SU879724A1 - Frequency-controllable electric drive - Google Patents
Frequency-controllable electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- SU879724A1 SU879724A1 SU792835723A SU2835723A SU879724A1 SU 879724 A1 SU879724 A1 SU 879724A1 SU 792835723 A SU792835723 A SU 792835723A SU 2835723 A SU2835723 A SU 2835723A SU 879724 A1 SU879724 A1 SU 879724A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- electric motor
- output
- input
- electric drive
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02P80/112—
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
Изобретение относитс к электротехнике ,в частости к частотно-регулируемым электроприводам, и может быть использовано в различных отрасл х промышленности: текстильной, металлообрабатывающей , металлургической и других. Известен высокодинамичный электропривод с асинхронным короткозамкнутым двигателем 1, содержащий пре образ-ователь частоты с автономньнл ин вертором тока, координатные преобразователи , векторные анализаторы, узел формировани задани , блоки, перемножени и дифференцировани , регул торы (скорости, потока, тока) и датчики (скорости, потока, тока). Недостатком этого устройства вл етс наличие датчиков Холла в воздушном зазоре электродвигател , .что усложн ет процесс сборки, повышает требовани к точности обработки р да деталей и узлов электродвигател , снижает надежность электропривода в целом. Недостатком этого устройства вл етс также наличие на валу электродвигател датчика скорости, что снижает надежность и ограничивает область применени устройства. Наиболее близким к предложенному электроприводу по технической сущности вл етс уртройство дл регулировани скорости асинхронного электродвигател 2 , содержащее асинхронный электродвигатель, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, состо щему из последовательно соединенных автономного.инвертора , сглаживгиощего дроссел , управл емого выпр мител с системой управлени выпр мителей, к управл ющему входу которой подсоединен выход, регул тора тока, св занный одним из входов с датчиком тока, другим - с одним из выходов координатного преобразовател , подсоединенного вторым выходом к системе управлени инBepTOjioM , а одним из входов - к выходу блока управлени координатными преобразовател ми, другим входом к выходу регул тора потокосцеплени , третьим входом - к выходу регул тора частоты, один из входов которого и вход регул тора потокосцеплени соединен с узлом задани ; регул тор; второй координатный преобразователь; датчик ЭДС асинхронного электродвигател и дифференцирующее инерционное звено, причем один из входов втоого координатного преобразовател оединен с выходом датчика ЭДС, втоо вход - с выходом блока управлени оординатными преобразовател ми, а ыход подсоединен к одному из входов егул тора, второй вход которого св зан чере.з дифференцирующее инерционное звено с входом регул тора потокосцеплени , выход регул тора подсоеинен к входу блока управлени координатными преобразовател ми и к второу входу упом нутого регул тора частоты . .The invention relates to electrical engineering, in particular to variable frequency drives, and can be used in various industries of the textile, metalworking, metallurgical and other industries. A highly dynamic electric drive with an asynchronous short-circuited motor 1 is known, which contains a frequency converter with an autonomous current inverter, coordinate transducers, vector analyzers, a task shaping unit, blocks, multiplications and differentiations, controllers (speed, flow, current) and sensors (speeds , flow, current). A disadvantage of this device is the presence of Hall sensors in the air gap of an electric motor, which complicates the assembly process, increases the accuracy requirements for processing a number of parts and assemblies of an electric motor, and reduces the reliability of the electric drive as a whole. A disadvantage of this device is also the presence on the motor shaft of the speed sensor, which reduces reliability and limits the scope of application of the device. The closest to the proposed electric drive according to the technical essence is the device for controlling the speed of the asynchronous motor 2, which contains an asynchronous motor, the stator windings of which are connected to a frequency converter consisting of a series-connected stand-alone inverter, a smoothing drossel, a controlled rectifier with a discharge control system devices, to the control input of which the output is connected, the current regulator connected with one of the inputs to the current sensor, the other to one from the outputs of the coordinate converter, connected by the second output to the control system INBEPTOjioM, and one of the inputs to the output of the control unit of the coordinate converters, another input to the output of the flow coupling regulator, the third input to the output of the frequency regulator, one of whose inputs and the flux linkage torus is connected to the job node; regulator; second coordinate transducer; the EMF sensor of the asynchronous electric motor and the differentiating inertial element, one of the inputs of the second coordinate converter is connected to the output of the EMF sensor, the second input is connected to the output of the control unit of the coordinate converters, and the output is connected to one of the inputs of the actuator whose second input is connected. There is a differentiating inertial link with the input of the flux linkage regulator, the output of the regulator is connected to the input of the control unit of the coordinate transducers and to the second input of the mentioned frequency regulator. .
