Устройство для управления асинхронным электродвигателем

Союз СоветскикСоциалистнческикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено603.77 (21) 2463656/24-07с присоединением заявки рй(5). л,Н 02 Р 5/34 Н 02 Р 7/42 9 Ьсударсткнный комитат СССР ао двээи изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМИзобретение относится к электротехнике и может быть использованов в управляемом электроприводе на ба:е короткозамкнутого асинхронного двигателя, применяемого в отраслях народного хозяйства, где требуется высокая5 точность воспроизведения заданных параметров управления.Известны устройства для управления асинхронным двигателем, содержащие ко 1 О ординатный преобразователь, связанный через узлы с релейными характеристиками с преобразователем энергии на ключевых элементах, который подключен к обмоткам асинхронного двигателя 3.Эти устройства обеспечивают высокую точность управления параметрами асинхронного двигателя, но являются сложными в реализации из-за наличия электромеханических узлов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления асинхронным двигателем, содержащее два формирователя сигнала линейной комбинацииошибки управления и ее производных,датчик Фазных составляющих потокосцеплений ротора, подключенный к первой рупе входов координатного преобразователя, выход которого связанчерез преобразователь числа фаз иблок Формирователей релейных сигналовсо входом преобразователя энергии наключевых элементах, выход которогосвязан с обмотками статора асинхронного двигателя 21. Это устройство может обеспечивать высокую точность управления, однако на эту точность в значительной мере влияет нестабильность параметров отдельных узлов устройства и на практнке реализовать высокую точность регулирования не удается.Цель изобретения - повышение точности регулирования скорости вращения асинхронного двигателя.86 51 О15 20 25 30 35 40 45 50 55 Указанная цель достигается тем,что в устройство введены два узлас нелинейными характеристиками типа"гистерезис", вход каждого из которых подключен к выходу одного из формирователей сигнала комбинации ошибки управления и ее гроизводных, авыходы подключены ко второй группевходов координатного преобразователя.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит преобразователь 1 энергии на, ключевых элементах,коммутирующий напряжение постоянноготока с величиной 00, Нагрузка 2 установлена на валу асинхронного двигателя 3, который подключен к выходупреобразователя 1 энергии,С асинхронным двигателем 3 связаны датчик 4 текущих фазных составляющих потокосцеплений ротора и датчики 5 истинных значений регулируемых параметров х 1 и х, например скорости и величины потокосцепления ротора двигателя. Выходы датчиков 5подключены к узлам б сравнения заданных.параметров управления хи х 00с параметрами х 1 и х,Выходы узлов б подключены ко входам формирователей 7 сигналов комбинаций 5,1 и 5 ошибок управления и ихпроизводных. Входы узлов 8 с нелинейными характеристиками типа "гистерезис" подключены к выходам формирователей 7, а их выходы связаны совходами координатного преобразователя 9, выход которого через преобразователь 1 О числа фаз связан со входом блока 11 формирователей релейныхсигналов.Устройство работает следующим образом.Регулируемые параметры х и х ,измеренные датчиками 5, сравниваютсяв узлах б с сигналами задания х их . Результаты сравнения (ошибкй управления) поступают в формирователи,которые формируют сигналы 5 и Ь ввиде линейных комбинаций ошибок управления и их производных,Узлы 8 формируют из сигналов ,и 5 сигналы, совпадающие по знакус сигналами 4 ии постоянные повеличине Формирование этих сигналов .происходит в соответствии с характеристиками типа "гистереэис" узлов 8.Выходные сигналы узлов 8 поступаютна входы координатного преобразователя 9, на другие входы которого по 60 4ступают сигналы Фи Ф от датчика 4 составляющих потокосцеплений ротора. Координатный преобразователь содержит четыре ключа К 1, К , К и К (почислу требуемых дпя координатногопреобразования блоков умножения) и два сумматора. Сигналы,от датчика 4поступают на сигнальные входы ключей К 1-К 1, а сигналы от узлов 8 - на управляющие входы этих ключей, что обеспечивает модуляцию этих сигналов сигналами ф и Ф . Сигналы на выходахкоординатного преобразователя 9 содержат информацию о требуемой частоте на"потяжения статора двигателя 3, о величинах сигналов Ф и ф и о линейныхкомбинацияхи 5. Сигналы с выхода координатного преобразователя 9 преобразуются в многофазные сигналы с требуемым для двигателя числом фаз с помощью блока 1 О, выходные сигналы которого поступают на блок 11 формирователей релейных сигналов. Блок 11 вырабатывает релейные сигналы управления ключами преобразователяэнергии, коорый питает двигатель 3 широтно модулированным напряжением с величиной 00.Использование в предлагаемом устройстве усилителя напряжения на ключевых элементах и,узлов снелинейными (релейными) характеристиками позволяет рассматривать это устройство как систему управления с переменной структурой и производить выбор коэффициентов отдельных узлов и расчет устройства в целом на основе известной теории систем управления с переменной структурой.Согласно этой .теории в предлагаемом устройстве возникают скользящие режимы" - сигналы 5 и 5 равны нулю. В этих режимах изменение во времени фактических значений регулируемых параметров, например скорости, не зависит от параметров асинхронной машины и отдельных блоков устройства управления, а определяется изменением во времени заданий на регулируемые параметры, а также коэффициентами, принятыми в линейных комбинациях ошибок управления и их производных. Таким образом, удается обеспечить высокую точность управления параметрами двигателя, например скоростью, определяемую в основном точностью датчиков фактических значений регулируемых параметроз.Формула изобретения Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее два формирователя сигнала линейной комбинации ошибки управления и ее производных, датчик фазных составляющих потокосцеплений ротора, подключенный к первой группе входов координатного . преобразователя, выход которого свя зан через преобразователь числа фаз и блок формирователей релейных сигналов со входом преобразователя энергии на ключевых элементах, выход которого связан с обмотками статора асинхронно- д го электродвигателя, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости вращения, в устройство введены два узла с нелинейнымн характеристикаьа типа "гистерезис", вход каждого. из которых подключен к выходу одного из формирователей сигнала комбинации ошибки управления и ее производных, а выходы подключены ко второй группе входов координатного преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бродовский В.Н. и др. Приводыс частотно-токовым управлением. И.,868960 рект ожо аказ 8351/8 г, Ужгород, ул, Проектная, 4 атент лиал ехредС,Мигунов Тираж 733 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений3035, Москва, Ж, Раушс Подписноекомитета СССРи открытийая наб., д. 4/5