Способ устранения автоколебаний асинхронного двигателя

(51) Ч, Кл. 122) Заявлено 15,07.7 1) 0461390 рисоединением заявки 1 Й 11 О Р 7/4 есударстееннь ееатет СССР ее делам езебретеие. Крутой, С. Ф. Ьуряк и И. А. Гомон 1) Заявител СТРАЕ 1 Е 11 ИЯ АВТОКОЛЕБА 11 ИЙ АСИ 11 ХРО 111101 О 1 ТВИ 1 АТЕЛ 1 41 СП Изобретени может б относится к о ь использован ласти электротехни, например, в частот мощность двигателя лительного коцденигателя от авто дное напряжение мных ей воз верт ожно аторнои коммут ужденис, коз орое ме инвертор-дв тцы х к ач алий, пр ого изменения вяенсЛтряопе 1 увеличениюстановоооруповангя прсобри значстельной мош риемлемо,риводит к пояель отцосител яюшихся в вид влению в систечо низкочасто а. о одическ личинодвИзсинхтока., напряженгателя,скорости асицхро ения автоколе. ри гпггании от естен нно т преобраз еном пост вновыражен. вателя част путем подачи в ельного сигнала, зсоба требуетного кальц тем шlго ип имов параллВС -цг.Мна бы епочк преобразоватешествить в инобратные диогией асинхрс ц.ьтра преобразосоотн с только рсакти г сопротивление шунтируошех зистора;,ые диоды отпальо цев способ устранения автоколебанийо двигателя, питаемого оты с явновыражешп;м звунтированияходцьх зажв;ртора стабилизирующей ОСТ. РаЗДЕЛИтЕЛЬЦОГО КОЦДЕЦСатОРаь достаточно большой и определяетшением с 0, Вс,в котором2 й 1 ОС1/ Р - омицал.наяС - е мк ость раздссато ра;О лпнейное выхинвертора.Таким образом, чодклюЙ С -цепочкиривоппт к. иной моптности электроразователя и Отерь, что иности прсобразоателя неп Изес" е также способ уст 1 ан баний асинхронного двигателя и автоомого прсобразогателя с ым звсом постоянного тока сстсму регулговачия дополнит Однако для реа;изашгн этого спся выделение реактивного токаля, гто сравнительно просто осувсрторах напряжения, имеющихды для свободного обмена энерного двигагеля с емкостью филвателя и в дели которых протекаеныи 1 ок. В инверторах тока обратсутствуют, поэтому л них принш;ь)- соя Мсреднее значение напряжения на за жимах постоянного тока инвергде О тора;сов 1 г - коэффициент моноости суммдрнойнагрузки преобразователя.коэффииент мошности асинхронного двигателя зависит от частоты преобразователя и на. грузочного момента, и даже при фиксированн)й частоте Работа системы с Ос) =. сот)ВТ не. возможна, поскольку при любом изменении на. груэочного момеГга напряжение на зажимах мс)жно ньг;елиь рсдктиг)нуя сосГдвпякгцуиГока дни д гсггя.. 1 ЗИОш 1 с е бгиэким к и".)ОГретенин) по тсхни.ескоч су 1 цности является Глк)соб усраненияднтокопебдний дсинхронгнл о;шигатепя, питае.мого от прсобрдзонагеля часОты с явнсвыраженным звеном носгоьппнло тока, путем подачи н с(с Гсму ре. уи ронания дополнитеьно.го сигнала, 1)с)зггсгСг 3) гшцего на цепь упрднле, ния Зстс той прсобразондте:гя.римснсггис тикО с) способа В инн(ртордхтока нсвс) 3 л 11)жно К)слс то 0 лгя )сз)1 издцииуказанного спосОГа В преобразователе необходимо ус т:нг )л и 3тг;Огоги(и гсгьно дна утройства: уст)ойстн) 3 я 13 ьгцс;1 сния рсдк ГиВИ 010Гс)ка (,гд Г 11 к рслктивн 01 0ока ) и у строис( ВО,шя гг)ятия произно;пой реактивноо гока Этоприво и к усОжг(спио частоИспо электропривода,с)ь изоГрс пнгия расгнирсние облдс Ги прилснсни)1 спо;обд Манримср, в иннсртордх токд) и упронсние эсСктрс)привода.Э ГО ОстиГзс 105 3 см, 1 то 13 час ГОГнО. рсГулируел(с)л эпектронриво,е, сс);сржаНем асинхронный двигатель, автономный инвертор с системои управ.гения, граняемыи нырял(итс.ь ссистемой у(рдв)гения, датчики тока и ЭДГ дни.гавеля и здддтчик интенсивности пуска и торможения,ниг дгспя, н сисему ре уи ронанияи)да)3;опс):н(и:епьн(1 сигнал, получаемый какрдпОсть между сигндлом задания на чдстотуи сигнагОм ддчика ЭДГ асинхронноо дни ате.