Способ управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором и устройство для его осуществления

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Ц 5 Н 02 Р 7/4 С ПИСА Б Т Я АВТОРСКО В ИДЕТЕЛ ЬСТВУ хнический институт и водственное объедиположном его измен сопротивление фазы изменения секциони Ь Вг - сопротивлени роаанного резистора ке во во из но че ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Донецкий политеМариупольское произнение "Тяжмаш"(56) Авторское свидетельство СССР М 1259459, кл. Н 02 Р 5/40, 1985.Авторское свидетельство СССР Я 1131010, кл, Н 02 Р 7/40, 1983,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах подъемно-транспортных машин, волочильных станов и других подобных проИзобретение относится к электротехнии может быть использовано в электропридах подъемно-транспортных машин, очильных станов и других подобных проодственных механизмов,Цель изобретения - повышение надежсти и качества управления за счет исклюия пиков момента.На фиг,1 приведена структурная схема ройства для управления асинхронным ктродвигателем с фазным ротором; на г,2 - структурная схема блока коррекции 1683165 А иэводственных механизмов. Целью изобретения является повышение надежности и качества управления, Запуск электродвигателя с фазным ротором осуществляют за счет ступенчатого и плавного регулирования тока ротора посредством шунтирования секций реостата и плавного изменения угла включения тиристоров управляемого выпрямителя, включенных в роторную цепь. Для достижения указанной цели при ступенчатом изменении секционированного резистора осуществляют коррекцию сигнала управления, под воздействием которого происходит запуск двигателя, изменяя егоЛй 2на урв направлении, противоЙ 2 нию, где йэ - полное роторной цепи до 1-го рованного резистора е 1-й секции секциони 2 с. и 1 э.и. ф-лы, 2 ил напряжения задания частоты вращения электродвигателя.Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 с фазным ротором содержит управляемый мостовой выпрямитель 2, соединенный силовым входом с зажимами для подключения эбмотки ротора электродвигателя 1, а выходом - с резисто-. ром 3, секционированным й управляемыми ключевыми элементами 4, датчик 5 ЭДС скольжения, блок 6 управления мостового выпрямителя, элемент 7 сравнения, блок 85 10 15 20 задания частоты вращения, нуль-орган 9,блок 10 управления ключевыми элементами, формирователь 11 импульсов управления ключевыми элементами., блок 12дифференцирующих цепей, схему 13 логического суммирования, схему 14 совпадения и блок 15 коррекции напряжениязадания частоты вращения,Датчик 5 ЭДС скольжения входом связан с цепью ротора электродвигателя 1, авыходами - с соответствующими опорнымивходами блока 6 управления мостового выпрямителя и с информационным входомэлемента 7 сравнения, задающий вход которого подключен к выходу блока 8 заданиячастоты вращения. Выход элемента 7 сравнения соединен с управляющим входомблока 6 управления мостовым выпрямителем и входом нуль-органа 9, выход которогосоединен с входом блока 10 управленияключевыми элементами. Формирователь 11импульсов управления ключевыми элементами подключен к управляющим элементам4, Выход блока 6 управления мостовым выпрямителем соединен с входом управления 2мостового выпрямителя 2, а дополнительные выходы блока 6 управления через блок12 дифференцирующих цепей и схему 13логического суммирования соединены с 3другим входом схемы 14 совпадения, Выходы блока 10 управления ключевыми элементами соединены с одним входом схемы 14совпадения и со входами блока 15 коррекции напряжения задания, выход которого 3подключен к дополнительному входу блока8 задания частоты вращения, Выходы схемы14 совпадения соединены с соответствующими входами формирователя 11 импульсов управления ключевыми элементами,Блок 15 коррекции напряжения заданияфиг.2) выполнен в виде последовательносоединенных блока 16 времязадающих це-,пей и управляемого ключа 17, выход которого образует выход блока 15 коррекции., напряжения задания, входы которого образо ваны входами блока 16 времязадающих цепей.Способ управления асинхронным двигателем с фазным ротором позволяет реализовать плавный пуск без рывков и качков вдиаграмме моментов в соответствии с графиком изменения напряжения задания.