Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН Р 5/40 51) ЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) В.Г, Оеипо иск. з ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО МИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О(71) Северо-Кавказский ордена Дружбы народов горно-металлургический институт(56) 1. Щукин Г.А. Исследование статических характеристик машины двойного питания, работающей в асинхронном режиме. Дис. на со учен. степени канд, техн. наук 1970, с. 9, рис. 1-76.2. Онищенко Г.Б. Асинхронный ве тильный каскад. М "Энергия", 196 с, 112-116,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯАСИНХРОННЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫИ РОТОРОМ, содержащее тиристорныйпреобразователь в цепи ротора электродвигателя, многоканальный блоксинхронизации, входы которого под-ключены к фазам роторной обмоткиэлектродвигателя, а выходы - к блокуформирования управляющих импульсовтиристорами преобразователя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения диапазона регулирования, в него введены датчикугловой скорости электродвигателя,датчики мгновенного тока фаз ротора .электродвигателя, а каждый канал . блока синхронизации содержит интегросумматор, шесть ключевых и двазапоминающих элемента, два согласующих усилителя и компаратор,причем первый вход интегросумматора подключен к соответствующейфазной обмотке ротора электродвигателя, выход интегросумматора - квходам компаратора, блока формирования управляющих импульсов, первого и второго ключевых элементов,выходы которых подключены соответственно через первый и второй запоминающие элементы к входам третьегои четвертого ключевых элементов, выходы которых объединены и подключены к второму входу интегросумматора,.входы пятого и шестого ключевых элементов подключены соответственно через первый и второй согласующие усилители к выходу датчикаугловой скорости электродвигателя,выходы пятого и шестого ключевыхэлементов объединены и подключенык третьему входу интегросумматора,четвертый вход которого подключен кДатчику мгновенного тока фаз ротораэлектродвигателя, управляющие входыключевых элементов объединены и подключены к выходу компаратора смежного канала блока синхронизации,выходы интегросумиаторов образуютвыходы многоканального блока синхро 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в асинхронных вентильных каскадах и двигателях двойного питания.Известно устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее преобразователь частоты в цепи ротора электродвигателя, синхронный датчик частоты вращения, фазовращатель, ,формирователь низкочастотного управ-, ляющего напряжения и блок импульсно- фазового управления 11.Однако зто устройство обладает невысокой точностью синхронизации работы преобразователя и небольшим диапазоном регулирования, поскольку в нем появляются низкочастотные биения выходного напряжения.Наиболее близким к .изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее тиристорный преобразователь в цепи ротора электродвигателя, многоканальный блок синхронизации, входы которого подключены к фазам роторной обмотки элехтродвигателя, а выходы " к блоку формирования управляющих импульсов тиристора 1 преобразователя 2 1.В известном устройстве фазовый сдвиг управляющего сигяала обеспечивается пассивным Ю.-фильтром,выходное напряжение которого является Функцией частоты и амплитуды входного напряжения. Поэтому в известном устройстве затруднено поддержание на заданном уровне угла управления преобразователем, что приводит к ухудшению регулировочных характеристик электропривода.Целью изобретения является расши" реиие диапазона регулирования.Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазиьи ротором, содержащее тирис". торный преобразователь в цепи ротора электродвигателя, многоканальный блок синхронизации, входы которого подключены к фазам роторной . обмотки электродвигателя, а выходы - к блоку формирования управляющих импульсов тиристорающ.преобразователя, введены датчик угловой149363 1скорости электродвигателя, датчики мгновенного тока фаз ротора 5 1 О15 20 2535404550 электродвигателя, а каждый канал блока синхронизации содержит интегросумматор, шесть ключевых и два запоминающих элемента два согласующих усилителя и компаратор, причем первый. вход интегросумматора подключен к соответствующей фазной обмотке ротора электродвига.теля, .выход интегросумматорак входам компаратора, блока форми-"рования управляющих импульсов, первого и второго ключевых элементов,выходы которых подключены соответственно через первый и второй запоминающие элементы к входам третьего и четвертого ключевых элементов, выходы которых объединены и подключены к входу второго интегросумматора, входы пятого и шестого ключевых элементов подключены соответственно через первый и второй согласующие усилители к выходу датчика угловой скорости электродвигателя, выходы пятого и шестого ключевых элементов объединены и подключены к третьему входу интегросумматора, четвертый вход которого подключен к датчику мгновенного тока фаз ротора электродвигателя, управляющие входы ключевых элементов объединены и подключены к выходу компаратора смежного канала блока синхронизации, выходы интегросумматоров образуют выходы многоканального блока синхронизации.На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства для управления асинхронным электродвигателем с фазным роторам; на фиг. 2 - диаграммы напряжений навыходе функциональных блоков устройства.Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором содержит тиристорный преобразователь 1 в цени ротора электродвигателя 2, многоканальный блок 3 синхронизации, входы которого подключены к фазам роторной обмотки электродвигателя 2, а выходы " к блоку 4 формирования управляющих импульсов тиристорами преобразователя 1, датчик 5 угловой скорости электродвигателя 2, датчики 6 мгновенного тока фаз ротора электродвигателя, а каждый канал блока 3 синхронизации содержит интегросумматор 7,1149363 шесть ключевых и два запоминающих элемента, пва согласующих элемента и компаратор 1 причем первый вход интегросумматора 7 подключен к Фазному проводу обмотки ротора элект 5 ропвигателя 2 выход интегросумма)тора 7 - к.входам коипаратора 8, блока 4 Формирования управляющих импульсов тиристоров преобразователя 1, первого и второго ключевых элементов 9 и 1 О, выходы которых подключены соответственно через первый и второй запоминающие элементы 11 и 12 к входам третьего и четвертого ключевых элементов 13 и 14, выходы которых. объединены и подключены к второму входу интегросумматора 7, входы пятого и шестого ключевых элементов 15 и 16 подключены соответственно через первый и второй согласующие усилители 17 и 18 к .выходу датчика 5 угловой скорости электродвигателя 2, выходы пятого и шестого ключевых элементов 1,5 и 16 объединены и подключены к третьему входу интегросумматора 7, четвертый вход которого подключен к датчику 6 мгновенного тока, управляющие входы всех ключевых элементов объединены и подклю 3 чены к выходу компаратора 8 смежно- ,го канала блока 3 синхронизации.На диаграмме 19 (фиг, 2) пока.зана кривая изменения Фазной ЭДС, на диаграмме 20 - изменение выходного напряжения интегросумматора, на диаграммах 21 и 22 - изменение напряжения на выходе запоминающих элементов, иа диаграмме 23 - суммарный:сигнал обратной связи; на диаграмме 24 - корректирукнцийсигнал от датчика угловой скорости; на диаграмме 25 - управляющий сигнал ключевых элементов.Устройство работает следующимобразом.Суииа напряжений, подаваемых на первые и четвертые входы интегросуииатора 7, представляет собой. сигнал, пропорциональный мгновенному эиаченив ЭДС, наводимой в фазе50 ротора. Если бы рассматриваемая .система быпа разомкнутой, то на выхода йштегросумкаторов 7 появилось. бы напряжение, величину которого .эюжио определить по Формуле5 где Е2 п 1 О Таким образом, в кривой выходного напряжения всегда присутствовала бы некоторая составляющая, ко,торая из-за флуктуации параметровреальных операционных усилителей 5росла бы и приводила интегросумматор 7 к насыщению. Поэтому при использовании интегросуьщатора 7 в разомкнутой системе управления достижение расширения диапазона регули- О рования не обеспечивается.В предлагаемой системе для компенсации влияния укаэанной постоянной составляющей используетсядискретная обратная связь, которая 5осуществляется при помощи ячейкивыборки и хранения, состоящей издвух идентичных запоминающих элементов 11 и 12 и двух пар ключевыхэлементов 9, 1 О и 13, 14, которыепоочередно подключают входы запоминающих элементов 11 и 12 к выходуинтегросумматора 7, а выходы - квторым входам интегросумматора 7.Переключение запоминающих элементов11 и 12 происходит дважды в течениеодного периода роторной ЭДС. Такимобразом, на вход интегросумматора7 от ячейки выборки и хранения поступает значение интеграла за предыдущий полупериод, благодаря чемуполностью компенсируется нежелательная постоянная .составляющаяв выходном напряжении интегросумматора 7. При изменении частоты враФщения асинхронного электродвигателя 2 меняются и параметры наводимой в роторе ЭДС, что приводит кизменению влияния сигнала обратной . связи и к срыву работы преобразователя 1. Для компенсации этого изменения предусмотрена подача натретий вход интегросумматора 7 сигнала от датчика 5 угловой скорости,который предварительно преобразуется в переменное напряжениепрямоугольной Формы при помощи согласующих усилителей 17 и 18 и ключевых элементов 15 и 16. Управляющий 40 Ц РВЕ (ЯЮе м 1 Ф, +11(4,1 а-Е (5 соз (ш 1+ У) +С амплитуда ЭДС фазы заторможенного ротора,скольжение;круговая частота ЭДС ротбра;время;начальная фаза.сигнал для ключевых элементов 15 и16 формируется при помощи компараторов 8 из выходного напряжения интегросумматоров 7 смежных каналовблока 3 синхронизации. Сформированная системз синусоидальных напряжений подается на вход блока 4 формирования управляющих импульсов, Полученная система .напряжений оченьудобна для управления роторнымпреобразователем 1, так как на любойчастоте ее фазовый, сдвиг относительно исходной кривой напряжения остает 1 ся постоянным и равным 90 в связис чем ее точки перехода через 15ноль совпадают с точками естественной коммутации. Амплитуда полученных напряжений не зависит отчастоты и тоже остается постоянной.Предлагаемое устройство дляуправления асинхронным электродвигателем с фазным ротором обеспечивает высокое качество синхронизации работы преобразователя 1 сЭДС, наводимой в роторе, .посколькуобеспечивает точность определенияуглового положения ротора на уровне 0,57 и имеет практически неограниченный диапазон рабочих частот,благодаря чему расюиряется диапазон регулирования,1149363 исход.уС лаФс Составитель В. Алешечкедактор О.Черниченко Техред Ж.Кастелевич орректор Е. Рошк О . Тираж 646ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и.открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д аказ 19 ПодпиССР