SU1136286A1 - Method of braking asynchronous motor - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, при котором отключают обмотку статора от источника питани , подают в статорнзто обмотку посто нный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигател  сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренньй тормозной момент, по результату данного сравнени  регулируют величину посто нного тока в статорной обмотке, отличающийс   тем, что, с целью повьппени  плавности торможени , измер ют величину посто нного тока, подаваемого в статор, частоту вращени  вала двигател  и регулируют величину активного сопротивлени  роторной цепи пропорционально их отношению -kJl, рц les гдеЯрц величина активного сопротивлени  роторной цепи . ввпосто нней регулируемый торСП мозной ток в статорной обмотке , с U частота вращени  вала двигател ; k коэффициент пропорциональности .The BRAKING method of an ASYNCHRONOUS MOTOR, in which the stator winding is disconnected from the power source, is supplied with a constant current into the stator winding, the braking torque is controlled, the negative acceleration of the motor shaft is compared with the specified negative acceleration, the measured result is compared to the resultant result of the result of the result. direct current in the stator winding, characterized in that, in order to improve the smoothness of braking, the value of direct current is measured, given to the stator, the frequency of rotation of the motor shaft and regulate the magnitude of the active resistance of the rotor chain is proportional to their ratio -kJl, rc les where Rm is the active resistance value of the rotor chain. including adjustable torp spinal current in the stator winding, with U the frequency of rotation of the motor shaft; k coefficient of proportionality.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах механизмов в химической, металлургической и машиностроительной промышленности . Известен способ торможени  асинхронного электродвигател , при кото ром подают в статорную обмотку элек тродвигател  посто нньй ток регулируемой величины, измер ют тормозной момент на выходном валу электро двигател , сравнивают его с заданны значением тормозного момента и регу лируют величину посто нного тока, п даваемого в статорную обмотку, в функции полученного сигнала рассогласовани . lj . Однако этот способ торможени  не обеспечивает посто нного заданного значени  тормозного момента двигате л  при измен ющемс  моменте инерции электропривода. Кроме того, при реа лизации этого способа потребл етс  значительна  электроэнерги  из сети и возникают большие потери в двигат ле. Наиболее близким к изобретению по .технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ тор можени  асинхронного электродвигател , при котором отключают обмотку статора от источника питани , подают в статорную обмотку посто нный ток регулируемой величины, контролируют тормозной момент, отрицатель ное ускорение вала двигател  сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренньй тормозной момент, по результату данного сравнени  регулируют величину посто нного тока в статорной обмотке zj . Недостатками известного способа торможени   вл ютс  мала  плавноеть значительное потребление электроэнергии из сети и большие потери в электродвигателе, что снижает энергетические показатели. Цель изобретени  - повьшение плавности торможени  путем уменьшени  динамических бросков тормозного момента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что при способе торможени  аси хронного электродвигател , при кото ром отключают обмотку статора от источника питани ,, подают в статорную обмотку посто нный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигател  сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент , по результату данного срав нени  регулируют величину посто нного тока в статорной обмотке, измер ют величину-посто нного тока, подаваемого в статор, частоту вращени  вала двигател  и регулируют величину активного сопротивлени  роторной цепи пропорционально их отношению . со рЦ /В-; гдеЧрм величина актив1 ого сопротивлени  роторной цепи Igg- посто нный регулируемый тор- мозной ток в статорной обмотке; со - частота вращени  вала двигател  J - коэффициент пропорциональности . На фиг.1 приведена блок-схема устройства , реализующего способ торможени  асинхронного электродвигател J на фиг.2 - механические характеристики электродвигател J на фиг.