Устройство для управления частотойВРАщЕНия POTOPA АСиНХРОННОгО элЕКТРОдВигАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H02P7/42 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТЮДВИГАТЕЛЯ

игналу задания, а стабилизация - путем змене1шя частоты скольжения 2.

Недостаток данного устройства состоит использовании дополнительного датчика змерения частоты вращения, что усложняет го.

Цель изобретения - упрощение устройтва.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления частотой враения ротора асинхронного электродвигателя, торой вход задатчика скольжения соединен с блоком измерения тока, второй вход сумматора частот соединен с задатчиком частотывращения, вход блока нелинейности подключен к выходу блока измерения тока, а выод - к одному из входов блока задания напряжения, второй вход которого соединен с выходом сумматора частот. Дополнительно для обеспечения регулирования с минимумом тока в блок задания напряжения введен блок автоматической регулировки усиления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя включает преобразователь 1 частоты, соединенный с acHHxpoijHbiM электродвигателем 2 и через датчики 3 тока - с входами блока 4 выделения амплитуды тока, выход которо0соединен с входами блока 5 нелинейности и блока 6 задания скольжения, второй вход которого соединен с одним из выходов задатчика 7 частоты вращения. Выходы блока 6 задания скольжения и задатчика 7 частоты вращения соединены с входами сумматора

8, выход которого соединен с входом генератора 9 задающих импульсов. Вход генератора зада1ощд1х импульсов соединен также с входом блока К) задания напряжения, выход которого подсоединен к входу преобразователя 1 частоты. Второй вход блока 10 задания напряжения соединен с выходом блока 5 нелинейности. Выход блока 10 задания напряжения соединен со вторым входом преобразователя

1частоты. Один из выходов сумматора 11 блока задания напряжения соединен с выходом блока 4 выделения амплитуды тока. Второй вход сумматора 11 соединен с выходом, блока 12 автоматической регулировки усиления блока 10 ; задания напряжения. .

Устройство для управления частотой вращения )отора асинхронного электродвигателя работает следующим образом.

Для разгона асинхронного электродвига.теля на вход задатчика 7 частоты вращения подают задающее напряжение, которое возрас-. тает по линейному закону. В зависимости от знака производной выходного напряжения

задатчика 7 частоты вращения в блоке 6 задания скольжения задается знак абсолютного скольжения (+ при разгоне). На выходе блока 6 задания скольжения возникает напряжение положительной полярности задания начального скольжения. При поступлении этого напряжения на вход сумматора 8 происходит суммирование последнего с линейно нарастающим напряжением (сигналом .задания скорости) с выхода задатчика 7 частоты вращения, с выхода сумматора 8 сигнал поступает на вход генератора 9 задающих импульсов и одновременно на вход блока 12 автоматической регулировки усиления блока 10 задания напряжения для задания выходного напряжения начальной частоты преобразователя 1 частоты. С выхода генератора 9 задающих импульсов сигнал с заданной частотой напряжения поступает на вход преобразователя 1 частоты, управляющий частотой выходного напряжения. Блок 10 задания напряжения вырабатывает в функции сигнала задания частоты сигнал, управляющий напряжением преобразователя I частоты по оптимальному закону - по минимуму тока для заданного момента асинхронного электродвигателя

V V,(i,) .+ V2(il)- ,(1)

гдеfj - частота напряжения, питающего асинхронный электродвигатель;

fi - номинальная частота напряжения;

Vi (ii) ,V2 (ii) - функции, зависящие от модуля тока статора ij I ill .

При этом функция V2 (ii) аппроксимируется линейным законом v, (ij) kii, где К - коэффициент усиления на входе сумматора 11.

Vi(ii) и К расчитываются для фиксиро-; ванных значений момента асинхронного электродвигателя 2 с Отысканием оптимального абсолютного скольжения, обеспечивающего минимум тока статора ii для каждого момента асинхронного электродвигателя 1.

Сигнал начальной частоты f j, равный сигналу начального абсолютного скольжения, подается на вход блока 12 автоматической регулировки усиления блока 10 задания напряжения, где усиливается с начальным коэффициентом усиления V2(ii) KQ. На вход преобразователя 1 частоты подается сигнал задания начального напряжения. С выхода преобразователя 1 частоты трехфазное напряжение с частотой скольжения и начальной амплитудой наводит ток ,в обмотках статора асинхронного электродвигателя 2, что вызывает появление мом€нта вращения, происходит разгон асинхронного электродвигателя 2. Через датчики 3 тока ток поступает на вход блока 4 выделения амплитуды тока, с выхода которого сигнал постурает через блок 5 нелинейности на другой вход блока 10 задания напряжения, а также- на блок 6 задания скольжения и непосредственно на один из входов сумматора 11 блока задания напряжения.

