SU1124417A1 - Устройство дл управлени асинхронным электродвигателем - Google Patents

Abstract

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЬМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее подключенный к статорной обмотке электродвигател  тиристорный регул тор с системой импульсно-фазового управлени , к входу которой подключен регул тор частоты вращени , датчик частоты вращени , подключенный к входу регул тора частоты вращени , задатчик интенсивности, выполненный в виде соединенных последовательно и охваченных отрицательной обратной св зью элемента ограничени  и элемента интегрировани , отличающеес  тем, что, с целью повьпиени  точности остановки в заданном положении и КПД, в него введены блок переключени  режимов и бпок задани  ускорени , нелинейный элемент, который выполнен в виде операционного усилител  с ключевым элементом в цепи обратной св зи и включен между выходом задатчика интенсивности и входом регул тора частоты вращени , а управл ющий вход ключевого элемента подключен к первому выходу блока переключени  режимов, первый и второй входы которого подключены квыходу задатчика интенсивности и выхо ду датчика вращени , второй и третий выходы блока переключени  режимов подключены к первому и второму входам блока задани  ускорени , первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу и в цепь обратной св зи элемента ограничени , третий, четвертый и п тый входы блока задани  ускорени  .подключены соответственно к источнику напр жени  задани  ускорени , к первому и четвертому выходам блока 5 переключени  режимов. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что блок переключени  режимов содержит элемент запоминани  частоты вращени , компаратор , элемент И, ключевой элемент и датчик начала торможени ,, один вход компаратора соединен с выходом элемента запоминани  частоты вращеЮ ни , вход которого подключен к выходу 4; ключевого элемента, входы элемента И подключены к выхоДу компаратора и выходу датчика начала торможени , к выходу которого подключен также управл ющий вход ключевого элемента, причем другой в1ход компаратора и вход ключевого элемента  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блока переключени  режимов, выход элемента И, два выхода элемента запоминани  и выход датчика начала торможени   вл ютс  соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока переключени  режимов. 3. Устройство по п. 1, о т л нчающеес  тем, что блок задани 

Description

ускорени  содержит промежуточный усилитель и три ключевых элемента, выходы которых подключены к промежуточному усилителю, причем управл ющие входы первого и второго ключевых элементов соединены между собой и образуют п тый вход блока задани  уско рени ,входы первого,второго и третьего ключевых элементов  вл ютс  соответственно третьим, вторым и первым . входами блока задани  ускорени , управл ющий вход третьего ключевого элемента  вл етс  чётвертьм входом ; блока задани  ускорени , а выход первого ключевого элемента и выход промежуточного усилител   вл ютс  соответственно первым и вторьп выходами блока задани  ускорени .

