Способ пуска частотно-управляемого асинхронного электродвигателя

- ",1 с;еяй 3 г.,1,;,у 1 Ь.гд ЕН Московскоинститута ь при правГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПЛАНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМф 1347139, кл, Н 02 Р 7/63, 1986.(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повьйченибыстродействия и снижение потерпуске, В способе пуска частотно-уляемого асинхронного электродвигателизмеряют ток асинхронного двигателя в 80,в 1 53473 в момент подачи команды на его останов; Запоминают в блоке 13 это значение, Устанавливают в задатчике интенсивности 9 начальную частоту и модульпитающего напряжения прямо пропорционально, а интенсивность изменениямодуля и частоты питающего напряжения - обратно пропорционально указанному значению тока, Подают командуна пуск, контролируя фактический токасинхронного двигателя 1,. Сравниваютфактический ток с пороговым значением, равным току холостого хода асинхронного двигателя 1, и при превыщении этого значения изменяют с помощью блока 12 деления итенсивностьизменения модуля и частоты питающегонапряжения обратно пропорциональноФактическому току асинхронного двигателя. 1. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах с переменной нагрузкой и работающих, в повторно-кратко 5 временных режимах, например ленточных конвейерах, выемочных комбайнах и т,п и является усоверщенствованием изобретения по авт,св.Р 1347139.Цель изобретения - повышение быст О родействия и снижение потерь энергии в электроприводе.Н Лиг, 1 приведена блок-схема электропривода; на фиг.2 " задатчик интенсивности, обеспечивающий задан ные функции в электродвигателе; на фиг, 3 - механические характеристики на период пуска,Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1, статорная 20 ;обмотка которого через преобразователь 2 частоты подключена х источнику питания. Преобразователь 2 частоты выполнен в виде последовательно соединенныхомежду собой управляемого 25 выпрямителя 3, инвертора 4, на выходе которого включены датчики тока 5 и напряжения 6. Электропривод содержит эадатчик 7 частоты вращения, выход которого через замыкаюций контакт "Пуск" 8 соединен с задатчиком 9 интенсивности. Выход задатчика 9 интенсивности подключен к управляющему входу инвертора 4 и одному входу регулятора 10 напряжения, другой вход которого соединен с выходом датчика 6 Напряжения, а выход - с первым входом регулятора 11 тока, Второй вход регулятора 11 тока подключен к выходу дат ика 5 тока, а выход регулятора 11 40 тока соединен с управляющим входом вы. прямителя 3.В электропривод введены блок 12 деления, запоминающий блок 13 с антидрейфным корректируюцим. узлом, источник 14 опорного напряжения, пороговый элемент 15, индикатор 16 нуля, Формирователи 17 и 18 импульсов, КЯ-триггер 19 и исполнительное реле 20 с замыкаюцим и размыкаюцим контактами 21 и 22. Выход датчика 5 тока связан через пороговый элемент 15, Ьормировагель 17 импульсов с Я-входом КЯ-триггера 19. К-вход триггера 9 подключен через формирователь 18 импульсов и индикатор 16 нуля к основному входу55 Задатчика 9 интенсивности, а к прямому выходу КЯ-триггера 19 подключено исполнительное реле 20, Первый вход запоминающего блока 13 через замыкающий контакт 21 исполнительного реле 20 подключен к выходу датчика 5 тока и через размыкаюций контакт 22 реле 20 - к своему второму входу, связанному с антидрейфным корректирующим узлом. Выход запоминающего блока 13 подключен к входу "Делитель" блока 12 деления, вход "Делимое" которого соединен с выходом источника 14 опорного напряжения. Выход блока 12 деления связан с управляющим входом задатчика 9 интенсивности.Задатчик 9 интенсивности (Лиг.2) включает последовательно соединенные первый сумматор 23, интегратор 24, второй сумматор 25 и включенные между выходом первого сумматор 23 и вторым входом второго сумматора 25 последовательно соединенные маситабный усилитель 26 и диод 27. Выход суммато. ра 25 соединен с входом сумматора 23. Во входной цепи интегратора 24 и обратной связи маснтабного усилите" ля 26 включены Ьоторезисторные оптроны 28 и 29. Основным входом задатчика интенСивности является входная цепь первого сумматора 23, дополнительными входами эадатчика 9 интенсивности являются входная цепь оптрона 28 (второй вход) и входная цепь оптрона 29 (третий вход), а выходом эадатчика интенсивности - выход сумматора 25,Способ пуска в электроприводе осу" ществляется следующим образом.