Электропривод испытательного стенда для асинхронных двигателей Советский патент 1987 года по МПК H02P7/42 

напряжений Второй вход F 17 соединен с задатчиком 16 1ширяж-€ния. Па валу АД 1 устанавливается испытуемый АД, подключенный к сети. В устройстве обеспечивается испытание acPiHxpoH Horo двигателя методоь5 рзаим- кой нагрузки с точным подщержанием

1

Нзобретгниг относится к электротехнике , а именно к частотно-регули р у е MjiiM а (; и пх о о н v. L-IM з л е кт р о i ip и в од а м, и г-юже г быть использовано в ycTaiiOB- ках, где асинхрон; :ая машина применяется в качестве нагрузочного уст- ройс гз;1., например, при, нагрузочных испытаниях асинхронных двигателе;1.

Целью изобретения яв.ляется упрощение элерггропривода испытательного с ге; :д,а асинхронных двигателей и по- яьццение надежности его работы.

На фиг, 1 представлена функцио- налгьиая схемг электропривода испытательного стенда асинхронн1,1х двигателей; на фиг, 2 - схема узла коррек ад-п) частоты; ка фиг. 3 - схема рег у- лятора напряжения и измери.теля ампли тудгя напряжения; па. фиг, ч - схема (Ь у 1-1 к щ-1 о н ал ь и о гю п р е о б р а з о в а т е,л я .

Электропривод испытательного стенда acHJixpoHHbK двигателей содержит асинхронный двигатель 1 с коротко- замкнутым poTopoMj статорные обмотки которого через датчик 2 фазных нап- ряжеиик лодгц лочены к выходам преоб- paacBaTej j 3 частоты, выполненного из последозателb io соединенных унран ляемог о .чыпряхителя 4, д.росселя 5 к автономного И; вертора 6 тока, блок 7 упрлв.чения выпрямителем и блок 8 .управления и 1вертором е трехвходовым узлом 9 коррекции частоты и формиро- 10 импульсов, подключенным ;;;ходом л зыходу узла 9 коррекции час т-оты, а выходом - к упрал1лккж1,ему входу авто;--омного Иггвертс)ра 6 тока. При этом -гервкй вход 1 1 узла 9 кор- реклии частоть; объединен с BXO;I;OM блок,;. / управ: ения пы 1рямите,:1ем и Т1о.дхлк)чен к зыходу зада гчика 12 мо- Meirra, зЫ Юлненного в виде потенциюмомента на валу и напряжения яа за- жпме 1 . Указ И-;ная точ. ость ci6.ecne ивается за счет формирования сигнала управления АИ 6 по saxoi-iy и - К, К + (iL-arctgKjM ,гпе К, К, К - козфч11иииснт1,1,, М - момент на иа- л у, 4 и I,

5

0

5

0

5

0

метра, а второй яход J Ь кор-- ре;кции частоты нодключе;- к зыходу г адатчика 14 4aCTO i.i..

В электрО1;:ризод испытательного стенда асинхроннь х двкг ателей введены измеритель 15 амнлгП уль: напряжения, задатчик 16 напряжел -гя „ ЕЫПОЛ- пенный в виде потек 1иометра; и регулятор 17 напряжения,; ерпь;й ;5ход которого через измер 1те:1ь 15 ;:мп;1итудь напряжения подключен Р: зы} .од,у л,йтчи- ка 2 фазных нанр 1жений.. Второй гход 1)е улятора 1 7 нанря ке};ия г сдклк. к выходу задатчика 16 напряжения, а выход - к трет.ему входу 18 узла 9 коррекции частоты.

Baj; асинхронно Ч; е::я 1 с к ор от ко 3 амк н утым р от ор . ха н vn: ее ки связан с валом HCHbn yeMv;;4; лвигателя 19} е)бмоал :и которого контактную группу 20 coe/THiieiii.; с клег:ма ет 21 noдклю :eг ;я :1ита;0 дой с;ети. Силовые входь унраг ляелкмх: y;ii;;p.MTe- .;гя 4 1герез KOHTaKriiyio шуппу 22 соединены е клеь мами 2; дли ::с;д х..ения питающей сети,

Узе;; 9 .;и;1 час / OT .ii снабжен Грехвходов1лм еумматопом 23 ((, 2) ii ф Ункциональны1-5 преобразогзагелем 24 еоотнсшеиия в .;г-де суммь: сигнагга задания момента и производной от арктангенса сигнала зада;-:ия Mor-icirra, вход которого образует первый вход 1 i уз.г;а 9 коррекции частоты,, а 1зы- ход подключен к первому входу трех- входового cyMMaTtjpa 23, Д гугке два входа трехвходового сумматора 23 и его выход образуют соответственно второй, третий 13. М и узла 9 коррекции частоты.

Регулятор 17 напряжения прег/тсаав- ляет собой пропор:1,иона-):ьно-интег31283932

ральный регулятор, построенный на операционном усилителе 25 ,(Фиг.З),, инвертируюи ий вход которого подключен к выходу задатчика 16 напряжения и к выходу измерителя 15 амплитуды напряжения, выполненного в виде трехфазного выпрямителя на диодах К выходу onepau dOHHoro усилителя 25 подключен диод 26.

