Асинхронный электропривод с экстремальным управлением Советский патент 1984 года по МПК H02P7/36 

Изобретение относится, к электротехнике и может быть использовано для управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом. По основному авт.св. № 860257 известен асинхронньй электропривод с экстремальным управлением, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенный к блоку регулирования напряжения, к входу которого подключен датчик напряжения и экстремальный регулятор минимизации тока, вход которого соединен с датчиком тока двигателя, при этом экстремальный регулятор выполнен в виде последовательно соединенных функционального преобразователя с экспоненциальной характеристикой и инерционного звена при этом с целью упрощения и повьшения быстродействия при частотном управлении от источника ЭДС в электропривод введены последовательно сое диненные блок задания частоты и блок регулирования частоты, выход которого соединен с двигателем, и после- довательно соединенные блок перемножения- и масштабно-суммирующий блок, включенные между выходом функциональ ного преобразователя и входом инерци онного звена, причем второй вход блока перемножения соединен с выходом блока задания частоты, а второ вход масштабно-суммирующего блока с выходом датчика тока fl. При использовании этого электропривода для частотного экстремального управления по «инимуму тока статора электродвигателя имеет место малое быстродействие при возмущении по нагрузке из-за наличия в цепи управления напряжением преобразователя инерционного звена. Это приводит, например, к тому, что При набро се нагрузки образуется большая просадка угловой скорости электродвигателя, что при работе на средних и низких частотах инвертора недопустимо, так как ведет к опрокидыванию электродвигателя. К тому же, работе экстремального электропривода, на холостом ходу (а именно в этом случае получается максимальный энергетический эффект от пользования данно системы) проходит при существенно сниженном потоке электродвигателя. При этом практически всегда в таких электроприводах возникает неустойчивый режим работы, сопровождагащий122ся низкочастотными автоколебаниями переменных систем, что ведет к неработоспособности электропривода. Кроме этого, в режимах самозапуска, используемого в данной системе привода, происходит близкий к прямому пуск электродвигателя, что сопровождается большими бросками токов, недопустимыми для силовых цепей преобразователя частоты. Эти недостатки не позволяют использовать известный электропривод для практических целей 2j. Цель изобретения - повьшение точности регулирования угловой скорости электродвигателя и обеспечение ограничения токов при частотных пусках. Цель достигается тем, что в электропривод введены дифференцирующее звено и пропорционально-дифференциальный регулятор, при этом дифференцирующее звено включено параллельно инерционному звену, пропорционально-дифференцирующий регулятор включен между датчиком напряжения и блоком регулирования напряжения, а выход датчика тока соединен дополнительно с входом блока задания частоты. На чертеже представлена блок-схема асинхронного электропривода с экстремальным управлением. Электропривод содержит асинхронный электродвигатель t, подключенный к блоку 2 регулирования напряжения и к последовательно соединенным блоку 3 задания частоты и блоку 4 регулирования частоты. К одному входу блока 2 регулирования напряжения подключены последовательно соединенные датчик 5 напряжения и пропорционально-дифференцирующий регулятор 6. Второй вход блока 2 регули-. рования напряжения подключен к выходу датчика 7 тока через последовательно соединенные функциональный преобразователь 8 с экспоненциальной характеристикой, блок 9 перемноженияi масштабно-суммирующий блок 10, построенный, на.пример, как суммирующий усилитель и параллельно соединенные инерционное звено 11 и дифференци-. рующие звено 12. При этом вход блока 9перемножения соединен с выходом блока 3 задания частоты, а второй вход масштабно-суммирующего блока 10- с выходом датчика 7 тока и вхоом блока 3 задания частоты. Электропривод работает следующим образом. При набросе нагрузки практически безынерционно возросший сигнал на выходе датчика 7 тока подается на функциональный преобразователь 8 и далее на вход блока 9 перемножения и, перемножаясь с сигналом частоты, снимаемым с выхода блока 3 задания частоты, поступает на вход параллельно соединенных инерционного зве на 1 1 (которое не успевает отработа входной сигнал) и дифферен.цирующего звена 12, отрабатывающего входной сигнал пропорционально величине его производной, и подает его на вход блока 2 регулирования напряжения, обеспечивая пpakтичecки безынерцион ный рост напряжения на электродви-, гателе 1 и уменьшение просадки его угловой скорости. При возникновении автоколебаний и уменьшении напряжения сигнал на выходе пропорционального регулятора 6 падает, и напряжение на двигателе 1 растет, что приводит к подавлению автоколебаний Аналогично, при росте напряжения на электродвигателе 1 растет и сигнал на выходе датчика 5 напряжения, что приводит к росту сигнала на выходе пропорционально-дифференциального регулятора 6, и на блок 2 регулирования напряжения по цепи обратной отрицательной связи поступает корректирующий сигнал, что ведет к сни жению напряжения на электродвигателе 1 . При самозапуске электродвигателя 1 нарастание его тока приводит к росту сигнала с выхода датчика 7 тока, поступающего на вход блока 3 задания частоты, выполненного, например, в виде управляемого задатчика частоты, которьй уменьшает темп частотного пуска. Таким образом, во время всего пуска ток электродвигателя 1 за счет регулирования темпа разгона поддерживается на уровне заданного. Аналогично происходит работа и при торможении: управляющий сигнал с выхода датчика 7 тока, поступая на вход блока 3 задания частоты, обеспечивает нужньй темп уменьшения сигнала с его выхода, что способствует протеканию процесса торможения с заданными допустимыми значениями токов в системе. . Таким образом, система экстремального электропривода обеспечивает контролируемые по величине тока частотные пуск и торможение электродвигателя и увеличение быстродейбтвия при отработке возмущающих воздействий со стороны нагрузки, т.е; обладает рядом положительных качеств, отсутствие которых приводит к неудовлетворительнЬй- работе электропривода. Введенные дополнения не только существенно улучшают работу привода, но и расширяют область его применения.

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св. № 860257, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности регулирования угловой скорости электродвигателя и обеспечения ограничения токов при частотных пусках, в него введены дифференцирующее звено и пропорционально-дифференциальный регулятор, при этом дифференцирующее звено включено параллельно инерционному звену, пропорционально-дифференциальный регулятор включен между датчиком напряжения и блоком регулирования напряжения, а выход датчика тока соединен дополнительно с входом блока задания час(/) тоты.