Устройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем (его варианты)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ(22) Заявлено 1(11280 (21) 3215652/24-07с присоединением заявки М Н 02 Р 7/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий( Всесоюзный научно-исследовательский и прфктноконструкторский институт по автоматизироанноМУ электроприводу в промышленности, сельском,хозяйствеи на транспорте ВНИИэлектроприводф(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМКОРОТКОЗАМКНУТЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ(ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в электроприводе с короткозамкнутым асинхронным двигателем и тиристорным преобразователем, позволяющнм одновременно управлять амплитудой и частотой выходного напряжения (тока). Известно устройство для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с непосредственным преобразователем частоты, СИФУ которого управляется от статического задатчика напряжения н частоты (ЗСЯЧ), на выходе которого образуется система трехфазного напряжения низкой частоты. На входе ЗСНЧ имеет два независимых канала управления частотой и амплитудой выходного напряжения, Сигнал на управление амплитудой подается с выхода пропорционального регулятора скорости, Сигнал на управление частотой выходного напряжения,подается с выхода сумматора, на входы которого приходят сигналы с датчика скорости и выхода функционального преобразователя, вход которого соединен с указанным пропорциональным регулятором скорости (1) Недостатком этого устройства явл яет с я наличи е сложного цифро-аналогового устройства, задающего амп литуду и частоту выходного напряжения.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройство (О для управления асинхронным короткоэамкнутым электродвигателем, содержащее тиристорный преобразователь,силовой вход которого снабжен выводами для подключения к сети, а вы"ход через датчики фазных токов соединен с обмоткой статора, датчикчастоты вращения электродвигателя,три элемента сравнения, блок задания частоты вращения, выход которого соединен с одним иэ входов первого элемента сравнения, второй входкоторого соединен с выходом датчика.частоты вращения электродвигателя,преобразователь трехфазного напряжения в двухфазное, вход которогосоединен с датчиками фазных токов,а выход - со входом преобразователянапряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат, выход которого соединен со входом фазорегулятора, выходы которого соединены содними из входов второго и третьегоэлементов сравнения, блок заданиямагнитного потока, выход которогосоединен с другим входом второгоэлемента сравнения, два пропорционально-интегральных регулятора, 5входы которых соединены соответст;ценно с выходами второго и третьегоэлементов сравнения, а выходы - совходом преобразователя напряженияиз вращающейся в неподвижную систему координат, выход которого черезпреобразователь двухфазного напряжения в трехфазное соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя, опорные входы преобразователей напряжения из неподвижнойво вращающуюся систему координат инаоборот соединены с выходом генератора опорных синусоидальных колебаний 2,20Недостатком этого устройства является наличие цифроаналогового блока для вычисления скольжения, устройство которого соизмеримо по сложности аппаратурной реализации совсей остальной частью регулятора,что снижает надежность электропривода, хотя при этом обеспечиваютсятехнически оптимальные переходныепроцессы и высокая точность поддержания переменных в установившемся 30режиме.Целью изобретения является повышение надежности устройства.Укаэанная цель достигается тем,что в известное устройство для.управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем введены двасумматора, два интегральных и пропорциональный регуляторы, входы которых объединены и соединены с выходом первого элемента сравнения,выходы. интегральных регуляторов соединены соответственно с одними извходов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом пропорционального регулятора, выход одногоиз сумматоров соединен со входом генератора опорных синусоидальных колебаний, а выход другого сумматорасоединен с другим входом третьегоэлемента сравнения.Указанная цель также достигаетсявторым вариантом выполнения устройства, согласно которому в известноеустройство для управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем введены два сумматора, двапропорциональных и интегральный регуляторы, входы которых объединены исоединены с выходом первого элементасравнения, выходы пропорциональных 60регуляторов соединены соответственно с одними из входов сумматоров,другие входы которых соединены с выходом интегрального регулятора, выход одного из сумматоров соединен 65 со входом генератора синусоидальйых колебаний, а выход другого сумматора соединен с другим входом третьегоэлемента сравнения.На фиг.1 и 2 представлены блоксхемы первого и второго вариантовустройстваустройство содержит асинхронныйэлектродвигатель 1, присоединенныйк тиристорному преобразователю 2,преобразователь двухфазного напряжения в трехфазное 3 и наоборот 4,датчик частоты вращения 5 электро"двигателя и датчики Фазных токовстатора двигателя, преобразователинапряжения из вращающейся в неподвижную систему координат б и наоборот 7, присоединенные к генераторуопорных синусоидальных колебаний 8,пропорционально-интегральные регуляторы 9 и 10 в каждом из двух указанных каналов, фазорегулятор 11,элемент сравнения 12. Задающие входы элементов сравнения 13 и 14 подключены соответственно к выходамблока задатчика магнитного потока15 и блока задания частоты вращения16, а вторые входы упомянутых элементов сравнения 12 - 14 являютсявходами обратных связей, присоединяемых соответственно к выходам фазорегулятора 11 и выходу датчикаскорости 5, Одни входы сумматоров17 и 18 соединены с интегральнымирегуляторами 19 и 20, а пропорциональный регулятор 21 выходом соединен с другими входами сумматоров17 и 18В представленном на фиг. 2 втором варианте одни входы сумматоров17 и 18 соединены с пропорциональными регуляторами 22 и 23, а интегральный регулятор 24 выходом соединен с другими входами сумматоров17 и 18.