Функциональный преобразователь 24 выполнен на операционном усилителе 27 (фиг, 4), охваченном обратной связью по инвертирующему входу. Неинвертирующий вход операционного усилителя 27 подключен через нелинейное сопротивление 28 к входу 11

5

fO

t5

20

равления тиристорами автономного инвертора 6 тока. Сигнал на входе формирователя 10 и myльcoв является выходным сигналом узла 9 коррекщ1и частоты, представляющего собой сумку трех сигналов. Основной составляю1дей выходного сигнала узла 9 коррекции частоты является сигнал с выхода задатчика 14 частоты, которьш принимается таким, чтобы выходная частота инвертора бьша р авна частоте сети с учетом максимально возможного отклонения вверх. Из данного сигнала в сумматоре 23 узла 9 коррекции частоты вычитается сигнал функционального преобразователя 24, который в установившемся режиме пропорционален сигналу момента, а при изменении момента содержит дополнительную составляющую, пропорциональную производной функщ И момента. Указанный сигнал и на выходе функционального преобразователя 24 определяется следующим выражением:

и К,М + K arctgK M,

где К, 5 К, К,,, - коэффициенты М момент,

При CTporo i выполнении соотношения ме;кду амплитудой тока определяемой блоком 7, и частотой скольже- и работает в генераторном режиме. Ре- ния. определяемой выходиы ; сигналом гулированием выходной частоты преоб- j Функционального преобразователя 24, разователя 3 частоты осуществляется поток двигателя 1 будет поддерживать- одновременная загрузка обоих двигателей, Е процессе испытаний требуется точное поддержание заданного момента и напряжения на зажимах двигателя 1 при колебаниях частоты питающей сети.

Амплитуда питающего переменного

функц ионального преобразователя 24. Нелинейное сопротивление 28 построено на резисторах и стабилитронах. Вькод функционапьного преобразователя 24 подключен через резистор 29 к его входу 11, а через конденсатор 30 - к выходу операционного усилителя 27,

Электропривод испытательного стен- 25 да асинхронных двигателей работает следующим образом.

Два сочлененных между собой двигателя 1 и 19 работают по методу взаимной нагрузки. Двигатель 19 под- 30 ключей к сети и работает в двигательном режиме, а двигатель 1 подключен к выходу преобразователя 3 частоты

ся ПОСТОЯННЫМ;, Но частота скапьжения, которая в установившемся релдаме должна бь ть строго пропорциональной

40 моменту, в общем случае не будет таковой из-за колебаний частоты сети и разброса параметров двигателя. Необходимая коррекция частоты автономного инвертора 6 тока обеспечивается

тока для двигателя 1 определяется выходным сигналом задатчика 12 момента Блок 7 управления выпрямителем выполнен в виде функционального преобразователя, характеристика которого вход-вьп од выбирается исходя из зависимости амплитуды тока от I, момента при постоянстве потока и с

учетом замкнутой системь автоматического регулирования тока.

Частота питающего переменного тока пропоргщональна сигналу на входе формирователя 10 иг-шульсов, представляющего собой преобразователь аналогового сигнала в импульсы упПри CTporo i выполнении соотношения ме;кду амплитудой тока определяемой блоком 7, и частотой скольже- ния. определяемой выходиы ; сигналом Функционального преобразователя 24, поток двигателя 1 будет поддерживать-

ся ПОСТОЯННЫМ;, Но частота скапьжения, которая в установившемся релдаме должна бь ть строго пропорциональной

моменту, в общем случае не будет таковой из-за колебаний частоты сети и разброса параметров двигателя. Необходимая коррекция частоты автономного инвертора 6 тока обеспечивается

регулятором 17 напрял ;ения, выходной сигнал которого подается на вход 18 узла 9 коррекции частоты. Отклонение частоты скольжения проявляется в отк- лонен ии потока и напряжения двигателя от заданной величины. Указанное отклонение фикс1 руется на входе регулятора 17 напряжения,где сравниваются сигналы задания напряжения с выхода задатчика 16 напряжения и с выхода измерителя 15 амплитуды напряжения, Иропорционально-интегралС Ный регулятор 17 напряжения будет менять частоту инвертора такин образом,

что сигнал онибки на его Bxo;i.e станет равным нулю,

В составе нагрузочного стенда для испытаний двигателей машина 1 работает в режиме генератора. В данном режиме при с;нижении напрялчения машины 1 необходимо увеличивать частоту ипвертор1а,, а при увеличенир; напряжения снижать. Если машина 1 будет работать в двигательном режиме, то закон изменения частоты инвертора для стабилизации напряжения будет обратным. Для предотвращения перехода машины 1 в двигательньш релсим и опрокидывания системы регулирования напряжения на выходе регулятора 17 установлен диод.) исключающий увеличение частоты инвертора под действием регулятора напря- жеНИИ,

Таким образом, введением функционального преобразователя 24 снгкала задания момента и регулятора 17 isau- рял-:епия двигателя 1 для управления частотой автономного инвертора 6 тока при внео1нем ;1ад,ании. момент а (амплитуды тока) обеспечивается задаваемый режим ра.боты нагрузочной аси ;хронкой маш1- ны по моменту и нэп- ряжениЮз причем более простыми тех- нологически..С 1 с;редствами ); срявие- ини с известкьм решением, благодаря чему повышается надежность и улроига- с-)х;я наладка и эксплуатационное обслуживание испытателыюг-о ; -генда.