При пуске электродвигателя 1 сигнал задания Б с выхода задатчика 7 частоты вращения поступает на основной вход эадатчика 9 интенсивности, с помощью которого определяется конечное.значение частоты врацения электродвигателя 1.11 ачальный темп изменения напряжения Пэ на выходе задатчика 9 интенсивности (о,) зависит от величины сигнала на втором дополнительном входе задатчика 9, который поступает с выхода блока 12 деления. Начальное значение напряжения 11 д на выходе задатчика 9 интенсивности определяется величиной сигнала на третьем дополнительном входе задатчика 9, кото" рый поступает с выхода запоминающего блока 13. При этом начальный темп Ы, изменения напряжения 1пропорционаленоПо дПЯ 6где С - емкость цепи обратной связиусилителя 24,Постоянная с определяет темп изменения напряжения ца выходе задатчика 9 интенсивности в соответствии с уравнением (1).В период пуска электродвигателя 1 сигнал с выхода задатчика 9 ицтецсивности подается ца регулятор О напряжения и с его выхода ца регулятор 11 тока. Сигнал с выхода регулятора 11 тока обеспечивает подачу випрямленцо(2) ЭИО О 3 ф 10 где Ц я - напряжение на выходе источника опорного напряжения 14;- напряжение, пропорциональное запомненному значениютока электродвигателя 1,выдаваемое запоминающимблоком 13,Начальная интенсивность изменениянапряжения на выходе задатчика интенсивности обратно пропорциональнатоку электродвигателя в момент подачикоманды на его остановку, а начальная частота Г и модуль напряженияна выходе преобразователя 2 частоты 25пропорциональны току электродвигателяв момент подачи команды на его остановку.В задатчике интенсивности это реализуется следующим образом.(Фиг,2), ЗОПри подаче на вход задатчика 9интенсивности сигнала П сигнал иаего входе Н , в начальный моментпуска, определяющий начальную частоту Г , зависит от регулируемого ко"эАЬициента передачи усилителя 26.КоэЬЬициент усиления зависит отсигнала на третьем входе задатчикаинтенсивности и равенКОс еб4026где К " сопротивление оптронногорезистора 29;К- сопротивление цепи обратнойсвязи усилителя 26,С увеличением напряжения на третьем входе эадатчика 9 интенсивности0 сопротивление резистора Куменьнается и коэффициент усилейияК увеличивается, Таким образом реа Ойьлизуется зависимость (2),го регулируемого напряжения с выхода управляемого выпрямителя 3 ца ицвертор 4, причем частота напряжения на выходе инвертора 4 определяется сигналом с выхода задатчика 9 интенсивности. В результате этого напряжение подается на электродвигательи сигналы обратных связей с датчика 5 тока и датчика 6 напряжения поступают на входи соответствующих регуляторов тока 11 и напряжения 10,В начальный момент пуска электродвигателя 1 пока ток его мецьне тока холостого хода пороговый элемент 15 находится в исходном состоянии ц сигнал на его выходе це изменяется, Состояние КВ-триггера 9 в этот период определяется предыдущим режимом работы электронрнвоца, а именно моментом подачи комацди на остановку и последующим периодом остановки электро- привода. В момент подачи команды ца остановку сигнал на выходе задатчцка 9 интенсивности становится ранним нулю и индикатор 16 нуля вырабатывает сигнал, который после его Абрмирования вторым формирователем 18 импульсов, устанавливает КК-триггер 19 в нулавое положение (0=0), при этом исполнительное реле 20 отпускает, и его размыкающий контакт 22 замыкается. Запоминающий блок 13 переводится в режим запоминания тока электродвигателя с момента подачи команды на остановку, для чего его первый вход замыкается с вторым с помощью контакта 22.Вход запоминающего блока 13 соединяется с его выходом с помощью антидрейфного корректирующего узла, находящегося в заномнцающем блоке 13, В период остановки злектропривода напряжение на выходе запоминающего блока 13 сохранцегся пропорциональным току электрод цгателя на момент подачи команды ц, остановку, Это цаСигнал на втором входе задатчика 9 интенсивности изменяет величину сопротивления оптрона 28 - К , а вмес те с этим изменяется и постоянная интегрирования 5 153413 а начальное значение напряжения на выходе задатчика 9 интенсивности, определяющее начальное значение частоты Г и модуля напряжения на выходе преобразователя частоты, пропорционально напряжению на выходе запоминающего блокапряжецце подается на третий дополнительцый вход задатчика 9 и на блок 12дпения, а с его выхода - на второйдополнительный вход задатчика 9 ин 5тецсивностиетаким образом, в начальный периодпуска, когда фактически ток электро-.