пя, н акой полярности, чо при рдзоне;СигхОни)о двиЗтсля с умсныпснисм ЭДСвыходная частота преобразователя уменынается,а при торможении-увеличивается, при этомскс)пьжение асинхронного двигателя не дс)гжнопревышать критическое.1 аким образом, н динамических режимахсохраняется принятьй закон регуировдния соотноцения между частотой и Э,гС днигатея.Выходное напряжение автономного иннергорд тока обратно пропорционально коэффиниен.ту мощности суммарной на рузки прсобрд:)ова.тея и связано с напряжением звена (остоянного тока фо м пойДНИЗгеЯ ЛСНСС 1, 11.)гол НСЯХ(ПЗ л 1 НЧ гден р держивать напряжение на 3(жилгх;Син;р(ннс.10,ниа(еля при помони сисСм ЗнтмаИчсского рсулирондния, ноздейсВунпней нд сисе5 М УПРЗВ)СНИЯ ВЫПРЯМИТС)гя. . ПС(Н)В;1 С.ЬНО, Всамой структуре систсмь ре упир31 Иия, Обсс.т.псчиндк)ней зкон рс Тли рОВпн 1 -- сопд с,имеется регулятор ЭЛС и пдт гик Э,Г, необходимый нс только пля оптимизации сдрдктерис.тик днгп зтеля, но дкже ПЛя обеспечения возможности работы автономного инверторз т)Кана пниагельную нагрузку:С) КО)фИИИСНГ, ОПРЕ 3 СПЯСлпгй ОтнонЕНИСМ15 (:Нтскупсе значение гдстст(,1;номинапьное значение часОт),г;Э,И. нигатся - условное напряже 20е(с н контуре намагничивдния.11 оэгому никаких 5 онони(с:иих датчиковдля реализации прсгшагаемого Гособа не трс.буется.Асинхрс)нный двигатеш, лисл(ый ог автономноо инвертора с конденсаторной коммутацией,может одновременно начать работать н режимеаСИНХРОННОГО ГЕНСРДОРЗ С КОНДЕНСатоРНЫМ ВОЗ.буждением, если в соотнесет)уопС схеме замещения ньшопняОтся ус;Овия самокзбужгения на какои-:ибо частоте. 1 ри этом частьэнерНи, получаемой дниателем от инвсрторана рабочей частоте последнего, передается черезобщий ндп генератору и отдается им на частотесамонозбуждсния обратно н схему инвертора.Оскольку Токи этих двух часто), весьма близ.35ких по величине, протекают н одной и той жецепи, то н реэуьтате их наложения и возника.ют антоколебдния, Обычно указанные автокопебания возникают в динамических режимах ипри рдзличшх (озму 3(ениях,При переходе двигателя в генераторный режим его скольжение меняет свой знак. риэтом меняется фазовый угол нагрузки;.В днигатепьном режимебоггьше нуля и45меньше 90 эл. град., н гснсраторном режимеГюггьше 90 и меньше )0 э. град. При переходе иэ двигательного режима в генераторныйзнак среднего напряжения на зажимах постоянного тока иннертора меняется на противопоож 50ный, т.е, инвертор как элемент цепи постоян.ного тока не оказывает сопротивления току,а способствует его протеканию. Унеличенис токав звене постоянно(о тока приводит к увеличе.нию ЭДС двигателя.По предлагаемому способу разностный сигнал, воздействуя на систему регулированиячастоты при пуске асинхроннспо двигателя,увеличивает частоту преобразователя и работа,(13 Оиомцо ицвср)рз гока В в 5 с син)со.иа(иИО ЭЭН, то схема авсшолшого иннерто. рд тока при рд 6 осс ца асицхроццый двигзтс(п ац;ш(иичца схсле:)ависимого ицвертора, рз 6 о. гд его цд ссп бескшгс(и(ой мипцгеи ( цдпряжецием О;, причем В ацочцые пепи прсо 6- разоватсля вк:ючены инлуктивн)сь 1. и сопротивление ВинусоиТюпця сост 1 В/51 н)пдя Вы хо Тцо О цапряжеция определяется кдк54,5. ц 1 . с, с) ) с1 где О, напряжение нд ны;(о:е 3 всцз НО.стоянцого гока ицвертора тока;Й) - активное сопротилецие6 лОткистатора.110 скольку полное сопрлив:(сцис 3 амспсй. ного ротора асицхришого двшатсля Опрсле)яст ся формуло2= . 1 Ус Вприведенное активцос сопротишсцисротора;п 1 швслсннос ин(уктиВНОс СГ)прои 3.ление ротора асицхрошгоо лвиае:Я; В опосительное скольжение асицхроц.