Недостатками этого устройства вл ютс невысокие надежность и энергетические показатели. Снижение надежности устройства обусловлено неустойчивой работой (при высоких темпах изменени потокосцеплени ) пропорцио-. нально-дифференциального регул то ра потокосцеплени , необходимого дл реализации.качественного регулировани потокосцеплени асинхронного электродвигател с контуром регулировани потокосцеплени без обратной св зи по потокосцеплению. Вследствие этого устройству присущи невысокие энергетические показатели, св занные с определенным ограничением в возможности качественного управлени потокосцеплением дл реализации оптимальных энергетических режимов работы электродвигател ,The disadvantages of this device are low reliability and energy performance. The decrease in the reliability of the device is due to unstable operation (at high rates of flow coupling change) is proportional to. and differential flow controller required for the implementation of high-quality flow control of an asynchronous motor with flow control loop without feedback over flow coupling. As a consequence, the device has inherent low energy indicators associated with a certain limitation in the possibility of quality control of the flow linkage for the realization of optimal energy modes of operation of an electric motor,
Цель изобретени - повышение энергетических показателей, надежности и расширение области применени устройства ,The purpose of the invention is to improve the energy performance, reliability and expansion of the field of application of the device,
Цель достигаетс тем, что в час тотно-регулируемый электропривод, содержащий блок Формировани статорного тока асинхронного двигател , подключенный одним входом к выходу регул тора частоты, у которого один вход соединен с одним из выходов узла задани , адругой вход - с датчиком час тоты, и датчик ЭДС, дополнительно введены узел двухзонного регулировани и сумматор причем узел двухзонного регулировани Одним из входов подсоединен к датчику ЭДС, а другим входом - к второму выходу узла задани , подключенного, третьим выходом к одному из BXOJ30B сумматора, вь1ход которого соединен с вторым входом устройства формировани статорного тока, а второй вход - с выходом узла двухзонного регулировани .The goal is achieved by the fact that a clock-controlled electric drive containing a stator current shaping unit of an induction motor connected by one input to the output of a frequency regulator, in which one input is connected to one of the outputs of the reference node, the other input to the frequency sensor, and EMF sensor, additionally introduced a two-zone control unit and an adder, with a two-zone control unit. One of the inputs is connected to the EMF sensor, and the other input is connected to the second output of the task unit connected by the third output to one of the BX The adder OJ30B, whose input is connected to the second input of the stator current shaping device, and the second input to the output of the dual-zone control unit.
На чертеже представлена функциональна схема частотно-регулируемого электропривода.The drawing shows the functional diagram of the frequency-controlled electric drive.
Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1/ обмотки статора которого подсоединены к блоку 2 формировани статорного тока, подключенному одним вхолом к выходу регул тора 3 частоты, у которого один вход соединен с одним из выходов узла 4 задани , а другой вход - с датчиком 5 частоты, датчик .6 ЭДС, узелThe electric drive contains an asynchronous electric motor 1 / whose stator windings are connected to a stator current formation unit 2 connected by one whisk to the output of frequency regulator 3, in which one input is connected to one of the outputs of node 4 of the task, and the other input to sensor 5, the sensor .6 EMF, node
7 двухзонного регулировани исуммаТОР 8, причем узел 7 двухзонного регулировани одним из входов подсоединен , к датчику 6 ЭДС, а другим входомк второму выходу узла 4 задани , подключенного третьим входом к одному из входов сумматора 8, выход которого соединен с вторым входом блока 2 формировани статорного тока, а второй вход - с выходом узла 7 двухзонного регулировани .7 two-zone control is the accumulator 8, and the node 7 of the two-zone control is connected to one of the inputs to the EMF sensor 6, and another to the second output of the task 4, connected by the third input to one of the inputs of the adder 8, the output of which is connected to the second input of the stator forming unit 2 current, and the second input - with the output of node 7 of the two-zone control.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
На выходе узла 7 двухзонного регулировани формируетс сигнал -Al следующего вида: At the output of the dual-zone control unit 7, an -Al signal is generated of the following form:
о,если oh if
XX
-U1 ч-ULi (д -1 it од если Е Е,-U1 h-ULi (d -1 it od if E E,
jUjU
гдеЕ,Е - соответственно сигналыwhereE, E - respectively signals
задани ЭДС и обратной св зи поЭДС электродвигател .set EMF and feedback on the electromotive force of the electric motor.