двигателя меньше тока холостого хода,КЯ-триггер 19 находится в нулевом0положении, а запоминающий блок 13в режиме запоминания.В начальный период пуска, когдаток электродвигателя 1 превысит токхолостого хода, пороговый элемент 15 15срабатывает, на его выходе появляется сигнал, который после формирования первым формирователем 17 импульсов переводит КЯ-триггер в единичноесостояние. В этом случае срабатываетисполнительное реле 20, размыкаетсяего контакт 22 и замыкается контакт21 и тем самым запоминающий блок 13переводится из режима запоминанияв режим слежения за током электродвигателя. При этом сигнал на выходезапоминающего блока 13 пропорционален фактическому току. Если ток электродвигателя 1 отличается от запомненного тока в момент остановки электродвигателя 1, текущая интенсивностьизменения сигнала на выходе задатчи-.ка 9 интенсивности в процессе дальцейшего пуска будет изменяться обратно пропорционально фактическомузначениютока электродвигателя 1, Если фактический ток оказался выше запомненного, интенсивность изменениянапряжения 11 уменьшается, и, еслиюфактический ток оказался меньп 1 е за" 40помненного, интенсивность изменениянапряжения 11, увеличивается.В установившемся режиме работыэлектродвигателя 1 и при изменениисигнала задания 11 в процессе работысостояние КБ-триггера це меняетсяи запоминающий блок 13 работает врежиме слежения за фактическим токомэлектродвигателя 1,В момент подачи команды на остановку электродвигателя срабатываетиндикатор 1 б нуля, и сигнал с еговыхода через Формирователь 18 импульсов переводит КЯ-триггер 19 в нулевоесостояни, срабатывает реле,20 и егоконтакт 22 переводит запомицающии55блок в режим запоминания,Таким обраэом, установка цачальной частоты 1 в задатчике 9 цнтенсивцости пропорциональной запомненному значению тока позволяет. сократить время пуска двигателя, Так как при моменте сопротивления механизма М, большем начального пускового момента М, электродвигателя, соответствующего минимальной рабочей частоте Го преобразователя частоты(фиг.3), пуск будет возможен только при выходной частоте преобразователя частоты Го Г. А эта частота достигается эа промежуток времени,определяемый интенсивностью изменения частоты и модуля питающего напряжения и величиной моментасопротивления Мс, увеличение которого, в свою очередь, уменьп 1 ает интенсивность изменения частоты. Следовательно, чем больше момент сопротивления М, тем меньше интенсивность изменения частоты, а значит, и пуск электродвигателя произойдет через более длительное время. Установка же начальной частоты преобразователя частоты Г при пуске позволяет согласовать пусковой момент двигателя М ц с моментом сопротивления Мс (ММс при й, фиг.3), тем самым сократить время пуска, особенно при моментах сопротивления, близких к критическому моменту двигателя Мп.Кроме того, установка начальной частоты Й пропорционально моменту сопротивления М позволяет сократить потери энергии в двигателе, возникающие при пуске за то время, когда ротор двигателя неподвижен, т,е. при изменении начальной частоты Х от Г, до Гоз (фиг,3).Таким образом, установка при пуске начальной частоты и модуля питающего напряжения прямо пропорциональной запомненному значению тока позволяет повысить быстродействие и снизить потери энергии при пуске, Эффект будет более значительным при использовании предлагаемого способа в механизмах, имеющих переменное значение момента сопротивления прц пуске и больную частоту включений (приводы ленточных конвейеров, выембчцых комбайнов).Ф о р м у л а изобретенияСпособ пуска частотно-управляемого аСинхронного электродвигателя ио авт. св, Р 134739, о т л и и а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения иоЗаказ 56 Тираж 451 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 /5 Гагарина,101 тент" иэводственно-издательский комби.Ужгород терь энергии при пуске, дополнительно при подаче команды на пуск асинхронного двигателя величину началь 1 ной частоты и модуля питающего напря-жения устанавливают пряма пропорционально запомненному значению тока.