Устройство для управления асинхроннымэлектродвигателем

(и)838997 Сеез СоветскннСоцналнстнческнкРеспублик ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл, Н 02 Р 7/42 Ьюудлрстюенный кюмнтвт СССР пю делам нзюбретеннй н юткрытнй.Дата опубликования описания 15.06.81(72) Авторы изобретения М. Н. Новиков, Ю. А, Шубин и Н. В. Заколяпин Курганский машиностроительный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМИзобретение относится к электротехнике, в.частности к управлению электроприводами пере.менного тока, и может быть использовано вэлектроприводах, работающих при широкомдиапазоне изменения частоты питающего статор напряжения для улучшения энергетичесВких показателей.Известно устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее датчик частоты вращения на валу, выход которого под 0соединен к сумматору, второй вход последнего соединен с блоком задания частоты, а вы.ход сумматора - к блоку управления преоб.разователем частоты, к которому подключендвигатель И .Однако наличие датчика частоты вращенияусложняет реализацию,Наиболее близким к предлагаемому по тех.иической сущности является устройство дляуправления асинхронным электродвигателем,содержащее преобразователь частоты, блокзадания, сумматор и блок коррекции, выходпреобразователя частоты соединен с двигате.лем, его управляющий вход по частоте под. ключен к блоку задания, а управляющийвход по напряжению соединен с сумматором,один вход которого подключен к блоку задания, а второй - к выходу корректирую.щего блока, входы которого соединены сдатчиком напряжения на зажимах двигателяи выходом блока перемножения. тока двигателя на частоту 2).Недостатком этого устройства является наличие ошибки регулирования поскольку используется принцип регулирования по откло.нению,Цель изобретения - повышение точности регулирования.Поставленная цель достигается тем, что в корректирующий блок введены блок деления и блок умножения, при этом входы блока деления соединены с датчиком напряжения и с выходом блока. суммирования, а его вы. ход и выход блока перемножения тока двигателя на частоту подсоединены к входам блока чножения, выход которого является выходом корректирующего блока.3 838997На чертеже представлена схема устройствадля управления асинхронным электродвигателем,Устройство содержит управляемый преоб.разователь 1 частоты, включающий силовуючасть 2 и системы 3 и 4 управления частотойи напряжением, асинхронный электродвигатель5, блок 6 задания, блок 7 перемножения токадвигателя на частоту, датчик 8 тока, датчик 9напряжения, корректирующий блок 10, сумматор 11, блок 12 умножения, и блок 13 деления,Здесь за эталонное напряжение статора О,принято напряжение, выбираемое из следующих соображений. Ток в фазе статора изТ-образной схемы замещения асинхронногодвигателя, если пренебречь активным сопро.тивлснисм статора, равен Кр (т)---(Р) О где Ц - напряжение статора;- соответственно частота и номи);нальная частота напряжения,ЧЪ) - функция от абсолютного скольжения р, коэффициенты которой зависят от параметров схемы замещения Ад при номинальной частоте и являются постоянными.Из (1) следует, что для получения р =,статору необходимо подводить напряжениеО, : С З, , (2)1где С =, постоянныи коэффи.ЮЮциснт В схеме сигнал, равный эталонному напряжению О получают с помощью блока 7,+представляющего собой простейшую цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и катушки индуктивности, причем активное сопротивление резистора в 8 враз больше индукпвного опротивления катушки при номинальной частоте. При питании такой цепи от трансформатора тока, падение напряжения на катушке индуктивности примерно пропорционально произведению тока электро. . двигателя на частоту. Для того, чтобы напряжение статора О,.+ было равно эталонному напряжению О необходимо, чтобы в любой момент времени коэффициент усиления системы регулирования напряжения, определенный как(1): -+ - - , (3) О, (т) должен быть равен 1.При этом коэффициент усиления по напряжению равенК (т) = Ки(т)Кр( (4)где Кц(т) - коэффициент усиления преоб разователя;Кр(т) - коэффициент усиления регуля.тора,Здесь Оц - управляющее воздействие, поступающее на вход системы управления напряжением преобразователя.