З - график функциональной зависимости между величиной добавочного активного сопротивлени , вводимого в цепь ротора , и скоростью вращени  вала двигател  . Устройство содержит электродвигатель 1, подключенный контактами 2 коммутационного аппарата к питающей сети,две фазы которой подключаютс  также к входу управл емого выпр мител  3, выход которого через датчик 4 посто нного тока и контакты 5 коммутационного аппарата подключаютс  к двум фазам обмотки статора электродвигател  1, а его обмотки ротора к блоку 6 регулируемых резисторов. На валу электродвигател  1 установлены датчик 7 момента, датчик 8 замедлени  ротора и датчик 9 скорости вала электродвигател  1. На входы блока 10 сравнени  подключены выходы датчика 8 замедлени  ротора и блока 11 задани  торможени , а выход бло- i ка 10 подключаетс  к входу регул тора 12 замедлени . Входы блока 13The invention relates to electrical engineering and can be used in asynchronous electric mechanisms in the chemical, metallurgical and engineering industries. A known method of braking an asynchronous electric motor, at which a constant current of controlled magnitude is supplied to the stator winding of an electric motor, measures the braking torque on the output shaft of the electric motor, compares it with the predetermined value of the braking torque, and regulates the value of the constant current applied to the stator motor. winding, as a function of the received error signal. lj. However, this method of braking does not provide a constant set value of the engine braking torque with a variable moment of inertia of the electric drive. In addition, when this method is implemented, considerable electric power is consumed from the network and large losses occur in the engine. The closest to the invention in terms of its technical nature and the achieved result is the method of driving an asynchronous electric motor, in which the stator winding from the power supply is disconnected, a constant current of controlled magnitude is supplied to the stator winding, the braking torque is controlled, the negative acceleration of the motor shaft is compared with the specified negative acceleration, the measured braking torque is compared with the result obtained; according to the result of this comparison, the amount of direct current in the stator is controlled bmotke zj. The disadvantages of this method of braking are that the significant power consumption from the network and the large losses in the electric motor are small, which reduces the energy indices. The purpose of the invention is to increase the smoothness of braking by reducing the dynamic overshoot of the braking torque. The goal is achieved by the method of braking the asi of a chronically electric motor, at which the stator winding from the power source is disconnected, a direct current is supplied to the stator winding, the braking torque is controlled, the negative acceleration of the motor shaft is compared with the specified negative acceleration, the result is compared measured braking torque, according to the result of this comparison, regulate the amount of direct current in the stator winding, measure the value of the constant current supplied to the stator, often From the rotation of the motor shaft and regulate the magnitude of the active resistance of the rotor chain is proportional to their ratio. with RC / B-; Where is the active resistance value of the rotor circuit Igg- constant regulated braking current in the stator winding; co is the frequency of rotation of the engine shaft; J is the proportionality coefficient. Fig. 1 shows a block diagram of a device implementing the method of braking an asynchronous motor J in Fig. 2 — the mechanical characteristics of the motor J in Fig. 3 is a graph of the functional relationship between the magnitude of the additional active resistance introduced into the rotor circuit and the speed of rotation of the engine shaft. The device contains an electric motor 1 connected by the contacts 2 of the switching apparatus to the supply network, two phases of which are also connected to the input of the controlled rectifier 3, the output of which through the DC sensor 4 and the contacts 5 of the switching apparatus are connected to the two phases of the stator winding of the electric motor 1, and its rotor winding to block 6 adjustable resistors. A torque sensor 7, a rotor deceleration sensor 8 and an electric motor shaft speed sensor 9 are installed on the motor shaft 1. The outputs of the rotor deceleration sensor 8 and the braking task unit 11 are connected to the inputs of the comparison unit 10, and the output of the engine 10 is connected to the controller input 12 slowdowns. Inputs block 13

