Устройство для управления асинхронными короткозамкнутым двигателем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЖИТЕЛЬСТВУ ов 877769 Сефз Советских Сфцналкстнческнх Реслублнк(5)М. Кл 3 Н 02 Р 7/42 Госуяарственмый коммтет СССР яе ямам мзебретеммЯ и вткрытмЯ(23) Приоритет Опубликовано 30,10.81, Бюллетень Й 9 40 Дата опубликования описания 30.1081 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРО КОРОТКОЗАМКНУТВМ ДВИГАТЕЛЕМ возможности опрокидывания асинхронного короткозамкнутогб двигателя и, следовательно, не обеспечивает дос-, таточно .высокой надежности работы.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления асинхронным короткоэамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты, блок регулирования частоты и напряжения, сумматора, усилитель, элемент сравнения, датчики момента и тока, задатчик интенсивности ско" рости, соединенный через сумматор со входами блоков регулиррвания частоты и напряжения 21.К числу недостатков устройства следует отнести невозможность Регулирования указанным устройством скорости при поддержании момента асинхронного короткозамкнутого двигателя на уровне максимального, так как в устройстве отсутствуют элементы, необходимые для определения положения рабочей точки на механической характеристике, иэ чего следует, что оно не в состоянии определить на устойчивой или не устойчивой части механической характеристики происходит снижение момента, т.е. не исключена возможность опрокидывания е 2 Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам длячастотного управления асинхроннымкороткозамкнутым двигателем, и можетбыть использовано в системах привода, где требуется регулирование момента на уровне максимального,Известно устройство для управления асинхронным короткозамкнутымдвигателем, содержащее преобразователь частоты, состоящий из выпрями.теля и инвертора, блок управлЕниявыпрямителем и инвертором, сумматор,датчик скорости, включенный своимвыходом к одному иэ входов сумматора, 15и командоаппарат, подсоединенный кдругому входу сумматора. Устройствоосуществляет стабилизацию скоростиасинхронного короткоэамкнутого двигателя при определенном значении момента Ъ,Недостатком данного устройстваявляется невозможность управленияего моментом на уровне максимального, так как известное устройство нпозволяет определить на устойчивойили не устойчивой части механической характеристики асинхронного короткоэамкнутого двигателя находитсяего рабочая точка, что не исключает 30что в устройство для управления асин- р хронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоками регулирования частоты инапряжения, задатчик интенсивности скорости вращения двигателя соеди 15 ненный через сумматор со входами блоков регулирования частоты и напряжения, элемент сравнения, датчики момента и тока, введены два Фильтра, два дифференцирующих и два пороговых элемента, логический элемент И, реле, 20 причем выход датчика тока черезфильтр, дифференцирующий элемент, пороговый элемент связан с одним из входов логического элемента И, другой вход которого пддключен через 25 второй пороговый элемент, второй дифЗО 35 45 40 50 55 60 65 асинхронного кооткозамкнутого двигателя, что снижает надежность его работы.Цель изобретения - поВышение надежности за счет" обеспЬчения максимального значения. момента асинхрон- ного короткозамкнутого двигателя при набросе нагрузки при всех скоростях до остановки двигателя. Поставленная цель достигается тем,ференцирующий элемент, второй фильтр к датчику момента, а выход логического элемента И подсоединен к реле, второй вход сумматора через замыкающие контакты реле и элемент сравне" ния соединен со вторым фильтром,На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем.Устройство содержит задатчик 1 интенсивности скорости, подсоединенный к одному из входов сумматора 2, выход которого подключен на вход регулятора 3 частоты и напряжений, связанный со входом преобразователя 4 частоты. Выход преобразователя 4 частоты подключен ко входу асинхронного короткозамкнутого двигателя 5, к которому подсоединен датчик 6 тока и датчик 7 момента. Датчик 6 тока последовательно соединен с фильтром 8, выход которого связан со входом дифференцирующего элемента 9, связанного с пороговым элементом 10, который своим выходом подсоединен к одному из входов логического элемента И 11. Выход датчика 7 момента подключен ко входу второго Фильтра 12, имеющего два выхода, один из которых подсоединен ко второму дифференцирующему элементу 13, своим выхо" дом связанного со вторым пороговым элементом 14, который, в свою очередь, подключен ко второму входу логического элемента И 11. Выход логического элемента И 11 соединен со входом релейного элемента 15, который имеет замыкающие контакты 16, которые, с одной стороны, связаны через элемент 17 сравнения с выходом второго фильтра 12, а с другойчерез усилитель 18 со вторым входомсумматора 2.