Способ управления электроприводом "Каскад ФАЗО Советский патент 1989 года по МПК H02P7/36 

4

СО

4

СХ)

со

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования частоты вращения. Способ управления электроприводом заключается в том, что периодически отключают фазы асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 3 от сети и фиксируют датчиком 5 момент прекращения протекания тока в отключенной фазе электродвигателя. Затем к этой фазе подключают внешнюю нагрузку 10 на время, равное или меньшее интервала отключения данной фазы. На период отключения фазы от сети в ней наводится электродвижущая сила, т.е. обмотка становится генератором и способна отдавать энергию нагрузке. 1 ил.

8

149

H:U)fipeTeHne относится к электротехнике и може 1 быть использовано для управления электроприводами центробежных насосов.

изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения.

На чертеже показан пример построения устройств, с помощью которых pea лизуется способ управления электроприводом с асинхронным короткозамк- электродвигателем.

Устройство для реализации способа содержит преобразователь 1, соеди- няющий питающую сеть 2 с фазами асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 3, к которым подключен также силовой вход блока 4 комьгута- ции, датчики 5 электрических пара- метров электродвигателя, соединенные с другим выходом преобразователя 1, датчик 6 мощности, соединенный с вторым выходом блока 4 коммутации.

датчик 7 частоты вращения, установленный на валу электродвигателя 3, блок 8 задания частоты вращения, выход которого соединен с одним из входов NfUKpoiipoueccopHcro регулятора 9, другие входы которого соедине- ны с выходами датчиков 5-7, а выходы - с управляющими входами преоб- разовате;тя 1 и блока 4 коммутации, выход KOTojioro coeдинJeн с входом внешней нагрузки 10.

Способ реализуется следующей последовательностью операций.

АсинхронньБ короткозамкнутый двигатель подключен к сети через тирис- торный преобразователь, работа кото- рого организована так, что периодически на периоде частоты питания одна из фil з отключается от сети и после прекращения протекания тока образуется бестоковая пауза. Поскольку двигатель вращается, то в фазе двигателя имеется ЭДС; вращения. После прекращения протекания тока подключают обесточенную фазу к внешней нагрузке

создавая тормозной момент. Время подключения по длительности меньше времени обесточенного состояния фазы. оптимизации положительного эффекта необходимо установить режимы длителтлости времени подключения внешней нагрузки. Эту задачу решают устройства, описанные ранее.

Ус rpoficTHO, изображенное на чертеже, paOtjTaeT слодую1цим образом.

В исходном состоянии асинхронный электродвигатель 3 вращается с установившейся частотой

,

где уставка частоты вращения, вырабатываемая блоком 8 задания;

w - текущее значение частоты вращения электродвигателя измеренное датчиком 7 частоты вращения.

При этом мощность скольжения, измеренная датчиком 6 активной мощности, поступающая во внешнюю нагрузку 10 через блок 4 коммутации, подключаемый к обесточенным в периоды бестоковых пауз преобразователя 1 фазам электродвигателя 3, определяется его скольжением длительностью коммутации и равна уставка снижаемой мощности вычисленной микропроцессорным регулятором 9 согласно выражению

0 5

0 5

0

с

Р VCT S Р, -3(1)2К«-ЛР

(1)

где S - (uly -oj) / UJj - скольжение двигателя(jj - синхронная частота вращения

двигателя-,

Р, I - активная мощность, потребляемая двигателем из сети ,и ток фазы статора соответственно ,измеренные с помощью датчиков 5 электрических параметров;R - активное сопротивление фазы

двигателя;

ДР - номинальные потери скольжения. I

При необходимости изменения режима работы электродвигателя, например увеличении скорости до нового значения, соответствующего заданию, поступающему из блока 8 задания, новому значению заданной частоты вращения определяют новое значение скольжения и активной мощности, необходимой для передачи во внешнюю нагрузку согласно вьфажению (1), затем определяют величину приращения частоты вращения

. (2)

По известной величине приращения частоты вращения определяют приращение угла управления вентильной группой преобразователя 1:

. 5

j., .ЫС . (3)

to

Далее определяют приращение ак- тив1)ой мощности, которую необходи- МО вынести из двигателя во внешнюю нагрузку, как разницу между активной мощностью, вычисленной по формуле (1), и мощностью, измеренной группой датчиков 6:

АР Рует- Р

ян

Определив приращение мощности/ЗР определяют далее приращение угла управления вентильной группой блока 4 коммутации:

.j. ,р., . (5)

io

Выполнив вычисления по выражениям (3) и (5), определяют новое значение угла бестоковой паузы вентильной группы преобразователя 1

Т. У1.-.

где

г - значение угла бестоковой паузы, соответствующее установившемуся значению частоты вращения,

и углы проводимости вентильной группы блока 4 коммутации

r H io- Уг

где значение угла проводимости соответствующее значению активной мощности, которую необходимо вынести из двигателя во внешнюю нагрузку для обеспечения нормального теплового режима двигателя на установив- mejicH скорости вращения.

В соответствии с выполненными микропроцессорным регулятором 9 согласно вьфажениям (1)-(7) вычислениями на выходах регулятора изменяются сигналы, поступающие на управление вентильными группами преобразователя 1 и блока 4 коммутации.

Таким образом, электродвигатель переходит на новое значение установившейся частоты вращения, а электропривод в целом - на другой режим, характеризующийся новым значением потребляемой из сети и отдаваемой во внешнюю нагрузку активной мощности.

При необходимости изыскания тех- нoлoгичecк гx параметров, связанных с уменьшением частоты вращения при- йодного электродвигателя,описанная лоследовательность вычисленных опе1494

с

,

и, -

о

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

189

раций повторяется и на соответствующих выходах микропроцессорного регулятора 9 устанавливаются сигналы, определяющие углы управления вентильными группа ш преобразователя 1 и блока 4 коммутации, которые определяют норьш режим работы приводного двигателя, адекватньй новому технологическому режиму. I

Описанное устройство, реализующее предлагаемый способ управления асинхронным электродвигателем с коротко- замкнутым ротором, имеет два контура регулирования: первый - по частоте вращения приводного электродвигателя второй - по снимаемой с обесточенных в периоды бестоковых пауз преобразователя 1 фаз электродвигателя 3 активной мощности./

В устройстве, изображенном на чертеже, энергия скольжения, выносимая из электродвигателя, используется для подключения дополнительной нагрузки. I

Физическая сущность возможности снятия энергии скольжения с коротко- замкнутого ротора асинхронного электродвигателя заключается в том, что при работе электродвигателя на отключенньк от питающей сети на периоды бестоковьк пауз преобразователя 1 обмотках- наводится электродвижущая сила, следовательно, обмотка электродвигателя в данный момент времени является генератором и способна отдавать энергию нагрузке. 1 казанное свойство асинхронного короткозамкнутого двигателя, питающегося от преобразователя, создающего чередующиеся бсстоковые паузы, использована в данном решении.

Формула изобретения

Способ управления электроприводом, например, насосного агрегата, выполненного на базе короткозамкнутого асинхронного электродвигателя, при котором периодически отключают фазы указанного электродвигателя от сети и фиксируют момент прекращения протекания тока в отключенной фазе электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения, по/гключают внеш714941898

нюю нагрузку к отключенной фазе равное или меньшее интервала от- электродвигателя после прекращения ключения данной фазы электродви- протекания в ней тока на время, гателя.