устройство функционирует следующим образом,В установившемся режиме холостогохода при любой скорости вращения, в том числе и равной нулю, фазорегулятором 11 моментообразующая составляющая 1 тока статора 1 сводится к нулю, при этом корректируется величина намагничивающей составляющей 1, указанным фазорегулятором и уточ-. няется уставкой 1 м с выхода задатчика магнитного потока 15 до величиныноминального тока холостого хода двигателя 1, Таким образом, осуществляется ориентация объекта по вектору тока холостого хода или с точностью до учета активной составляющей тока холостого хода осуществляется ориентация объекта по вектору тока намагничивания совпадающему по Фазе с вектором потокосцепления зазора. ВЫставляются величины коэффициентов передачи в интегральныхи пропорциональных регуляторах 9,10, 19, 20 и 21 для первого вариантаустройства и в регуляторах 9, 10,22, 23 и 24 для второго вариантаустройства такие, которые необходимыдля обеспечения автономности каналовнамагничивания и моментообразования,а также обеспечивают качество переходных и точность установившихсярежимов. Это проверяИт по реакциисистемы электропривода на единичные 10возмущения со стороны вала ротора ипитающей сети,После подачи напряжения на обмотки статора электродвигателя 1 напряжения через тиристорный преобразователь 2 начинают поступать сигналыс датчиков фазных токов через преобразователь 4, преобразователь напряжения 7, фазорегулятор 11 навходы элементов сравнения 12 и 1 3регуляторов 9 и 10 проекции тока статора. С выходов регуляторов 9 и 10сигналы поступают на управляющиевходы тиристорного преобразователячерез преобразователь координат б3. Намагничивающая составляющаятока статора Формируется от уставкис выхода блока 15, а активная составляющая - с выхода сумматора 17,Частота вращения ротора электродвигателя задается блоком 16 и отслеживается датчиком скорости 5, приэтом сигнал с выхода сумматора 18подается на вход генератора 8 синусоидальных колебаний, который задает опорные синусоиды для работы Зпреобразователей б и 7. При этомканал .Формирования активной составляющей является автономным по отношению к каналу Формирования намагничивающей составляющей тока статора. Динамические свойства системыдостигаются за счет автономностиканалов управления, а также за счетприменения регуляторов 9, 10, 19,20 и 21 для первого варианта устройства и 9, 10, 22, 23 и 24 для второго варианта устройства блоков устройства по принципу подчиненногорегулирования. Для обеспечения заданных динамических свойств электро- упривода при различных характерахнагрузки на валу предусмотрены дваварианта выполнения устройства,формула изобретения1. Устройство для управленияасинхронным короткозамкнутым электродвигателем, содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен. выводами для подключения к сети, а выход через датчики фазных токов соедянен с обмоткой статора, датчик частоты вращения электродвигателя, три элемента срав нения, блок задания частоты вращения, выход которого соединен с одним из входов первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения электродвигателя, преобразователь трехфазного напряжения в двухфазное, вход которого соединен с датчиками фазных токов, а выход - со входом преобразователя напряжения из неподвижной во вращакщуюся систему координат, выход которого соединен со входом фазорегулятора, выходы которого соединены с одними из входов второго и третьего элементов сравнения, блок задания магнитного потока, выход которого соединен с другим входом второго элемента сравнения, два пропорционально-интегральных регулятора, входы которых соединены соответственно с выходами второго и,третьего элементов сравнения, а выходы - со входом преобразователя напряжения из вращающейся в неподвижную систему координат, выход которого через преобразователь двухфазного напряжения в трехфаэное соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя, опорные входы преобразователей напряжения из неподвижной во вращающуюся систему координат и наоборот соединены с выходом генератора опорных синусоидальных колебаний, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два сумматора, два интегральных и пропорциональный регуляторы, входы которых объединены и соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы интегральных регуляторов соединены соответственно с одними из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходом пропорционального регулятора, выход од- . ного из сумматоров соединен со входом генератора опорных синусоидальиых колебаний, а выход другого сумматора соединен с другим входом третьего элемента сравнения.2. Устройство дпя управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем; содержащее тиристорный преобразователь, силовой вход которого снабжен выводами для подключения к сети, а выход через датчики фазных токов соединен с обмоткой статора, датчик частоты вращения электродвигателя, три элемента сравнения, блок задания частоты вращеийя, выход которого соединен с одним из входов первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с Выходом датчика частоты вращения электродвигателя, преобразователь трехфазного напряжения в двухфазное, вход которого соединен с датчикаке фаэных токов, а выход -ао входом преобразователя напряженияиз неподвижной во вращающуюся систему координат, выход которого соединен со входом фазорегулятора, выходы которого соединены с одними изходов второго и третьего элементовсравнения, блок задания магнитногопЬтока, выход которого соединен сдругим входом второго элемента сравнения, два пропорционально-интегральалых регулятора, входы которых соединены соответственно с выходамивторого и третьего элементов сравнения, а выходы - со входом преобразователя напряжения из вращающейсяв неподвижную систему координат,выход которого через преобразовательдвухфазного напряжения в трехфазноесоединен с управляющим входом тиристорного преобразователя, опорныевходы преобразователей напряженияиз неподвижной во вращающуюся систему координат и наоборот соединеныс выходом генератора опорных синусоидальных колебаний, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введеныдва сумматора, два пропорциональныхи интегральный регуляторы, входы которых объединеиы и соединены с выходом первого элемента сравнения,выходы пропорциональных регуляторовсоединены соответственно с однимииз входов сумматоров, другие входы 10 которых соединены с выходом интегрального регулятора, выход одного изсумматоров соединен со входом генератора опорных синусоидальных колебаний, а выход другого сумматора 15 соединен с другим входом третьегоэлемента сравнения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 2 О 1. Авторское свидетельство СССР 9 529537, кл. Н 02 Р 7/42, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР Р 612375, кл. Н 02 Р 7/42, 1975.928587 Сос Редакт Ки е аказ 327 о ая н 4 5 ППП Патент, г. Укгород, ул. Проектн л авитель Е. Перед Е, Харитончи 3 Тираз 719 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, З, Рауш