сравнени  подключены к выходам регул тора 12 замедлени  и датчика 7 момента , а выход блока 13 сравнени  подключен к входу регул тора 14 тормозного момента, выход которого соединен с входом блока 15 управлени  управл емого вьтр мител  3. К входам делител  16 подключены выходы датчика 9 скорости выходного вала и датчика 4 посто нного тока, а выход делител  16 подключен к входу регул тора 17 активного сопротивлени  цепи ротора электродвигател , выход которого соединен с входом блока 18 управлени  блоком 6 регулируемых резисторов. Вал электродвигател  1 св зан с рабочей машиной 19.the comparison is connected to the outputs of the deceleration controller 12 and the torque sensor 7, and the output of the comparison unit 13 is connected to the input of the braking torque regulator 14, the output of which is connected to the input of the control unit 15 of the controlled trigger 3. The outputs of the speed sensor 9 are connected the output shaft and the DC sensor 4, and the output of the divider 16 is connected to the input of the rotor circuit resistance regulator 17 of the electric motor, the output of which is connected to the input of the control unit 18 by the adjustable resistor unit 6. The motor shaft 1 is associated with the working machine 19.

Способ торможени  асинхронного электродвигател  осуществл етс  следующим образом.The method of braking an asynchronous motor is as follows.

Отключают обмотку статора от источника питани , подают в статорную обмотку посто нный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигател  сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент, по результату данного сравнени  регулирую величину посто нного тока в статорной обмотке, измер ют величину посто нного тока статора, частоту вращени вала двигател  и регулируют величину активного сопротивлени  роторнойThe stator winding is disconnected from the power source, DC current is supplied to the stator winding, the braking torque is monitored, the negative acceleration of the motor shaft is compared with the specified negative acceleration, the measured braking torque is compared with the result, and based on the result of this comparison I adjust the DC magnitude in the stator winding measure the value of the direct current of the stator, the frequency of rotation of the motor shaft and regulate the magnitude of the active resistance of the rotor

цепи пропорционально их отношениюchains are proportional to their ratio

U йрц-и,U yrts,

гдеRрц - величина активного сопротивлени  роторной цепи; В5 посто нный регулируемый тормозной ток в статорной обмотке; Ш - частота вращени  вала двигаwhere Rрц is the active resistance value of the rotor chain; B5 constant regulated brake current in the stator winding; W - the frequency of rotation of the motor shaft

тел ;tel;

- коэффициент пропорциональности . - coefficient of proportionality.

Устройство дл  осуществлени  способа торможени  асинхронного электродвигател  работает следующим образомThe device for implementing the method of braking an induction motor works as follows

Дл  торможени  электродвигател  1 он отключаетс  от сети путем размыкани  контактов 2 силового коммутационного аппарата и подключаетс  двум  фазами обмотки статора к управ л емому выпр мителю 3 при замыкании контактов 5. Дл  контрол  режима торможени  с заданным потреблениемFor braking the electric motor 1, it is disconnected from the network by opening the contacts 2 of the power switching device and connected by two phases of the stator winding to the controlled rectifier 3 when the contacts 5 are closed. To control the braking mode with a given consumption

электроэнергии из сети и потер ми в двигателе при измен ющихс  моменте статического сопротивлени  механизма , моменте инерции электропривода и активном с опротивлении цепи ротора измер ютс  с помощью датчиков 7, 8, 9 и 4 соответственно тормозной момент навалу двигател , замедлени ротора электродвигател , скорость или частота вращени  вала двигател  и величина посто нного тока статора подаваемого в его обмотку.electric power from the network and losses in the engine at varying moments of static resistance of the mechanism, moment of inertia of the electric drive and active with the resistance of the rotor circuit are measured using sensors 7, 8, 9 and 4, respectively, the engine brake torque, motor rotor deceleration, speed or frequency rotation of the motor shaft and the amount of direct current of the stator supplied to its winding.

