SU760376A1 - Device for eliminating self-oscillations of induction electric motor - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а также к частотно-регулируемым асинхронным электроприводам и может быть использовано в приводах металлообрабатывающих станков и дру- $ гих машин.The invention relates to electrical engineering, as well as to variable frequency asynchronous electric drives and can be used in drives of metalworking machines and other machines.

При питании асинхронного двигателя от преобразователя частоты с управляемым выпрямителем и автономным инвертором напряжения могут возникать Ю низкочастотные автоколебания момента и частоты вращения двигателя, амплитуда которых достигает значительных величин и оказывается неприемлемой для исполнительного механизма. . 15When powering an induction motor from a frequency converter with a controlled rectifier and an autonomous voltage inverter, low-frequency self-oscillations of the motor torque and frequency of rotation can occur, the amplitude of which reaches significant values and is unacceptable for the actuator. . 15

Известны устройства для устранения автоколебаний асинхронного двигателя, питаемого от преобразователя частоты с управляемым выпрямителем и автономным инвертором напря- 20 жения с использованием датчиков реактивного тока двигателя £ΐ] и напряжения инвертора £2] .There are known devices for eliminating self-oscillations of an induction motor fed from a frequency converter with a controlled rectifier and an autonomous voltage inverter using motor reactive current sensors ΐ] and inverter voltage £ 2].

Известно устройство, содержащее датчик тока, низкочастотный и высоко-25 частотный фильтры и сумматор на входе блока управления инвертором [(1(] .A device containing a current sensor, low-frequency and high-25 frequency filters and an adder at the input of the inverter control unit [(1 (].

Частота пульсаций сигнала датчика тока пропорциональна выходной частоте инвертора и при малых частотах 30The ripple frequency of the current sensor signal is proportional to the output frequency of the inverter and at low frequencies 30

22

вращения двигателя снижается до 1530 Гц.engine rotation is reduced to 1530 Hz.

Фильтры такой частоты существенно снижают быстродействие.Filters of this frequency significantly reduce the speed.

Известно также устройство, содержащее датчик напряжения инвертора, сумматора и блока управления инвертором, в котором предусматривается существование определенного заданного соотношения между изменением частоты и напряжения £2(] .It is also known a device comprising an inverter voltage sensor, an adder and an inverter control unit, which provides for the existence of a certain predetermined relationship between the frequency change and the voltage £ 2 (].

Указанное устройство Не может применься в приводах, в частности, металлорежущих станков, в которых осуществляется автоматическое поддержание постоянного магнитного потока двигателя изменением его напряжения момента нагрузки при неизменной частоте инвертора.The specified device can not be used in drives, in particular, metal-cutting machine tools, which automatically maintain a constant magnetic flux of the engine by varying its voltage load torque at a constant frequency of the inverter.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для устранения автоколебаний асинхронного двигателя, содержащее преобразователь частоты с управляемым выпрямителем, выход которого соединен с его управляющим входом через датчик напряжения выпрямителя, цепь дифференцирования й сумматор и с автономным инвертором, управляющий вход которого соединен че-The closest technical solution to the invention is a device for eliminating self-oscillations of an induction motor, which contains a frequency converter with a controlled rectifier, the output of which is connected to its control input through a rectifier voltage sensor, a differentiation circuit and an autonomous inverter.

³ 760376 ³ 760376

рез его блок управления с выходом второго сумматора ГЗ] cuts it to the control unit with the output of the second adder GB

Указанное устройство, хотя и обеспечивает в принципе устранение автоколебаний, обладает рядом существенных недостатков:The specified device, although it provides, in principle, the elimination of self-oscillations, has a number of significant drawbacks:

малое быстродействие, так как воздействие осуществляется на напряжение выпрямителя (до устранения колебаний проходит 3-4 периода автоколебаний) ;low speed, since the effect is on the voltage of the rectifier (3-4 oscillations take place before oscillation is eliminated);

малая помехозащищенность ввиду того, что цепь дифференцирования в обратной связи блока управления выпрямителем усиливает помехи даже . при отсутствии автоколебаний.low noise immunity due to the fact that the differentiation circuit in the feedback of the rectifier control unit enhances the interference even. in the absence of self-oscillations.

Цель изобретения - увеличение быстродействия и помехозащищённости устройства устранения автоколебаний асинхронного двигателя.The purpose of the invention is to increase the speed and noise immunity of the device to eliminate self-oscillations of an induction motor.

Указанная цель достигается тем,.....This goal is achieved by .....