ного двигателя,то, если при задаццол токе ;виатсля 1 ограни. ченном величиной токоограничсция регу:яторд тока) при разгоне двигателя асицхронцьи;ниГдте 5 ь не успевает разоняться вследствие 6 оль. ших маховых масс или быстр)ГО темпа рзп О- нд, скольжение вшатс;я увеличивается, (по приводит к умспьшепию полного сопротивления ротора, а з(о. в с 30 о очередь, вследствиеуменыпеция эквивиюцпоо сопротпв:спин нигдтеля 7 нрииодиг к умсцьшецию его ЭЛС.Уменьшение ЗД( лви;пе:я в ди)твстстнии спредложешым способом приводит к появлсниюсигцалд рассогг:.(Сования. вознейсвун)шсго идканал регу;шровдпия часоты тзк, что умсньша.ется выходная частота ицверторз, темц ростакоторой опре,елястся сигналом з,(сция иа Выходе задатчика интенсивности. Аналогично система ведет себя В с:учзе увсличсция скольжения при автокссс 6 зциях.При увеличеции скольжения сис(смд умень. шает частоту прсо 6 разоватсля, уср;шяя да:ь. цсйНую раскагку систслы автоцолныи инвсрор-,ВСН атель.Ве(Ичину доголицельноо (ии(.;, иьавае. мого в систему регулиронация ьк)Ой преобразователя, нсо 6 холимо (и рапи ись нз Опрс. с 1(цпол ропп( Ся 100, 4 по 6 ь Нри по;ючс с :сотд пс Тм(ц (пи:ась (или нс 3 вс(шчи. лдсь 1 настолько, что ск 4 Яьжи(ис,ви ателя не прсвылшо кригичское.11 ри торможсции дсипх 1)онцОГО )ц)иГ(гс)1 я.5поскольку скольжсцис двигателя мецясс свой)пак 15 ви;сь рз 6 спз 1 гсцср(торол 1 опол.шельиый си Изл нсо 6:ОНгмо полавдгь в сис.гсл 5 рсг 1 Ировция Гдсгогой в о 6 рдпой поляр. НОСТИ.В случае 6 ысгрчо спдла частоп( или раскачки систслц скотьжсцие двшатсля может превысить крип(чсскос, что приводит к рс.к 4 луумсцыпсншо квивас(сиНого сопротивлспия исоотнсгствчшо ЭД,1)идтс:я. В этом случае. атсля;- Э(1.;Видтс.Я. О)рсдс:Ясмзя какпзчря)4 сние 5 словно при:10 жспнос к намагци(п)в;ипшсму коцт),ру мапины.Меж:у вы,олол лзт пк;) 8 Э.1 Г и вых(тдом задатчикд 11 ицтенсивцости пска и 14)рможе. ция;вигатсля вклнлюц измеритеь 1 рзссогласовация сигцдла, на юхоТе которого и устацовивпемся режиме постояццая сосгзвляннддя и 4 гхолцого сигцалз равна ну(по.Поскольку задак гдий гецердтор 6, систса 3 фгзоимпульсцого управ:(ения ВьНрялште.(ем 2 и датчик 8 Э,1 ил 4 еют лш 4 сй(цс характеристики, цастросццый в о.шой точке измеритль 1) рассогласования лает постоя п(ук) слет(вляннпук) выхолцого сигнала. рзц 10) нллн в соти(овц 3 532167шемся режиме во всем диапазоне регулированиячастоты и напряжения. Таким образом, на выходе измерителя 12 рассогласования в устано.вившемся режиме во всем диапазоне регулированля частоты и напряжения имеются только 5небольцпле высокочастотные пульсации, составлянцщле несколько процентов от полезного сигнала, которые фильтруются фильтрами усилител:й 13 и 14. Поэтому в установившемся режиме выходной сигнал с логического устройства15 равен нулю и никакого дополнительноговоздействия на задающий генератор 6 не оказывает, Его выходная частота определяетсятолько входным сигналом, величина которогозадается зазтатчиком 11 интенсивности.15При пуске асинхронного двигателя на выходе задатчика 11 интенсивности напряжение нарастает во времени по линейному закону с цеобоцимым темпом,20Выходной сигнал задатчика 11 интенсивностиподается ца входы регулятора 10 ЭДС двигателя и задающего генератора 6,Пачипается разгон асинхронного двигателя.При нарастании сигнала задатчика 11 ицтецсив 25ности его промежуточный сигналаГпроизволцая частоты) равен нулю и логическое устройство 15 переключено так, что усилитель 14 заблокирован, а дополнительный сигнал в зад;цогций генератор подается с выходаусилителя 3.30При возникновении автоколебанцй двигательпереходи в гецераторный режим, напряжениеца его зажимах возрастает вследствие увеличе.ция тока, сигнал с датчика ЭДС двигателя35превьцпает сигнал задания, снимаемый с задатчика шггецсивцости и на выходе измерителя12 рассогласовация появляется дополнительныйсигнал акой полярности, что при подаче егов задающий генератор 6 выходная частота егоувеличивается. Это предотвращает работу асинх.