Изобретение относитс  к злектрот технике и может быть использовано в регулируемых электроприводах пере;менного тока с асиихронными злектро;двигател ми с короткозамкнутой обмоткой ротора. Известно устройство дй  управлени  асинхронным электродвигателем, содержащее педключенйый к ста торной обмотке двигател  тиристорный регул тор напр жени  .с системой импульсно-фазового управлени  Т|1ристорами , .переключатель направлени  движени ,два компаратора дл  режшов разгона и торможени , подключен1|ые к их входам датчик частоты:вращени  электродвигател  и задающий генератор , состо щий из узлов ускорени  и замедлени , причем вход последнего подключен к путевым Датчикам, и блок задани  режимов работы электродвигател . Режим торможени  в устройстве начинаетс  по команде путевых датчиков , а его интенсивность определ етс  узлом замб длени  ij . Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность остановки электрО двигател  в заданном положении .вслед ствие зависимости тормозного пути от момента нагрузки на валу -электродвигател  .. Наиболее е)лизким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем , содержащее подключенный к статорной обмотке электродвигател  тиристорньй регул тор с систе ой импульсно-фазового управлени , к входу которой подключен регул тор частоты вращени , датчик частоты вращени , подключенный к входу регул тора частоты вращени  задатчик интенсивности, вьшолненньш в виде соединенных последовательно и охваченньк отрицательной обратной св зью элемента ограничени  и элемента интегрировани  12 . . В известном устройстве интенсивность торможени   вл етс  посто нной величиной и не зависит от величины нагрузки на- валу электродвигател . По .этой причине снижаетс  точность остановки электродвигател  в заданном .положении, увеличиваетс  врем  торможени , а следовательно, и врем работы тиристорного регул тора напр жени , что приводит к увеличению допол .нительных потерь в электродвигателе. Цель изобретени  - повышение точности остановки электродвигател  в заданном положении.и повышение КПД электропривода в целом. . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  асинхронным электродвигателем, содержащее подключенный к статорной обмотке электродвигател  тиристорный регул тор с системой импульсно-фазового управлени , к входу которой подключен регул тор частоты вращени , датчик частоты вращени , подключенный к входу регул тора частоты вращени , задатчик интенсивности, выполненный в виде пос ледовательно соединенных и охваченных отрицательной обратной св зью элемента ограничени  и элемента интегрировани , введены блок переключени  режимов и блсГк задани  ускорени , нелинейный элемент, который выполнен в виде операционного усилител  с .ключевым элементом в цепи 3 обратной СВЯЗИ и включен между выходом задатчика интенсивности и входом регул тора частоты вращени , а управ л ющий вход ключевого элемента подключен к первому выходу блока переключени  режимов, первый и второй входы которого подключены к выходу задатчика интенсивности и выходу, датчика частоты вращени , второй и третий выходы блока переключени  режимов подключены к первому и второ му входам блока задани  ускорени , первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу и в цепь обратной св зи элемента ограничени , третий, четвертый,и п тый входы блока задани  ускорение подключены соответственно к источнику напр жени  задани  ycкopeни  к первому и четвертому выходам блока переключени  режимов. Блок переключени  режимов содержит элемент запоминани  частоты вращени ,компаратор, элемент И, ключевой элемент и датчик начала торможени , один вход компаратора соединен с выходом элемента запомина ни  частоты вращени , вход которого подключен к выходу ключевого элемента , входы элемента И подключены к выходу компаратора и выходу датчика начала торможени , к выходу которого подключен также управл ющий вход клю чевого элемента, причем Другой вход компаратора и вход ключевого элемента  вл ютс  соответственно первым и вторым-входами блока переключени  режимов, выход элемента И, два выхода элемента запоминани  и выход датчика начала торможени   вл ютс  соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока переключени  режимов. БЛОК задани  ускорени  содержит промежуточный усилитель и три ключевьпс элемента, выходы которых подключены к промежуточному усилителю, причем управл ющие входы первого и второго ключевых элементов соедине ны между собой и образуют п тый вход блока задани  ускорени , входы, пер.вого , второго и третьего ключевых элементов  вл ютс соответственно третьим, вторым и первым входами блока задани  ускорени , управл ющий вход третьего ключевого элемен та  вл етс  четверть1м входом блока зада ни  ускорени , а выход первого ключе вого элемента и выход промежуточного 417 усилител   вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока задани  ускорени . На чертеже приведена структурна  схема ус-тройства. Устройство содержит подключенный к статорной обмотке электродвигател  1, тиристорный регул тор 2 с системой 3 импульсно-фазового управлени , к входу которой подключен регул тор 4 частоты вращени , датчик 5 частоты вращени , подключенный к входу регул тора 4 частоты вращени , задатчик 6 интенсивности, вьшолненный в виде соединенных последовательно и охваченных отрицательной обратной св зью элемента 7 ограничени  и элемента 8 интегрировани , .