Сигнал с выхода датчика 8 замедлени  сравниваетс  в блоке 10 с задаюп1им сигналом, поступающим с блок 11 задани  режима торможени . Разность этих сигналов с выхода блока 10 подаетс  на вход регул тора 12 замедлени . Сигнал с выхода датчика 7 торможени  момента сравниваетс  в блоке 13 с сигналом, поступающим с выхода регул тора 12 замедлени , и их разность поступает на вход регл тора 14 тормозного момента. Сигнал с регул тора 14 поступает на вход блока 15 управлени , которьш в зависимости от величины этого сигпала задает требуемый угол управлени  тиристорами управл емого вьтр мител  3, а следовательно, величину посто нного тока динамического торможени  и величину тормозного момента двигател .The signal from the output of the deceleration sensor 8 is compared in block 10 with a given signal coming from block 11 of the setting of the braking mode. The difference of these signals from the output of block 10 is fed to the input of the regulator 12 of deceleration. The signal from the output of the torque deceleration sensor 7 is compared in block 13 with the signal coming from the output of the deceleration controller 12, and their difference is fed to the input of the braking torque adjuster 14. The signal from the regulator 14 is fed to the input of the control unit 15, which, depending on the value of this sigpal, sets the required thyristor control angle of the controlled tilt 3, and, therefore, the DC dynamic braking current and the braking torque of the engine.

Лп  асинхронного двигател  с фазным ротором заданный тормозной момент может быть .получен при различных соотношени х посто нного тока в обмотках статора и активного сопротивлени  цепи ротора. На фиг.2 показаны механические характеристики динамического торможени , которые построены дл  различных токов возбуждени . IAn asynchronous motor with a phase-rotor, Lp, a given braking torque can be obtained at different ratios of direct current in the stator windings and the active resistance of the rotor circuit. Figure 2 shows the mechanical characteristics of dynamic braking, which are built for different field currents. I

Дл  каждого тока возбуждени  построены три характеристики, соответствующие различным значени м активного сопротивлени  цепи ротора: ри, t рц For each excitation current, three characteristics were constructed corresponding to different values of the active resistance of the rotor circuit: ri, t rc

Измен   величину Крц и вли   таким образом на наклон механической характеристики, можно получить заданный тормозной момент при измен к цихс  моменте статического сопротивлени  на валу двигател  и момгнте инерции электропривода при сравнительно небольших токах возбуждени  .By changing the value of Kc and thus affecting the slope of the mechanical characteristic, it is possible to obtain a given braking torque with a change in the torque to the torque of the static resistance on the motor shaft and the moment of inertia of the electric drive with relatively small excitation currents.

$ . $.

с целью обеспечени  минимального пртреблени  электроэнергии из сети и минимальных потерь в двигателе при заданном тормозном моменте двигател  осуществл етс  контроль скорости вращени  ротора датчиком 9 и величины посто нного тока в обмотках статора датчиком 4 тока. Сигналы с датчиков 4 и 9 поступают на входы делител  16, в котором сигнал , пропорциональный скорости, делитс  на сигнал, пропорциональный посто нному току (J/lg5)j сигнал с выхода делител  16 поступает на вход регул тора 17, который определ ет значение величины активного сопро тивлени  цепи ротора, соответствующее текущему значению скорости вращени  двигател  и посто нного тока в обмотке статора.In order to ensure minimum power consumption from the network and minimum losses in the engine at a given engine braking torque, the rotation speed of the rotor is monitored by sensor 9 and the value of direct current in the stator windings by current sensor 4. The signals from sensors 4 and 9 are fed to the inputs of the divider 16, in which the signal proportional to the speed is divided into a signal proportional to the direct current (J / lg5) j and the signal from the output of the divider 16 is fed to the input of the regulator 17, which determines the value of active resistance of the rotor circuit, corresponding to the current value of the motor rotation speed and direct current in the stator winding.

На фиг.З представлен график зависимостиOn fig.Z presents a graph of

, ,

где U - сигнал, пропорциональныйwhere U is a proportional signal

текзпцему значению скорости вращени  двигател } gg- сигнал, пропорциональный по ,; сто нному току в обмоткеthe speed of the engine rotation} gg-signal proportional to,; worth of current in the winding

статора;stator;

чй - активное сопротивление роторной цепи; р - активное сопротивление об-ч chy - active resistance of the rotor chain; p - active resistance about-h

мотки ротора;hanks of the rotor;

дополнительное активное сопротивление , вводимое в цепь обмотки ротора. Активное сопротивление цепи ротора можно регулировать в пределах Rp  additional resistance introduced into the rotor winding circuit. The resistance of the rotor circuit can be adjusted within Rp