В соответствии с законом оптимального уп равнения напряжением (1) сигнал Vi(ii), пропорциональный модулю тока ii, вводится на вход сумматора 11 блока 10 заданий напряжения, иа вуорой вход которого подается сигнал v2(ij)-- . причем функции ) реализуется блоком нелинейности 5, а сигнал J..

поступает со входа генератора

частоты

flH

задающих импульсов на вход блока 12 авто-матической регулировки усиления блока 10 заданий напряжения, на выходе которого возникает сигнал с переменным козффициентом усиления, управляемым выходным сигналом, пришедшим на другой вход блока 12 автоматической регулировки усиления с блока 5 нелинейности. При этом благодаря; оптимальному закону регулирования напряжения в функции сигнала частоты и сигналов выхода блока 5 нелинейности и с выхода блока 4 выделения амплитуды тока пуск асинхронного электродвигателя происходит при постоянстве тока статора, величина которого определяется интенсивностью нарастающего напряжения с выхода задатчика 7 частоты вращения с постоянным абсолютным скольжением, однозначно определяемым блоком 6 задания скольжения в функции тока ii, и с максимальным моментом для этого значения тока за счет форсировки потока тем большей, чем больше интенсивность разгона и величины тока статора. В установившемся режиме частота и напряжение поддерживаются в соответствии с постоянным выходным сигналом задатчика 7 частоты вращения таким образом, что для заданного момента нагрузки на валу асинхронного электродвигателя 2 абсолютное скольжение и величина напряжения обеспечивают минимальный ток в обмотках статора асинхронного электродвигателя 2 при любой заданной скорости . При увеличении нагрузки на валу асинхронного электродвигателя 2 уменьшается частота вращения ротора и возрастает действительное скольжение асинхронного злектродвигателя 2, при этом через блок 6 задания скольжения возрастает сигнал .задания абсолютного скольжения и частота выходного напряжения преобразователя 1 частоты, а через блок 10 задания .напряжения возрастает напряжение по закону (1). Это вызывает увеличение выходного напряжения преобразователя 1 частоты, а значит потока и момента асинхронного электродвигателя 2, и позволяет достичь первоначальной частоты вращения, соответствующей сигналу задания частоты вращения, с минимальной.

5 величиной тока для этого момента нагрузки асинхронного электродвигателя 2, что обеспечивает высокую перегрузочную способность асинхронного электродвигателя и увеличивает жесткость механических характеристик, что

о позволяет расширить диапазон регулирования частоты вращения ротора асинхронного злектродвигателя.

Преимуществом устройства для управления частотой вращения ротора асинхронного элек5 тродвигателя является повышенная перегрузочная способность, достигнутая форсировкой напряжения не только в функции частоты, но и в функции тока таким образом, что для каждого заданного тока асинхронный электроQ двигатель развивает максимально достижимый момент. Исключение датчика частоты вращения привело к упрощению устройства.

Формула изобретения

5 Устройство для управления частотой вращения ротора асинхронного злектродвигателя, содержащее преобразователь частоты, соединенный первым входом с выходом генератора задающих импульсов, сзтлматор частот, выход которого соединен с входом генератора задающих импульсов, а вход - с задатчиком скольжения, первый вход которого подключен к задатчику скорости, блок измерения тока в фазах статорной обметки электродвигателя, соединенный с блоком сравнения, второй вход которого подключен к блоку задания напряжения, а выход - ко второму входу преобразователя частоты, блок нелинейности, отличающееся тем,

что, о целью упрощения, второй вход задатчика скольжения соединен с указанным блоком измерения тока, второй вход сумматора частот соединен с задатчиком скорости, вход блока нелинейности подключен к выходу блока измерения тока, а выход - к одному из входов блока задания напряжения, второй вход которого соединен с выходом сумматора частот.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в блок задания напряжения введен блок, автоматической регзлировки усиления, выход которого является выходом блока задания напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 635589. кл. Н .02 Р 7/42, 1975. .

2. Патент Великобритании № 1120477. кл. G 3 R, 1968.