SU877769A1 - Device for control of induction squirrel-cage motor - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ КОРОТКОЗАМКНУТЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(54) DEVICE FOR CONTROLLING AN ASYNCHRONOUS SHORT ENGINE

1one

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  частотного управлени  асинхронным короткозамкнутым двигателем, и может быть использовано в системах привода , где требуетс  регулирование момента на уровне максимального.The invention relates to electrical engineering, namely, devices for frequency control of an asynchronous short-circuited motor, and can be used in drive systems where torque control is required at the maximum level.

Известно устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты, состо щий из вьшр ми .тел  и инвертора, блок управлени  выпр мителем и инвертором, сумматор, датчик скорости, включенный йвоим выходом к одному из входов сумма:тора, и командоап парат, прдсоединенныТй к другому входу сумматора. Устройство осуществл ет стабилизацию скорости асинхронного крроткозамкнутого двигател  при определенном значении момента С ЗНедостатком данного устройства  вл етс  невозможность управлени  его моментом на уровне максимального , так как известное устройство не позвол ет определить на устойчивой или не устойчивой части механической характеристики асинхронного короткозамкнутого двигател  находитс  его рабоча  точка, что не исключаетA device for controlling an asynchronous squirrel-cage motor is known, comprising a frequency converter comprising: a tel and an inverter, a rectifier and an inverter control unit, an adder, a speed sensor connected by its output to one of the sum: torus, and a parachute controller connected to to the other input of the adder. The device stabilizes the speed of an asynchronous close-close motor at a certain moment value. The disadvantage of this device is the impossibility of controlling its torque at the maximum level, since the known device does not allow determining the stable or unstable part of the mechanical characteristics of an asynchronous short-circuited engine to which does not exclude

возможности опрокидывани  асинхронного короткозамкнутогб двигател  и, следовательно, не обеспечивает дос-. татрчно .высокой надежности работы.the possibility of overturning an asynchronous short-circuiting motor and, therefore, does not provide access. Tatrchno. high reliability.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым двигателем , содержсццее преобразователь частоты, блок регулировани  частоты Closest to the present invention is a device for controlling an asynchronous short-circuited motor, a frequency converter, a frequency control unit

10 и напр жени , сумматора, усилитель, элемент сравнени , датчики момента и тока, задатчик интенсивности скорости , соединённый через сумматор со входами блоков регулиррвани  частоты и напр жени  2.10 and a voltage, an adder, an amplifier, a reference element, moment and current sensors, a speed intensity adjuster connected through an adder to the inputs of the frequency control and voltage control units 2.

1515

К числу недостатков устройства . следует отнести невозможности регулировани  указанным густройством скорости при поддержании момента асинхронного короткозамкнуто о двигате20 л  на уровне максимального, ак как в устройстве отсутствуют элементы, необходимые дл  определени  положени  рабочей точки на механической Among the shortcomings of the device. It should be attributed to the inability to control the speed indicated by the indicated device while maintaining the moment of an asynchronous short-circuited motor at the maximum level, as the device lacks the elements necessary for determining the position of the operating point on the mechanical

25 характеристике, из чего следует, что оно не в состо нии определить на устойчивой или не устойчивой части механической характеристики происходит снижение момента, т.е. не исключена возможность опрокидывани 25, which means that it is not able to determine on the stable or unstable part of the mechanical characteristic the moment decreases, i.e. the possibility of overturning is not excluded

30thirty

асинхронного короткоэамкнутого двигател , что снижает надежность его работы.asynchronous short-circuited motor, which reduces the reliability of its work.