Из (4) следует, что для выполнения равенства К(т) = 1, необходимо, чтобы(5)15 Ко(т)Отсюда следуетчто, если регулятор выполнить в виде блока умножения, на одинвход которого подавать эталонное напряжение, а на другой - сигнал, пропорциональ 2 О ный необходимому коэффициенту его усиления, опредсляемому из (5), система осуществляет регулирование без ошибки (естественно, это возможно только при точной реализации элементов управляющего устройства).25 При этом значение необходимого коэффициента усиления регулятора может бытьопределено путем деления величины управляющего воздействия Оо, подводимого к системе управления напряжением и напряженияЭО О подводимого к двигателю.Управление асинхронным двигателем приэтом осуществляется следующим образом.При поступлении с блока 6 задания сигнала О, определяющего частоту напряжения,35 в систему 3 управления частотой через сумматор 11 в систему 4 управления напряжением на выходе управляемого преобразователя 1 возникнет напряжение Оизменяющееся с частотой 1 под действием кото 40 рого в статорной цепи возникнет ток 31,При этом коэффициент усиления преобразователя по напряжению Ког относительносигнала О выбирается таким образом, чтобыКц 1 ( Кцр (6)45 где Кц = -- коэффициент усиленияО,опреобразователя по напряжению относительносигнала О; Кор = --- коэффициент усиленияО50 опреобразователя по напряжению относительновыходного сигнала регулятора Ор,При выполнении (6) напряжение О появляющееся в первый момент времени на 55выходе преобразователя, всегда меньше эта+лонного 01, определяемого в блоке 7 и поступающего на первый вход блока 12 умножения, на другой вход которого с выхода838997 б скольжения и точность регулирования часто. ты вращения двигателя. Если в процессе работы под действием ка. ких-либо возмущений величина 0 станет меньше (больше) эталонного напряжения О это выразится в изменении коэффициента уси. ления напряжения преобразователя, который при этом уменьшится (увеличится), Это в свою очередь приведет к увеличению (умень. шению) коэффициента усиления регулятора, что приведет к увеличению (уменьшению) его выходного напряжения Ор, и, следовательно, управляющего воздействия канала напряжения Оо, что повлечет за собой увеличение (уменьшение) напряжения О, до величины эталонного значения. 5блока 13 деления поступает сигнал Кр, ве.личина которого обратна величине коэффи.циента усиления преобразователя по напри.жению К 1 = ---и,оВ результате этого на выходе блока 12появляется сигнал Ор, что приводит к увеличению выходного сигнала сумматора, таккак Оц = 0+ Ор,Это приведет к увеличению напряженияО, до величины Опоскольку в любой мо.мент времени коэффициент усиления системыпо напряжению равен 1,Таким образом, обеспечивается поддержание такого напряжения на статоре, при котором абсолютное скольжение ротора АД остается постоянным, независимым от нагрузки, т.е. повышается точность задания частоты Формула изобретения Устройство для управления асинхроннымэлектродвигателем, содержащее преобразовательчастоты, блок задания, сумматор и блок коррекции, выход преобразователя .частоты соединен с двигателем, его управляющий входпо частоте подключен к блоку задания, управляющий вход по напряжению соединен с сумматором, один вход которого подключен кблоку задания, а второй - к выходу корректирующего блока, входы которого соединеныс датчиком напряжения на зажимах двигателяи выходом блока перемножения тока двигате.ля на частоту, о т л и ч а ю щ е е с я20 темчто с целью увеличения точности управления, в корректирующий блок введены блокделения и блок умножения, при этом вхо.ды блока деления соединены с датчиком напряжения и с выходом блока суммирования,а его выход и выхдд блока перемножениятока двигателя на частоту подсоединен квходам блока умножения, выход которогоявляется выходом корректирующего блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 609199кл. Н 02 Р 7/42, 1976,2, Авторское свидетельство СССР У 463216кл, Н 02 Р 7/42, 1972.838997 оставитель В, ТарасовТехред Ж.Кастелевич Корректор С. Шомак Ред едолуженко каз 4471(88 Тираж 730 ПодписноНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 13035,Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проект