блок .9 переключени  режимов и блок Ю задани  ускорени , нелинейный, элемент II, которьй вьшолнен в. виде операционного усилител  12 с ключевым элементом 13 в цепи обратной св зи и включен между выходом задатчика 6 интенсивности и входом регул тора 4 частоты вращени , управл ющий вход ключевого элемента 13 подключен, к первому выходу блока 9 переключени  режимов, первый и второй входы которого подключены к выходу задатчика 6. интенсивности и выходу датчика 5 частоты вращени , второй и третий выходы блока 9 переключени  режимов подключены к первому и второму входам блока 10 задани  ускорени , первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу и в цепь обратной св зи элемента 7 ограничени , третий, четвертый и п тый входы блока 10 задани  ускорени  подключены соответственно к источнику Т1апр жени  задани  ускорени , к первому и четвертому выходам блока 9 переключени  режимов, который содер жит элемент 1.4 запоминани  частоты вращени , компаратор 15, элемент И 16, ключевой элемент 7 и датчик 18 начала торможени , один вход компаратора 15 соединен с выходом элемента 14 запоминани  частоты вращени , вход которого подключен к выходу ключевого элемента 17, входыэлемента И 16 подключены к выходу кокттаратора 15 и выходу датчика 18 начала торможени , к выходу которого подключен также управл ющий вход ключевого элемента 17, причем другой вход компаратора 15 и вход ключевого элемента 17  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блока 9 переключени  режимов, выход элемента И 16, два выхода элемента 14 . запомикани  и выход датчика 18 начала торможени   вл ютс  соответственно первым - четвертым вьЬсодами блока 9 переключени  режимов, блок 10 зада ни  ускорени  содержит промежуточный усилитель 19 и три ключевых элемента 20-22, выходы которых подключены к промежуточному усилителю 19, причем управл ющие входы первого 20 и второго 21 ключевых элементов соединены между собой и образуют п тый вход блока 10 задани  ускорени , входы первого 20, второго 21 и третьего 22 ключевых элементов  вл ютс  соответственно третьим, вторым и первым входами блока 10 задани  ускорени , управл ющий вход третьего 22 ключевого элемента  вл етс  четвертым входом блока задани  ускорени , а выход первого 20 ключевого элемента и выход промежуточного усилител  19  вл ютс  соответственно первым и звторым выходами блок& 4 О задани  ускорени . Устройство работает следзтощим образом.; В период разгона привода на вход задатчика 6 ийтенсивности посту пает напр жение задани , соответству ющеесинхронной частоте вращени  электродвигател  1. Привод разгон ет с  и вращаетс  с частотой, одредел е мой величиной нагрузки. При достижении позиции начала торможени  напр жение задани  частоты вращени  снима етс  с входа задатчика 6 интенсивнос ти, выходное напр жение последнего Начинает снижатьс  с темпом, определ емым мгновенным значением частоты вращени  привода в момент начала торможени . Одновременно ключевой элемент 13 разрывает обратную св зь усилител  12 нелинейного элемента 11 В результате на входе регул тора 4 частоты вращени  сохран етс  напр же ние, соответствующее синхронной скорости электродвигател . При дости жении выходным напр жением задатчика 6 интенсивности уровн , соответствую щего мгновенному значению частоты вращени  в момент начала торможени , темп его снижени  уменьшаетс  в два раза. Одновременно ключевой элемент 13 замыкает обратную св зь усилител  12. Привод переводитс  в режим тормо жени  . Переключение темпа снижени  ВЫХОДНОГО напр жени  задатчика 6 интенсивности осуществл етс  блоком 10 задани  ускорени  по управл ющим сигналам, формируемым блоком 9 ключени  режимов. На входе регул тора 4 частоты вращени  сравниваетс  фактическое значенТсе частоты вращени  асинхронного электродвигател  с ее заданным значением, определ емым выходным напр жением задатчика 6 интенсивности, чем обеспечиваетс  посто нство темпа изменени  частоты вращени  в переходных режимах. Путь привода после прохождени  позиции начала торможени  можно описать следующим выражением °aJu .. . и. .. АЙН ° гкКцСОо 26 гдесо - мгновенное значение частоты вращени  в момент прохождени  позиции начала торможени } , Ц - врем  движени  привода с частотой СЗд после прохождени  позиции начала торможени , 1 2KKtjWo cj- напр жение задани , соответствующее-синхронной частоте вращени ; )- коэффициент передачи датчика частоты вращени ; К - коэффициент пропорциональности замедлени  привода мгновенному значению частоты вращени  в момент начала торможени , К -г--; fr - замедление привода; АИН динамический момент привода в режиме торможени ,Ry - момент инерции привода. Блок переключени  режимов работает следующим образом. В период разгона и движени  привода с рабочей частотой вращени  на вход элемента 14 запоминани  частоты вращени  через ключевой элемент 17 поступает выходной сигнал датчика 5 частоты вращени . При достижении позиции начала торможени  на 71 выходе датчика 18 начала торможени  по вл етс  сигнал, поступающий на вход элемента И 16, на управл ющие входы ключевых элементов блока 9 ускорени  и ключевого элемента I7. При этом на выходе элемента 14 происходит запоминание мгиовенного значени  выходного напр жени  датчика 5 часто ты вращени ,  вл ющегос  опорным напр жением .компаратора 15, на второй вход которого поступает выходное напр жение задатчика 6 интенсивное- ти. При превышении последним уровн  опорного напр жени  напр жение на выхо де компаратора 15 отлично отнул .Наличие сигналов, на выходах компаратора J5 и датчика 18 начала торможени  приводит к по влению сигнала на выхо де элемента 16 И, который поступает на управл юпще входы ключевых элементов 13 и 22 нелинейного элемен та 1 1 и блока 10 задани  ускорени . Снижение выходного напр жени  задат .чика 6 интенсивности До уровн  опорного напр жени  компаратора 15 ведет к исчезиовеиию выходного сигнала элемента 16 И. Блок 10 задани  ускорени  работает следующим образом. При отсутствии сигнала на выходе датчика 18 начала торможени  ускорение привода формируетс  с помощью

000 7 напр жени  задани  частоты вращени , поступающего на вход промежуточного усилител  19 через ключевой элемент 20. Величина ускорени  определ етс  коэффициентом передачи усилител  19 по указанному входу. После досШвени  позиции начала торможени  величина замедлени  привода определ етс  мгновенным значением частоты вращени  в момент начала торможени г Соответствующие значени  напр жени  поступают с выхода элемента 14 эапрминани}{ и через ключев элементы 22, 21 на другие входы усилител  } 9, имеющие одинаковые коэффициенты передачи. При снижении бЪосодНОГО напр жени  задатчика 6 интенсивностиниже уровн  опорного напр жени  . компаратора 15 размлсаетс  ключевой элемент 20 и заданное значение интв сивиости торможени  снижаетс  6 два раза.. Таким образом данное yctpoftCTBO обеспечивает повышение производительности приводимого механизма путем снижени  иагрева электродвигател  за счет обеспечени  минимально воз можного времени рабо1ы тирйсторного преобразовател  с неполными углами открывани  тиристоров, а также не зависимость тормозного пути механиз ма от величины приложенной нагрузки

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее подключенный к статорной обмотке электродвигателя тиристорный регулятор с системой импульсно-фазового управления, к входу которой подключен регулятор частоты вращения, датчик частоты вращения, подключенный к входу регулятора частоты вращения, задатчик интенсивности, выполненный в виде соединенных последовательно и охваченных отрицательной обратной связью элемента ограничения и элемента интегрирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности остановки в заданном положении и КПД, в него введены блок переключения режимов и блок задания ускорения, нелинейный элемент, который выполнен в виде операционного усилителя с ключевым элементом в цепи обратной связи и включен между выходом задатчика интенсивности и входом регулятора частоты вращения, а управляющий вход ключевого элемента подключен к первому выходу блока переключения режимов, первый и второй входы которого подключены к' выходу задатчика интенсивности и выхо*ду датчика частоты вращения, второй и третий выходы блока переключения режимов подключены к первому и второму входам блока задания ускорения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу и в цепь обратной связи элемента ограничения, третий, четвертый и пятый входы блока задания ускорения подключены соответственно к источнику напряжения задания ускорения, к первому и четвертому выходам блока переключения режимов.

2. Устройство по π. 1, о т л ичающееся тем, что блок переключения режимов содержит элемент запоминания частоты вращения, компаратор, элемент И, ключевой элемент и датчик начала торможения, один вход компаратора соединен с выходом элемента запоминания частоты вращения, вход которого подключен к выходу ключевого элемента, входы элемента И подключены к выходу компаратора и выходу датчика начала торможения, к выходу которого подключен также управляющий вход ключевого элемента, причем другой вход компаратора и вход ключевого элемента являются соответственно первым и вторым входами блока переключения режимов, выход элемента И, два выхода элемента запоминания и выход датчика начала торможения являются соответственно

С е первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока переключения режимов.

3. Устройство по π. 1, о т лича ющ е е с я тем, что блок задания ускорения содержит промежуточный усилитель и три ключевых элемента, выходы которых подключены к промежуточному усилителю, причем управляющие входы первого и второго ключевых элементов соединены между собой и образуют пятый вход блока задания ускорения,входы первого,второго и третьего ключевых элементов являются соот ветственно третьим, вторым и первым входами блока задания ускорения, управляющий вход третьего ключевого элемента является четвертым входом блока задания ускорения, а выход первого ключевого элемента и выход промежуточного усилителя являются соответственно первым и вторыц выхо дами блока задания ускорения.