При этом полностью используются возможности параметрического регулятора, осуществляющего плавное изменениесопротивления в цепи ротора. При пускеблагодаря монотонно изменяющемуся напряжению задания происходит плавныйрост момента двигателя за счет уменьшениязначения сопротивления в роторной цепи,При достижении данным сопротивлением нулевого значения осуществляют шунтирование секций добавочного резис; ора, включенного также в цепь ротора. Одновременно с шунтированием производятступенчатую коррекцию напряжения задания в направлении, противоположном его изменению, с целью компенсации возмущения, вносимогоскачкообразным изменением сопротивления секционированного резистора за счет адекватного, но противопложного изменения состояния параметрического регулятора.Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором работает следующим образом,На статор неподвижного электродвигателя 1 подается напряжение питающей сети, в результате чего на фазном роторе появляется напряжение, которое через трансформатор 18 датчика 5 ЗДС скольжения поступает на входы генератора 19 пилообразного напряжения блока 6 управления мостовым выпрямителем, На выходе генератора 19 формируются напряжения пилообразной формы, находищеся в фазе снапряжением обмоток ротора, которые подаются в формирователь 20 импульсов, где сравниваются с выходным сигналом элемента 7 сравнения. В момент их равенстваформируются импульсы, отпирающие тиристоры управляемого мостового выпрямителя 2. Таким образом, угол управления тир"-торами выпрямителя 2 пропорционален напряжению, поступающему с элемента 7 сравнения.В момент подачи напряжения на статор электродвигателя 1 этот угол максимален, что обеспечивает запертое состояние управляемого мостового выпрямителя 2, а следовательн.о, и отсутствие крутящего момента на валу электродвигателя.С началом монотонного изменения выходного напряжения блока 8 задания частоты вращения происходит уменьшение напряжения на выходе элемента 7 сравнения, что влече за собой смещение импульсов управлечия тиристоров мостового выпрямителя 2 в сторону точки естественной коммутации, т,е, его постепенное открытие, и,.вместе с тем, приводит к росту тока в фазах обмотки ротора, что обеспечивает увеличение крутящего момента на валу, Нарастание крутящего моментапродолжается до трогания с места ротораэлектродвигателя 1, а затем происходит его разгон с темпом, определяемым блоком 8 задания частоты вращения,Угол уг,равления мостовым выпрямителем 2 достигает нулевого значения когданапряжение на выходе элемента сравнения7 становится равным нулю, что приводит к формированию на выходе нуль-органа 9 напряжения высокого уровня, поступающегона вход блока 10 управления ключевыми элементами. В результате на его соответст вующем выходе формируется сигнал отпирания очередного тиристорного ключевого элемента ; шунтирующего соответствующую секцию резистора 3. Этот сигнал посту 10 пает на входы схемы 1 совпадения и блока 15 коррекции напряжения задания, где подается непосредственно на одну из дифференцирующих цепей, входящих в состав блока 16 времязадающих цепей (фиг.г). В 15 результате на вход управляемого ключа 17 блока коррекции напряжения задания поступает управляющий импульс вполне определенной длительности, что приводит к кратковременному его отпиранию, обеспега чивая необходимую коррекцию выходного напряжения блока 8 задания частоты вращения за счет дозированного разряда емкости интегратора, входящего в его состав,Изменение в результате осуществлен 25 ной коррекции выходного напряжения блока 8 задания приводит к возрастанию напряжения на выходе элемента 7 сравнения, что влечет эа собой рост угла управле-.ния тиристорами мостового выпрямителя 2. С появлением очередного управляющего импульса на выходе формирователя 20, поступающего как на управляющий вход мостового выпрямителя 2, так и на блок 12 дифференцирующих цепей, на выходе по 30 следнего возникает импульс напряжения, воздействующий через схему 13 логического суммирования на схему 14 совпадения, что вызывает формирование импульсов напряжения на тех ее выходах, на соответстразрешающие напряжения со стороны блока 10 управления ключевыми элементами. Эти импульсы усиливаются формирователем 11 импульсов управления и подаются на ключевые элементы 4, При этом состояние 45 ранее включенных элементовне меняется, а переходит в проводящее состояниеключевой элемент, шунтирующий очередную секцию резистора 3,50 Благодаря осуществленной к этому моменту коррекции выходного напряжения блока 8 задания, повлекшей за собой подэапирание мостового выпрямителя 2 (т.