ооццого двигателя в гецераторцом режиме и дальнейц;ую раскачку системы инвсртор- двигатель.Если ротор двигателя при разгоне отстаетот магнитного поля двигателя, то скольжениеего увеличивается, что приводит к уменьшениюэквивалентного сопротивления Е двигателяЭи напряжения на его зажимах и снижению сигнала датчика ЭДС двигателя, В этом случае навыходе измерителя рассогласования появляет.ся дополнительный сигнал, который уменьшаетчастоту задающего генератора, что задерживаетее рост и предотвращает дальнейшее увеличе.ние скольжения двигателя, превьццение которым кригическои величины приводит к срывучас.отного пуска асинхронного двигателя, а .также оказывает демпфирующее влияние,предотвращая раскачку системы асинхронныйдвигатель.инвертор. При торможении асинхронного двигателя скольжение меняет знак и двигатель работает в гецераторном режиме, Па промежуточном выходе захватчика интенсивности появляетсяс 11сигнал -р - , который переключает логи-, ческое устройство 15 так, что выходной сигнал усилителя 13, подаваемый в задающий генератор 6, блокируется, а дополнительный сигнал подается в усилитель 14, где знак его ин. вертирустся, и затем поступает в задающий генератор. Теперь в случае быстрого торможения двигателя, если его скольжение увеличивается 1 двигатель не успевает тормозиться при заданной величине тока), на выходе усилителя 14 появляется сигнал обратной полярности, который приводит к увеличению частоты заданццего генератора, что уменьшает величину скольжения и предотвращает раскачку системы двигатель - ицвертор, а также срыв рекулеративцого торможения вследствие превышения скольжением критической величины.Величина дополнительного сигнала, подаваемого в задающий генератор, составляет несколько процентов от величины сигнала задания с выхода зад;пчика интенсивности. Для этого параллельно усилителям 13 и 14 подключены устройства 16 и 17 ограничения.Предлагаемый способ устранения автоколебацлй асинхроццого двигателя позволяет расширить область его применения, в частности в инверторах тока, где вследствие отсутствия об. ратных диодов,примененис известного способа невозможно. Кроме того, для реализации предложенного способа не требуются какие-либо спсциальцыс устройства для выделения сигнала, подаваемого в задающий генератор в качестве корректирующего, что приводит к упрощению схемы по сравнению с известным способом, где необходимы устройство для измерения реактивного тока и устройство для взятия про. цзводной реактивного тока, причем эти уст.ройства используются только для выделения корректирующего сигнала.Фор мула изобретенияСпособ устранения автоколебаний асинхрон ного двигателя в динамических режимах, пита. емого от преобразователя частоты с явновыраженным звеном постоянного тока, путем подачи в систему регулирования дополнительного сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения например, в инверторах тока) и упрощения электропривода, дополнительный сигнал получают как раз. ность между сигналом задания на частоту и игналом датчика ЭДС асинхронного двигателя532167 Составитель Т. Васильевдактор Е, Месропова Техред Н.Ковалева орректор М, Демчи ираж 857И Государственногопо делам изобретениМосква, Ж - 35, Ра аказ 6455 5 11303 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород. ул. Проектная,и подают в цепь управления частотой преобразователя, в полярности, сохраняюшей принятый закон регулирования соотношения между частотой и ЭДС двигателя, при этом скольжениеасинхронного двигателя не должно превьппатькритическое Подписноекомитета СССРй и открытийушская наб., д, 4/5