Цель изобретени  - повышение надйжности за счет обеспечени  максимального значени , момента асинхронного короткозамкнутого двигател  при набросе нагрузки при всех скорост х до остановки двигател .The purpose of the invention is to increase safety by providing the maximum value of the torque of an asynchronous squirrel cage when the load is loaded at all speeds until the engine stops.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоками регулировани  частоты инапр жени , задатчик интенсивности скорости вращени  двигател , соединенный через сумматор со входами блоков регулировани  частоты и напр жени , элемент сравнени , датчики момента и тока, введены два фильтра, два дифференцирующих и два пороговых элемента, логический элемент И, реле причем выход датчика тока через фильтр, дифференцирующий элемент, пороговый элемент св зан с одним из входов логического лемента И, другой вход которого подключен через второй пороговый элемент, второй дифференцирующий элемент, второй фильтр к датчику момента, а выход логического элемента И подсоединен к реле, второй вход сумматора через замыкающие контакты реле и элемент сравнени  соединен со вторым фильтром.The goal is achieved by the fact that a device for controlling an asynchronous short-circuited motor, containing a frequency converter with frequency control units for voltage, an engine speed control unit, connected through an adder to the inputs of frequency and voltage control units, a reference element, torque and current sensors, are entered two filters, two differentiating and two threshold elements, a logical element And, a relay, the output of the current sensor through a filter, a differentiating element, the threshold The element is connected to one of the inputs of the logical element I, the other input of which is connected through the second threshold element, the second differentiating element, the second filter to the torque sensor, and the output of the logic element I connected to the relay, the second input of the adder through the closing relay contacts and the comparison element are connected with the second filter.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым двигателем.The drawing shows a functional diagram of a device for controlling an asynchronous short-circuited motor.

Устройство содержит задатчик 1 интенсивности скорости, подсоединенный к одному из входов сумматора 2, выход которого подключен на вход регул тора 3 частоты и напр жений, св занный со входом преобразовател  4 частоты.Выход преобразовател  4 частоты подключенко входу асинхронного короткозамкнутого двигател  5, к которому подсоединен датчик 6 тока и датчик 7 момента. Датчик 6 тока последовательно соединен с фильтром 8, выход которого св зан со входом . дифференцируквдего элемента 9, св ванного с пороговьм элементом 10, который своим выходом подсоединен к одному из входов логического элемента И 11. Выход датчика 7 момента подключен ко вхвду второго фильтра 12, имеющего два выхода, один из которых подсоединен ко второму дифференцирующему элементу 13, своим выходом св занного со вторым пороговым элементом 14, который, в свою очередь , подключен ко второму входу логического элемента , И 11. Выход логического элемента И 11 соединен со входом релейного элемента 15, который имеет замыкающие контакты 16, которые, с одной стороны, св заны через элемент 17 сравнени  с выходом второго фильтра 12, ас другой через усилитель 18 со вторым входом сумматора 2.The device contains a speed intensity adjuster 1 connected to one of the inputs of the adder 2, the output of which is connected to the input of frequency regulator 3 and voltage connected to the input of frequency converter 4. The output of frequency converter 4 is connected to the input of an asynchronous short-circuited motor 5 to which is connected current sensor 6 and moment sensor 7. Current sensor 6 is connected in series with filter 8, the output of which is connected to the input. Differential control element 9, connected with the threshold element 10, which is connected to one of the inputs of logic element 11 by its output. The output of torque sensor 7 is connected to the second filter 12, which has two outputs, one of which is connected to the second differentiating element 13, output connected with the second threshold element 14, which, in turn, is connected to the second input of the logic element, And 11. The output of the logical element 11 is connected to the input of the relay element 15, which has a closing contact 16 which, on the one hand, linked through a comparing element 17 with the output of the second filter 12, the other ac through amplifier 18 to a second input of the adder 2.

Устройство работает следующим образом, jThe device works as follows, j

Сигнал заданной скорости подаетс  на вход задатчика 1 интенсивности , который определ ет темп нарастани  во времени частоты тока статора асинхронного короткозамкнутого двигател  5. Сигнал с выхода задатчика 1 интенсивности-скорости подаетс  на вход сумматора 2. На второй вход сумматора 2 подаетс  сигнал обратной св зи с усилител  18, который формируетс  таким образом, чтобы при набросе нагрузки, превышающей максимальный момент асинхронного короткозамкнутого двигател  5, обеспечить при снижении скорости вплоть до остановки значение момента, близкое к максимальному. Дл  его фО 4ировани  используетс  датчик б тока и датчик 7 момента, сигналы которых проход т через фильтры 8 и 12 дл  сглаживани  высокочастотных составл ющих спектра колебаний момента и тока , обусловленных высокочастотными колебани ми статического момента или переходными процессами, возникающими в процессе, регулировани  момента. Сигнал с выходов фильтров 8 и 12 подаетс  на дифференцирующие элементы 9 и 13, которые определ ют знак прбизводной момента и тока.The signal of a given speed is fed to the input of the intensity setting 1, which determines the rate of increase in time of the stator current frequency of the asynchronous short-circuited motor 5. The output from the intensity 1 setting of the intensity-speed is fed to the input of the adder 2. To the second input of the adder 2 a feedback signal is sent amplifier 18, which is formed in such a way that, when the load rises above the maximum torque of the asynchronous short-circuited motor 5, the value of NTA, close to the maximum. For its FO 4 4, a current sensor b and a torque sensor 7 are used, the signals of which pass through filters 8 and 12 to smooth the high frequency components of the spectrum of the oscillation of the moment and current caused by the high frequency oscillations of the static moment or transient processes that occur. The signal from the outputs of the filters 8 and 12 is fed to the differentiating elements 9 and 13, which determine the sign of the derived moment and current.