е. уменьшение эквивалентного сопротивления, включенного в роторную цепь), ток в роторной цепи, а следовательно, и момент электродвигателя 1 будут сохранены на прежнем уровне.Таким образом, производя одновременно с шунтированием секций резистора вующие входы которых поданы 40 дозированное изменение тока ротора за ьчет изменения эквивалентного сопротивления роторной цепи, обеспечивается минимизация пиксв момента, что повышает надежность эпе:.тропривода и увеличивает плавность зап:; з.Формул.:; изобретения 1, Способ управления асинхронным электродвигателем с Фазным ротором и включенными в его цепь регулируемым и секционированным резисторами, при котором осуществляют плавное изменение регулируемого резистора по монотонно изменяющему управляющему воздействию и при достижении этой величиной нулевого значения осуществляют ступенчатое изменение значения сопротивления секционированного резистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения пиков момента, при указанном ступенчатом изменении секционирован ного резистора осуществляют коррекцию управляющего воздействия путем его изменения на величинуЬйъур = в направлении, противопо 2ложном его изменению, где В 21 - полное сопротивление Фазы роторной цепи до 1-го ступенчатого изменения величины сопротивления секционированного резистора без учета дополнительного плавно изменяемого сопротивления, Лйз - сопротивление 1-й секции секцианированного резистора,2. Устройство для управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором, содержащее управляемый мостовой выпрямитель, соединенный силовым входом с зажимами для подключения обмотки ротора, а выходом - с резистором, секционированным М управляемыми ключевыми элементами, датчик ЭДС скольжения, с входом для подключения в цепь ротора, а выходами соединен с соответствующими опорными входами блока управления мостового выпрямителя и с информационным входом элемента сравнения, задающий вход которого подключен к выходу блока задания частоты вращения, выход элемента сравнения соединен с управляющим входом блока управления мостовым выпрямителем и входом нуль-органа, выход которого соединен с входом блока управления ключевыми элементами, выход блока управления мостовым выпрямителем соединен с входом управления мостового выпрямителя, а управляющие входы ключевых элементов подключены к соответствующим входам формирователя импульсов управления ключевыми элементами, о т п и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности и качества управления за счет исключения пиков момента, в него введены блок дифференцирующих цепей, схема логического Суммирования, схема совпадения и блок коррекции напряжения задания частоты Вращения, а блок управления мостовым выпрямителем выполнен с дополнительными Выходами и блок задания частоты вращения "с дополнительным входом, выходы блока управления ключевыми элементами соединены с одними входами схемы совпадения и входами блока коррекции напряжения задания, выход которого соединен с дополнительным входом блока задания частоты вращения, дополнительные выходы блока управления мостовым выпрямителем через блок дифференцирующих цепей и схему логического суммировани соединены с другим входом схемы совпадения, выходы которой соединены с соответствующими входами 5 формирователя импульсов управления ключевыми элементами. 2. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок коррекции напряжения 10 задания частоты вращения выполнен в видепоследовательно соединенных блока времяэадающих цепей и управляемого ключа, выход которого образует выход блока коррекции напряжения задания ча стоты вращения, входы которого образованы входами блока времязадающих цепей.1663165Составитель С, Позднухов Редактор А. Козориз Техред М.Моргентал Корректор М. Кучеряв каз 3421 Тираж Подсое 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 45Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага