Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором Советский патент 1987 года по МПК H02P5/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромьшшенных механизмов .

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема генератора пило образного напряжения; на фиг. 3 - принципиальная схема блока формирования управляющего напряжения.

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя 1 с фазным ротором содержит трехфазный резистор 2 в роторной цепи, по- фазно зашунтированный симисторами 3, блок 4 синхронизации с тремя входами и тремя выходами, три компаратора 5, три формирователя 6 управляю.щих импульсов, три генератора 7 пилообразнго напряжения, согласующий каскад 8, датчик 9 частоты вращения, блок 10 задания, сумматор 11, усилитель 12, датчик 9 частоты вращения механическ соединен с валом асинхронного пвига- теля 1 с фазным ротором и его выход подключен к входу согласующего каскада 8, один выход которого подключен к одному входу сумматора 11, другой вход которого подключен к вьгкоду блока 10 задания, выход сумматора 11 через усилитель 12 подключен к одним входам компараторов 5, выход каждого компаратора 5 через соответствующий формирователь 6 импульсов подключен к управляющем электроду соответствующего симистора 3, входы блока 4 синхронизации подключены к соответ- .ствующим силовым выводам симисторов 3, выходы - к первым входам соответствующих генераторов 7 пилообразного напряжения, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих компараторов 5, блок 13 формирования управляющего напряжения, вход которого подключен к выходу согласующего каскада В, а выход - к вторым вхо

дам генераторов 7 пилообразного напря-cQ ка ротора. Таким образом компенсиружения.

Генератор 7 пилообразного напряжения (фиг. 2) выполнен на базе полевого транзистора 14, операционного усилителя 15 и биполярного транзистора 16.

Блок 13 формирования управляющего напряжения выполнен на операционном усилителе 17.

55

ется негативное влияние на угол регулирования « изменяющейся частоты тока ротора и обеспечивается линейность регулировочной характеристики о( f(U),

В компараторе 5 происходит сравнение пилообразного напряжения с напряжением, поступающим с усилителя 12, и в момент их равенства вырабатыва5

0

5

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на обмотки статора асинхронного двигателя 1 и при задающем напряжении Uj О рабочая точка определяется граничной реостатной механической характеристикой двигателя с введением в цепь ротора резистором 2 и характеристикой производственного механизма. Блок управления при этом вырабатывает и подает на управляющие электроды симисторов 3 лишь тактовые импульсы, получаемые при переходе тока ротора через нуль.

Для работы на выбранной скорости в блоке 10 задания устанавливают задающее напряжение, соответствующее выбранной частоте вращения, которое с определенным темпом поступает на первый вход сумматора 11. На второй его вход с согласующего каскада 8 подается напряжение обратной связи по частоте вращения и . Разность напряжений задающего и обратной связи

УЗ - Uo, ли

0

5

0

5

Усиленное

поступает в усилитель 12. напряжение (Ul, ) подается на один из входов компараторов 5 трех каналов управления. На вторые входы компараторов 5 поступает линейное спадающее пилообразное напрялсение генератора 7, синхронизированное с частотой тока ротора благодаря работе блока 4 синхронизации, который вырабатывает синхроимпульсы при переходе тока ротора через нуль, подаваемые на вторые входы генераторов 7 пилообразного напряжения. На первые его входы поступает напряжение управления с блока 13, которое постепенно уменьшается по величине во время разгона двигателя 1 до заданной частоты вращения Это напряжения автоматрлчески изменяет наклон пилы по мере увеличения скорости двигателя 1 и уменьшение частоты то5

ется негативное влияние на угол регулирования « изменяющейся частоты тока ротора и обеспечивается линейность регулировочной характеристики о( f(U),

В компараторе 5 происходит сравнение пилообразного напряжения с напряжением, поступающим с усилителя 12, и в момент их равенства вырабатывается управляющий импульс. В блоке 6 этот импульс усиливается и подается на управляющие электроды симисторов 3 которые при включении шунтируют фазы резистора 2 в каждый полупериод напряжения ротора. Происходит плавный разгон электропривода с выбранным темпом до заданной частоты вращения. С ростом задающего напряжения угол регулирования плавно уменьшается от 180° до значения, определяемого напряжением, установленным в блоке 10 задания. Рабочая точка установившегося режима определяется пересечением 15 ным коммутатором в цепи переменного механической характеристики производ- тока ротора, ственного механизма и искусственной механической характеристикой двигателя 1, соответствующей величине эквивалентного добавочного активного 20 сопротивления, которое пропорционально скважности коммутации. Скважность

Формула изобретения

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащее трехфазный резистор в роторной цепи, по- фазно зашунтированный симисторами,

определяется углом регулирования и периодом коммутации.

В установившемся режиме скорость вращения двигателя 1 постоянна, соответственно постоянна величина напряжения обратной связи U и с выхода блока 13 снимается постоянная величина управляющего напряжения, пропорциональная установившейся частоте тока ротора. Одновременно с выхода усилителя 12 снимается постоянная величина второго управляющего напряжения.

В случае возникновения в системе возмущения по нагрузке, например увеличение момента сопротивления, замкнутая система автоматического регулирования с жесткой отрицательной обратной связью по частоте вращения отреагирует соответствующим образом: в динамике частота вращения уменьшится, ,увеличится разность напряжений:задающего и обратной связи, которая после усиления подается на вход компаратора 5, где произойдет смещение импульса управления в сторону уменьшения

угла регулирования d , что вызовет уменьшение средней величины эквивалентного сопротивления цепи ротора и возрастание тока, а соответственно и момента двигателя. Таким образом поддерживается постоянное значение частоты вращения. При этом изменение напряжения на выходе блока незначительно так как коэффициент усиления в нем равен 1. Жесткость механической характеристики электропривода в основном зависит от значения коэффициента усиления и схемы усилителя 12, который в предложенном устройстве взят типовым.

Известным образом работает система управления в случае уменьшения нагрузки.

Таким образом, введение в предлагаемое устройство блока формирования управляющего напряжения позволяет получить более качественную работу асинхронного электропривода с тиристорным коммутатором в цепи переменного тока ротора,

Формула изобретения

ным коммутатором в цепи переменного тока ротора,

Устройство для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащее трехфазный резистор в роторной цепи, по- фазно зашунтированный симисторами,

блок синхронизации с тремя выходами, три генератора пилообразного напряжения, три компаратора, три формирова- теля управляющих импульсов, согласующий каскад, датчик частоты вращения,

блок задания, сумматор, усилитель, датчик частоты вращения механически соединен с валом асинхронного двигателя с фазным ротором и вькод датчика частоты вращения подключен к входу

согласующего каскада, один выход которого подключен к одному входу сумматора, другой вход которого подключен к выходу блока задания, выход сумматора через делитель подключен к одним входам компараторов , выход каждого компаратора через соответствующий формиро- ватель управляющих импульсов подключен к управляющему электроду соответствующего симистора, входы блока синхронизации подключены к соответствующим силовым выводам симисторов, выходы - к первым входам соответствующих генераторов пилообразного напряения, вькоды которых подключены к

вторым входам соответствующих компа- раторов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен блок формирования управляющего напряжения,

вход которого подключен к выходу со- гласующего каскада, выход блока форирования управляющего напряжения подключен к второму входу каждого генератора пилообразного напряжения.

быкод

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах общепромьшленных механизмов. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования. Устройство содержит резисторы 2 в цепи ротора, симисторы 3, блок 4 синхронизации, генератор 7 пи-- лообразного напряжения, компаратор 5, блок 6 формирования управляющих импульсов, блок 10 задания, сумматор 11, усилитель 12, согласующий каскад 8 и датчик 9 частоты вращения, Блок 13 формирования управляющего напряжения обеспечивает изменение наклона пилы генератора пилообразного напряжения при изменении частоты тока в цепи ротора двигателя 1, что позволяет повысить точность регулирования. Повышение быстродействия обеспечива- ется благодаря устранению сглаживающего фильтра, 3 ил. с (Л ОО 05 СО 00 сд О5

3

Um-Uoc tJy

&ь()(од

Редактор Л. Гратилло

Составитель В. Алешечкин

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Обручар

Заказ 4243/54Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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