3628636286

В рц 4 Rf IpAMOM величины I дополнительного сопротивлени , вво- димого в цепь обмотки ротора. С вы хода регул тора 17 сигнал поступает In RC4 Rf IpAMOM, the values of I are the additional resistance introduced into the rotor winding circuit. With the output of the regulator 17, the signal is received

5 на вход блока 18 управлени  блоком 6 регулируемых резисторов, который в зависимости от величины сигнала (u/tgg) задает требуемое сопротивление резисторов в блоке 6. Добавоч0 . ное сопротивление в блоке 6 может регулироватьс  и с помощью полупровод- никовых управл емых коммутаторов, например тиристоров.5 to the input of the control block 18 of the block 6 of adjustable resistors, which, depending on the signal size (u / tgg), sets the required resistance of the resistors in block 6. Add. The unit resistance in block 6 can also be adjusted using semiconductor controlled switches, such as thyristors.

Реализаци  приведенного законаImplement the above law

15 регулировани  добавочного активного сопротивлени  в роторной цепи позвол ет создать оптимальный момент двигател  во всем диапазоне торможени  при минимальном посто нном токе в обмотке статора. Это согласуетс  с известной зависимостью дл  режима торможени  асинхронных двигателей с фазным ротором путем подачи посто нного тока в обмотки статора:15 control of the additional active resistance in the rotor circuit allows to create the optimum motor torque in the entire braking range at the minimum constant current in the stator winding. This is consistent with the known dependency on the deceleration mode of an asynchronous motor with a phase-rotor by injecting direct current into the stator windings:

25 при данном посто нном токе в обмотках статора скорость вращени  двигател  пропорциональна полному активному сопротивлению цепи ротора. Использование данного способа25 at a given constant current in the stator windings, the rotational speed of the motor is proportional to the total resistance of the rotor circuit. Using this method

30 торможени  асинхронного двигател  с фазным ротором по сравнению с известными способами обеспечивает уменьщение динамических бросков . тормозного момента, за счет чего30 braking of the asynchronous motor with the phase rotor in comparison with the known methods provides a reduction of dynamic surges. braking moment due to which

35 продлеваетс  срок службы оборудовани , а также снижение потерь электроэнергии , особенно при продолжительных тормозных режимах, что улучшает энергетические показатели.35 extends the service life of the equipment, as well as reducing power losses, especially during prolonged braking conditions, which improves energy performance.

JwJw

Claims (1)

СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, при котором отключают обмотку статора от источника питания, подают в статорную обмотку постоянный ток, контролируют тормозной момент, отрицательное ускорение вала двигателя сравнивают с заданным отрицательным ускорением, с полученным результатом сравнивают измеренный тормозной момент, по результату данного сравнения регулируют величину постоянного тока в статорной обмотке, отличающийс я тем, что, с целью повышения' плавности торможения, измеряют величину постоянного тока, подаваемого в статор, частоту вращения вала двигателя и регулируют величину активного сопротивления роторной цепи пропорционально их отношению „ , ω ¹es где Rp₄ - величина активного сопротивления роторной цепи;METHOD OF BRAKING OF AN ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR, in which the stator winding is disconnected from the power source, a direct current is supplied to the stator winding, the braking torque is controlled, the negative acceleration of the motor shaft is compared with the specified negative acceleration, the measured braking moment is compared with the result obtained, the value of the constant brake is compared by the result of this comparison current in the stator winding, characterized in that, in order to increase the smoothness of braking, measure the value of the direct current supplied in the stator, the engine speed and adjusting the value of resistance of the rotor circuit in proportion to their relative ", ω ¹ es where Rp ₄ - value of resistance of the rotor circuit; ^gg- постоянный регулируемый тормозной ток в статорной обмотке,’^ gg- constant adjustable braking current in the stator winding, ’ 4) - частота вращения вала двигателя;4) - engine shaft speed; к - коэффициент пропорциональности.k is the coefficient of proportionality.