что в устройстве для устранения автоколебаний асинхронного электродвигателя, содержащем преобразователь частоты с управляемым выпрямителем, выход’которого соединен с входом цепи дифференцирования через датчик его напряжения, и с автономным инвертором, управляющий вход которого соединен через его блок управления с выходом сумматора, один из входов которого соединен с задатчиком частоты, выход цепи дифференцирования соединен с другим входом сумматора через введенный блок отсечки с характеристикой, симметричной относительно знакопеременного входного Сигнала.that in the device to eliminate self-oscillations of an induction motor containing a frequency converter with a controlled rectifier, the output of which is connected to the input of the differentiation circuit through its voltage sensor, and with an independent inverter, the control input of which is connected through its control unit to the output of the adder, one of the inputs of which connected to the frequency adjuster, the output of the differentiation circuit is connected to another input of the adder through the input cut-off unit with a characteristic symmetrical with respect to the sign TERM input signal.

10ten

1515

2020

2525

30thirty

3535

На фиг. ,1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - графиквыходной характеристики блока отсечки.FIG. , 1 is a block diagram of the device; in fig. 2 is a graph of the output characteristics of the block cut-off.

Блок-схема содержит управляемый выпрямитель 1 (фиг. 1), выход кото- дд рого соединен через инвертор 2 с двигателем 3 и через последовательно соединенные датчик 4 напряжения, цепь дифференцирования на конденсаторе 5 и резисторе 6, блок 7 отсечки, ' сумматор 8, второй вход которого сое- *5 динен с задатчиком 9 частоты, и блок,The block diagram contains a controlled rectifier 1 (Fig. 1), the output of which is connected through inverter 2 to motor 3 and through series-connected voltage sensor 4, a differentiation circuit on a capacitor 5 and a resistor 6, cutoff unit 7, 'adder 8, the second input of which is connected- * 5 dinen with frequency adjuster 9, and the block,

10 управления инвертором - с управляющим входом инвертора 2.10 inverter controls - with the inverter control input 2.

Устройство работает следующим об- 50 разом.The device works as follows 50 times.

При наличии автоколебаний результирующий сигнал на входе блока 10 управления инвертором 2 формируется как сумма двух напряжений; задающего 55 и пропорционального первой производной напряжения выпрямителя 1, вычисленного с помощью цепи дифференцирования 5-6 и ограниченного блоком 7 отсечки. 'In the presence of self-oscillations, the resulting signal at the input of the control unit 10 of the inverter 2 is formed as the sum of two voltages; driver 55 and proportional to the first derivative of the voltage of the rectifier 1, calculated using differentiation circuit 5-6 and limited by block 7 cutoff. '

Стандартный блок отсечки.(фиг. 2) ограничивает наибольший уровень 1)γ (-и? ) полученного сигнала допустимой величиной при входном сигнале, равном или более и£ {-и^ ), и размыкает цепь прохождения сигнала при входном сигнале, равном 11^ (-и^ ), когда амплитуда автоколебаний становится меньше допустимой. Наибольший уровень сигнала блока отсечки определяется параметрами системы преобразователь-двигатель.The standard cut-off block. (Fig. 2) limits the highest level 1) γ (- и?) Of the received signal to a valid value when the input signal is equal to or more and £ {-and ^), and opens the signal path at the input signal equal to 11 ^ (-and ^), when the amplitude of self-oscillations becomes less acceptable. The highest signal level of the cutoff unit is determined by the parameters of the converter-motor system.

В связи с тем, что схемы задающих генераторов выходной частоты инвертора строятся, как Правило, с использованием операционных усилителей, работающих в режиме интеграторов, помехозащищенность устройства оказывается существенно более высокой, чем ранее известных. Время устранения автоколебаний снижается на 25'30% из-за большего быстродействия двигателя при управлении частотой в сравнении с режимом изменения напряжения.Due to the fact that the circuits of the driving oscillators of the output frequency of the inverter are built, as a rule, using operational amplifiers operating in the integrator mode, the device noise immunity is significantly higher than previously known. The time to eliminate self-oscillations is reduced by 25'30% due to the higher speed of the engine when controlling the frequency in comparison with the mode of voltage variation.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для устранения автоколебаний асинхронного электродвигателя, содержащее преобразователь частоты с управляемым выпрямителем, выход которого соединен с автономным инвертором и через датчик напряжения с входом цепи дифференцирования, управляющий вход автономного инвертора соединен через его блок управления с выходом сумматора, один из 'входов которого подключен к задатчику частоты, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и помехозащищенности, устройство снабжено блоком отсечки с симметричной относительно знакопеременного сигнала характеристикой, вход которого подключен к выходу дифференцирующей цепи, а выход - к другому входу сумматора,A device for eliminating self-oscillations of an asynchronous electric motor, containing a frequency converter with a controlled rectifier, the output of which is connected to an independent inverter and through a voltage sensor to the input of a differentiation circuit, the control input of an independent inverter is connected through its control unit to the output of an adder, one of whose inputs is connected to a setpoint device frequencies, from which it is necessary that, in order to increase the speed and noise immunity, the device is equipped with a cutoff unit with a symmetric relative but with an alternating signal by a characteristic whose input is connected to the output of the differentiating circuit, and the output to another input of the adder, ,,