Устройство работает следующимобразом.;Сигйал заданной скорости подается на вход задатчика 1 интенсивности, который определяет темп нарас, тания,во времени частоты тока статора асинхронного короткозамкнутогодвигателя 5. Сигнал с выхода задатчика 1 интенсивности. скорости подается на вход сумматора 2. На второйвход сумматора 2 подается сигналобратной связи с усилителя 18, который формируется таким образом, чтобыпри набросе нагрузки, превышающеймаксимальный момент асинхронногокороткозамкнутого двигателя 5, обеспечить при снижении скорости вплотьдо остановки значение момента, близкое к максимальному. Для его формирования используется датчик 6 токаи датчик 7 момента, сигналы которыхпроходят через фильтры 8 и 12 длясглаживания высокочастотных составляющих спектра колебаний момента к тока, обусловленных высокочастотнымиколебаниями статического момента илипереходными процессами, возникающими в процессе. регулирования момента.Сигнал с выходов фильтров 8 и 12 подается на дифференцирующие элементы9 и 13, которые определяют знак прЬизводной момента и тока.При нормальном режиме работы, когдаасинхронный короткозамкнутый двигатель работает на устойчивой части механической характеристики приувеличении статического момента,выполняется условие дМ О, д 270;70,гдев ,производная по моменту, а- - производная по току статорад 3двигателя,В этомм случае сигналы, соответствухиие 40 и 10, с выхода диф,ференци 8 ующих элементов 9 и 13 идут.на вход пороговых элементов 10 и 14с выхода которых они приходят надва входа логического элемента И 11.Использование пороговых элементов 10и 14 обусловлено необходимостьюстандартизации сигналов, приходящих на входы логического элементаИ 11 по величине и знаку, а такжевозможностью дополнительной фильтрации высокочастотных составляющих момента и тока, прошедших через фильтры 8 и 12. Поскольку сигналы, пришедшие на оба входа логического элемента И 11, одинаковые по знаку, иаего выходе не появляется сигнал, азамыкающий контакт.16 реле 15 неизменяет своего состояния. Сигнал навыходе сумматора 2 остается неизменным, соответственно остается неизменным сигнал с выхода регулятора 3.частоты и напряжения и частота навыходе преобразователя 4 частоты. Увеличение статического момента отрабатывается асинхронным коротко- замкнутым двигателем 5 при неизменной механической характеристике до момента, пока рабочая точка не пройдет точку механической характеристики, соответствукщую критическому скольжению. По прохождении точки критического скольжения асинхронный короткозамкнутый двигатель 5 начинает работать на .неустойчивой части механической характеристики В этом случае имеет место условие О раи аа Сигналы, соотиитстиутщиа фт о и Ктс, полученные на выходе дифференцирующих элементов 9 и 13, через пороговые 15 элементы 10 и 14 приходят на два входа логического элемента И 11, в результате чего на его выходе появится сигнал. Этот сигнал подается на рель 15, что приводит к замыканию 20 его замыкающего контакта 16, через который на вход усилителя 18 с элемента 17 сравнения приходит сигнал, равный разности О -О, где О- напря" жение, соответствующее максимальному 21 моменту, а О - напряжение, соответствукщее текущему момету асинхронного короткозамкнутого двигателя 5. Усиленный сигнал Ои,- О подается как сигнал отрицательной обратной связи на вход сумматора 2, что вызывает уменьшение результирующего сигнала, приходящего на блок 3 регулятора частоты и напряжения, и в свою очередь приводит к снижению частоты на выходе преобразователя.4 частоты. Механическая характеристика смещается вниз до тех пор, пока рабочая точка асинхронного короткозамкнутого двигателя 5 не попадает на ее рабочую часть. 40Предлагаемое устройство позволяет за счет такого выполнения осуществлять переход с характеристики на характеристику при понижении частоты при значении момента близ ком к максимальному М,с что, повышая устойчивость работы, увеличивает надежность работы асинхронного короткозамкнутого двигателя.Формула изобретенияУстройство для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем,содержащее преобразователь частотыс блоками регулирования частоты инапряжения, задатчик интенсивностискорости вращения двигателя, соединейный через сумматор со входамиблоков регулирования частоты и напряжения, элемент сравнения, датчикимомента и тока, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышениянадежности за счет обеспечения максимального значения момента асинхронного короткозамкнутого двигателя.при набросе нагрузки на всех скоростях до остановки двигателя, снабжено двумя Фильтрами, двумя дифференцирующими элементами, двумя пороговыми элементами, логическим элементомИ, реле, причем выход датчика токачерез фильтр, дифференцирующий элемент, пороговый элемент связан содним из входов логического элемента И, другой вход которого подключен через второй пороговый элемент,второй дифференцирукщий элемент,второй фильтр к датчику момента, авыход логического элемента И подсоединен к реле, второй вход сумматора через замыкающие контакты реле иэлемент сравнения соединен со вто-.рым фильтром.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Булгаков Л.А. Частотное управление асинхронными электродвигателями. М.а Изд-во АН СССР, 1955,с. 260, рис. 6.49 б.2. Сандлер А.С. и др. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М., "Энергия",1974, с. 37-41, рис. 2-4.877769 Составитель В. Тарас Техред А,Бабинец дактор ара Рошк оррек аказ 9646/85ВНИ дпис 1130 илиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж И Государстве делам изобре 5, Москва, Ж ЭЗ Поного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д.4/5