, и, добавляя к ней регулируемую в функции частоты вращения ротора задаваемую величину абсолютного скольжения, формируют частоту вращения поля статора, сигнал частоты вращения ротора формируют в виде последовательности импульсов, заданной соотношением: а добавляемую к ней величину абсолютного скольжения уменьшают от начальногозначения до нуля по мере увеличения частоты вращения ротора до номинальногозначения,где 7 - число импульсов на один оборотротора асинхронного двигателя;р - число пар полюсов двигателя;К - коэффициент деления частотысхемой управления;в - заданное относительное скольжение,На фиг, 1 приведены кривые изменения скольжения; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего способ.Согласно изобретению для реализации 1.1-образного закона изменения абсолютного скольжения (кривая А на фиг. 1), к импульсному сигналу датчика частоты вращения ротора, который содержит составляющую абсолютного скольжения 1,= р в (прямая абв на фиг. 1), добавляют величину абсолютного скольжения от задающего генератора. Начальное значение этой добавки ; при =О равно частоте запуск (отрезок оп на фиг. 1), а потом по мере разгона двигателя и увеличения 5 10 15 20 25 30 35 45 55 60 65 4частоты вращения ротора величина уменьшается (кривая па,б, на фиг. 1), При достижении частотой вращения ротора номинального значения )рп, значение , уменьшают до нуля. Поэтому в интервале О: = =,+;=р в+, а при Ьрп,аз=1, =Ь в и частота скольжения ротора однозначно определяется заданным относительным скольжением ротора в (участок бв на кривой абв на фиг, 1).Устройство содержит преобразователь 1 частоты, к которому подключен асинхронный двигатель 2 с импульсным датчиком 3 частоты вращения, выход которого подключен к одному из входов сумматора 4, другой вход которого соединен с генератором 5 регулируемой частоты абсолютного скольжения, а выход через делитель 6 частоты подключен к кольцевому пересчетному устройству 7.Выход последнего соединен с преобразователем 1 частоты. Функциональный блок 8 регулирования напряжения связан с выходом делителя 6 частоты и преобразователя 1.Устройство 4 осуществляет суммирование сигнала частоты вращения ротора двигателя 2 с сигналом генератора 5 регулируемой частоты абсолютного скольжения. Далее сформированный сигнал через делитель 6 задает частоту работы пересчетного устройства 7, определяя этим выходную частоту преобразователя 1.Известные ДЧВ выдают число импульсов на оборот, определяемое соотношением:,=рК, (2) где 2, - число импульсов на один оборот в известных датчиках частоты вращения. При блок-схеме устройства, приведеннойна фиг. 2,К: КсчКпу (3) где К, - коэффициент деления частотыделителем частоты (после сумматора частот);Ку - коэффициент деления частотыкольцевым пересчетным устройством, осуществляющим распределение импульсов управления по управляющим электродам вентилей,При такой конструкции ДЧВ выдает только частоту вращения ротора 1 р, а частота скольжения равна О.В данном устройстве изменено число импульсозадающих элементов на окружности ДЧВ. В случае, когда каждый импульсозадающий элемент, расположенный на окружности дискового ДЧВ, создает один импульс на оборот, число этих элементов должно быть- рКсчпу(1 + зд) (4)где з - относительное скольжение АД вдвигательном режиме,Для реализации режима генераторного торможения может быть использован второй ДЧВ с числом импульсозадающих элементов при тех же условиях, равнымЕ, = рКсч Кпу(1 - /з,/), (5) где яг - модуль относительного скольжения в генераторном режиме (з, (О).При возможности выполнения СЧ с двумя различными коэффициентами для двигательного Режима Ксч 1 д) и длЯ Режима генераторного торможения Ксч 1 г), причем Ксч 1 д)(Ксчг), возможно использование одного ДВЧ с числом импульсозадающих элементов, удовлетворяющим условиям (2) и (3):Е: рКсч(д) Кпу(1 + сд) -- рКсч (г)Кпу (1 + зг) (6)Поскольку 2, р, Ку, Ксч 1 д), Ксч 1 г) - целые числа, то минимальная разница между ними может составить единицу. В этом случаеКс (г) - Ксч (д) + 1,К,- 1-Р/)/З+ /З/), Д где Ксч 1 д) - ближайшее целое число.Независимо от значений Ксч и Кпу, составляющих общий коэффициент К, число импульсов Л на один оборот ротора АД в данном устройстве определяется2= рК(1+ з). (8)Выполнение с соблюдением приведенных соотношений ДЧВ и СЧ позволяют повысить статическую устойчивость АД в зоне /)/,п,за счет исключения операции суммирования и равенства временных интервалов следования импульсов, поступающих на кольцевое пересчетное устройство,и вследствие этого более полно использовать установленную мощность двигателя.1 роме того, упрощается генератор регулпруемо 1 частоты скольжения, функции которого теперь сводятся лишь к монотонному снижению частоты с ростом частоты /,. Это позволяет повысить надежность частотно регулируемого электропривода.10Формула изобретенияСпособ управления частотой вращенииасинхронного двигателя, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения ротора 15 и, добавляя к ней регулируемую в функциичастоты вращения ротора задаваемую величину абсолютного скольжсния, формируют частоту вращения поля статора, отлич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения 20 устойчивости двигателя, сигнал частотывращения ротора формируют в виде последовательности импульсов, заданной соотношениемЛ= рК(1+э), (1)а добавляемую к ней величину абсолютного скольжения уменьшают от начальногозначения до нуля по мере увеличения частоты вращения ротора до номинального30 значения,где Л - число импульсов на один оборотротора асинхронного двигателя;р - число пар полюсов двигателя;К - коэффициент деления частоты35 схемы управления;з - заданное относительное скольжение,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1. Авторское свидетельство СССР193604 кл. Н 02 Р 5/28 19632. Авторское свидетельство СССР319034, кл. Н 02 Р 5/34, 19 б 8.752719 г г Составитель В. Тарас Корректор А, Галахов редактор А. Купряков Заказ 1464/13 Изд.406НПО Поиск Государственного комитета СС113035, Москва, Ж, Рау Типография, пр, Сапунов иеггуск Тираж 798 Поди исно Р по делам изобретений и открыти ская наб., д. 4/5