При нормальном режиме работы, когда асинхронный короткозамкнутый двигатель работает на устойчивой части механической характеристики при увеличении статического момента, выполн етс  условие dW ,пIn normal operation, when an asynchronous short-circuited motor runs on a stable part of the mechanical characteristic with an increase in the static moment, the condition dW, n

где .производна  по моменту, а - -производна  по току статора двигател .where is the derivative by the moment, and is the derivative of the stator current of the engine.

Claims (2)

В этом случае сигналы, соответствующие и , с выхода диф ференцирующих элементов 5 и 13 идут .на вход пороговых элементрв 10 и 14 с вькода которых они приход т на два входа логического элемента И 11. Использование пороговых элементов 10 и 14 обусловлено необходимостью стандартизации сигналов, приход щих на входы логического элемента И 11 по величине и знаку, а также возможностью дополнительной фильтрации высокочастотных составл ющих момента и тока, прошедших через фильтры 8 и 12. Поскольку сигналы, пришедшие на оба входа логического элемента И 11, одинаковые по знаку, на его выходе не по вл етс  сигнал, а замыкающий контакт.16 реле 15 не измен ет своего состо ни . Сигнал на выходо сумматора 2 остаетс  неизменным , соответственно остаетс  неизменным сигнал с выхода регул тора 3 частоты и напр жени  и частота на выходе преобразовател  4 частоты. Увеличение статического момента отрабатываетс  асинхронным короткозамкнутым двигателем 5 при неизменной механической характеристике до момента, пока рабоча  точка не прой дет точку механической характеристи ки , соответствующую критическому скольжению. По прохождении точки критического скольжени  асинхронный короткозамкнутый двигатель 5 начина ет работать на .неустойчивой части механической характеристики, В этом случае имеет место условие 4г Сигналы, соответствующие О и 4470, полученные на выходе дифференцирующих элементов 9 и 13, через порогов элементы 10 и 14 приход т на два вх да логического элемента И 11, в результате чего на его выходе по витс  сигнал. Этот сигнал подаетс  на реле. 15, что приводит к замыканию его замыкающего контакта 16, через который на вход усилител  18 с элемента 17 сравнени  приходит сигнал, разности , где напр  жение , соответствующее максимальном моменту, а и - напр жение, соответствующее текущему момету асинхронно короткозамкнутого двигател  5. Усиленный сигнал Uyy,- и подаетс  как сигнал отрицательной обратной св зи на вход сумматора 2, что вызывает уменьшение результирующего сиг .нала, приход щего на блок 3 регул тора частоты и напр жени , и в свою очередь приводит к снижению частоты на выходе преобразовател .4 частоты Механическа  характеристика смещаетс  вниз до тех пор, пока рабоча  точка асинхронного короткозамкнутого двигател  5 не попадает на ее рабочую часть. Предлагаемое устройство позвол ет за счет такого выполнени  осуществл ть переход с характеристики на характеристику при понижении частоты при значении момента близком к максимальному М,, что,,повыша  устойчивость работы, увеличивает надежность работы асинхронного короткозамкнутого двигател . Формула изобретени  Устройство дл  управлени  асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоками регулировани  частоты и Нс1пр жени  задатчик интенсивности скорости вращени  двигател , соединенный через сумматор со входами блоков регулировани  частоты и напр жени , элемент сравнени , датчики момента и тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности за счет обеспечени  максимального значени  момента асинхронного короткозамкнутого двигател  при набросе нагрузки на всех скорост х до остановки двигател , снабжено двум  фильтрами, двум  дифференцирующими элементами, двум  пороговыми элементами, логическим элементом И, реле, причем выход датчика тока через фильтр, дифференцирующий элемент , пороговый элемент св зан с одним из входов логического элемента И, другой- вход которого подключен через второй пороговый элемент, второй дифференцирующий элемент, второй фильтр) к датчику момента, а выход логического элемента И подсоединен к реле, второй вход сумматора через замыкающие контакты реле и элемент сравнени  соединен со вторым фильтром. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Булгаков Л.А. Частотное управение асинхронными электродвигате ми . М., Изд-во АН СССР, 1955, с. 260, рис. 6.496. In this case, the signals corresponding to and, from the output of the differentiating elements 5 and 13, go to the input of threshold elements 10 and 14 from the code of which they arrive at the two inputs of the AND 11 logic element. The use of threshold elements 10 and 14 is due to the need for standardization of signals arriving at the inputs of the logical element I 11 in size and sign, as well as the possibility of additional filtering of the high frequency components of the moment and current passed through the filters 8 and 12. Since the signals that came to both inputs of the logical element I 11, identical in sign, no signal appears at its output, and the closing contact.16 of the relay 15 does not change its state. The signal at the output of the adder 2 remains unchanged, respectively, the signal from the output of the frequency regulator 3 and the voltage and the frequency at the output of the frequency converter 4 remain unchanged. The increase in the static moment is fulfilled by an asynchronous short-circuited motor 5 with a constant mechanical characteristic until the operating point passes the mechanical characteristic point corresponding to the critical slip. Upon passing the critical slip point, the asynchronous short-circuited motor 5 begins to work on the unstable part of the mechanical characteristic. In this case the condition 4g occurs. Signals corresponding to O and 4470, received at the output of differentiating elements 9 and 13, through thresholds 10 and 14 arrive for two inputs and a logical element I 11, as a result of which at its output a signal turns on. This signal is applied to the relay. 15, which leads to the closure of its closing contact 16, through which a signal arrives at the input of the amplifier 18 from the comparison element 17, the difference where the voltage corresponding to the maximum torque and and is the voltage corresponding to the current moment of the asynchronously short-circuited motor 5. The amplified signal Uyy, - and is fed as a negative feedback signal to the input of adder 2, which causes a decrease in the resulting signal, which arrives at block 3 of the frequency regulator and voltage, and in turn leads to a decrease in the output frequency frequency converter .4 frequency The mechanical characteristic is shifted down until the operating point of the asynchronous short-circuited motor 5 does not fall on its working part. The proposed device makes it possible, through such an implementation, to switch from a characteristic to a characteristic with decreasing frequency at a moment value close to the maximum M, which, by increasing the stability of operation, increases the reliability of the asynchronous short-circuited motor. Claims An apparatus for controlling an asynchronous short-circuited motor, comprising a frequency converter with frequency control and Hc1 control units, an engine rotation speed intensity control unit connected through an adder to the inputs of the frequency control and voltage control units, a comparison element, torque and current sensors, characterized in that in order to increase reliability by providing the maximum torque value of an asynchronous short-circuited motor during load build-up at all speeds up to The engine is equipped with two filters, two differentiating elements, two threshold elements, an I logic element, a relay, the output of the current sensor through a filter, a differentiating element, a threshold element connected to one of the inputs of the logic element I, the other of which is connected via the second the threshold element, the second differentiating element, the second filter) to the torque sensor, and the output of the logic element AND are connected to the relay, the second input of the adder through the closing relay contacts and the comparison element are connected a second filter. Sources of information, rintye taken into account in the examination 1.Bulgakov LA Frequency control of asynchronous electric motors. M., Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1955, p. 260, Fig. 6.496. 2.Сандлер А.С. и др. Автоматиеское частотное управление асинхроными двигател ми. М., Энерги , 974, с. 37-41, рис. 2-4.2. Sandler A.S. and others. Automatic frequency control of asynchronous motors. M., Energie, 974, p. 37-41, fig. 2-4.