Ф с р м у л а из о б р е т е н и я

Электропривод; испытательног о стенда . асинхрО;;ных днигатсу:ей, содержацп-ш ас11нхронпыь дни; с коро гкозамкнутыг.; ротором, стп сорнме

обглотки KOTopoi o через фазных ;;Мнри; епий гloдкJпoчeн)l к вьл;одам пре- (-10;э;5-н1 кпч-,| и частоты, ;ibn:iojiНСююго из Ю Пледонательио соединенных уп- р;1.ляемого г ыпрямителя, дросселя к airroHOMHoro и}изертора тока,, бло;; )а.и: чп я 31,: рям1- телем и блок упр;; ,, tinbCpTOpOM С ТреХБХОДОВЫМ

у:-.чом С1ррекп 1И частоты и формироватолем лмиул }jC ОБ , подключенным вхо- до;,5 к выходу узла коррекции частоты :; .;ь:ходом - к управляющему входу ав- oHOriHOj o И1;вертора тока, при этом :-;лп;ь1Й вход узла корреклу к частоты

об-:, :: в)содом блока управления iibinpHM-rrejier. и 11(}д1сгтючел к выходу ; ;1дагчлка :мом :ита,, а иторой г;ход уз- .;;/. :-:ор}1С К и1и ч;1сто гь ;:ол,к:почен к и).ло;гу за;::,а чика часто пл,. с т л и и с я те - , то, с целью у:-)(еиия и повьилеиия лдежностИз в iii T i введены из; еритель амплит-/ды пап-- ;;я;- е ч;я- задатч ;к }1ал1;я/;сеиия, регуля- roj) напряжения, s узел коррекции часто гы снабжен трехвходоБЬ м С-умматором и (:jy;iiuj,uo:ia.;rbHbiNi тфС обг азопателем со- отионюпия я змде .;}-| сигмяла задания момента и производЕи.;й от арктанко-;чтро1 - образует пзг ний узла Л 1;пркцгП 1ЛС . fiTij, ,: чыход подвел гачен к зходу i;CN4x -;: 1;н(;г-о .:умка- , дру t;x ;-;X:vu i; вь;ход I OTOpo- i образую- сочГд- ип г тзеино вторсм,

ч р,) пхо;.;:; j-: . коррекщ-п ;; i- OT, I;;JH зто:-; Ыилод ;jd i :n-iKa фазных ;1;-мп;п;к ,а15Й : д;;;з у.;п ель амг Л 1ту:- : гу,1ятора i;;u:p ;i;i;iiii. , второй вход ;-л ТО;1ого подключе - к выходу задатчи- :ча 11; н яженг;я, л .,:.а;д iu ry.nsf i-oya

i-;:Ul ;L/Ki.;; H;i С l) v ;; i И С J : ; : У (-; j ЛЪ КХОДОМ

v;jj:.;. KivlipCKUiii: 4;;i -Л: / .

11

24

13

2J

Ш2.2

Редактор А.Долинич

Составитель A.ffi-uiKH

Техред Во КадарКорректор М.Демчик

Заказ 7456/56Тираж 661Подписиое

ВНИКЛИ Государствеч гого .комитета СССР

по делам изобретени и открьггпй 113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., Д

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,; ул, Проектная, 4

g.4

Изобретение относится к электротехнике и может использовано в стендах для испытания асинхронных двигателей, Целью изобретения является упрош, электропривода испытательного стенда. Электропривод испытательного стенда содерлшт acrnixpoiiHbiA двигатель (Д) 1 с корот- козамкнутым ротором. Статорные обмотки АД 1 подкл{очены через автономный инвертор (Al-i) 6 тока, дрос- сачь 5 и управляемый выпрямитель 4 к сети. Управляю1Ц1-1Й вход выпрямителя 4 подключен к выходу блока 7 управления, вход которого соединен с задатчпком 12 момента. Вход задатчи- ка момента подключен к перво гу входу узла (У) 9 корректдии частоты блока 8 управления Ml 6, второй вход У 9 подключен к задатч-1ку 14 частоты, а третий вход У 9 - к выходу регулятора (Р) 17 напряжен1ш. Выход У 9 соединен с фop шpoвaтeлeм 10 импульсов, подключенным к управляющему вкоду АК 6. Первый вход Р 17 через измеритель 15 амплитуды напряжения связан с датчиком 2 фазных & .. ю 9 4 1 .