При работе электропривода в первой зоне, частота ОУф ниже или рйвйа номинальной f(,() , выполн етс неравенство Е Е и выходной сигнал -Л 7 двухзонного регулировани равен нулю. Вследствие этого- выходной сигнал i сумматора 8, поступающий на один из входов блока 2 формировани статорного тока, равен номинальному заданию реактивной проекции тока, задаваемому узлом 4 задани . Этим обеспечиваетс номинальное значение потокосцеплени Ф Чн электродвигател в первой зоне работы электропривода.When the actuator is operating in the first zone, the frequency of the CCF below or equal to the nominal f (, (), the inequality Е Е is satisfied and the output signal -L 7 of the two-zone control is zero. As a result, the output signal i of the adder 8 arriving at one of the block inputs 2 stator current formations, equal to the nominal specification of the reactive projection of the current, specified by the assignment node 4. This ensures the nominal value of the flux linkage Ч Fn of the electric motor in the first zone of operation of the electric drive.
Во второй зоне работы электропривода , частота выше номинальнойIn the second zone of operation of the drive, the frequency is higher than the nominal
(Год, ) г где нарушаетс неравенство В поскольку Е fg) fн и выходнойсигнал - A-iJi узла 7 двухзонного регулировани , отличный от нул9, воздействует на ве-, личину выходного сигнала -Ьн i сумматора 8, определ ющего величину задани проекции реактивного тока в блоке 2 .формировани статорного тока. В результате этого измен етс -величина потокосдёплени Ч электродвигател , причем регулирование величины потокосцеплени V узлом 7 двухзонного регулировани осуществл етс таким образом, чтобы восстановилось и поддерживалось равенство: Е cons.t . (Year) where the inequality B is violated, since E fg) fn and the output signal - A-iJi of node 7 of the two-zone control, other than zero, 9 affects the magnitude of the output signal -nn i of the adder 8, which determines the value of the projection of the reactive current in block 2. stator current formation. As a result of this, the magnitude of the flow build-up of the electric motor is changed, and the control of the magnitude of the flux linkage V by the two-zone control unit 7 is carried out in such a way that equality is restored and maintained: E cons.t.
очевидно, что при изменении частоты режим посто нства ЭДС электродвигател достигаетс за счет обратно пропорционального закона изменени потокосцеплени Ч s-f/UUo При поддержании закона посто нства ЭДС узлом 7 двухзонного регулировани so всем диапазоне изменени Obviously, when the frequency is changed, the EMF constant mode of the electric motor is achieved due to the inversely proportional law of change in the flux linkage-s-f / UUo While maintaining the EMF constant law by the node 7 of the two-zone control over the entire change range
частоты и при посто нном по величине задании проекции i активного тока электродвигател , задаваемом в этом случае с узла 4 задани , достигаетс режим работы электропривода при посто нстве мощности, поскольку механическа мощность на валу электродвгател :frequency and at a constant value of the projection i of the active current of the electric motor, specified in this case from the node 4 of the task, the operating mode of the electric drive is achieved at constant power, since the mechanical power on the shaft of the electric motor is:
Рдлех - Е Чц constRdleh - E Chz const
при Е, i а const, где id - активна проекци статорного тока электродвигател . В этом случае при увеличении (уменьшении) момента //с нагрузки на валу электродвигател согласно основ ному уравнению электропривода: I ... at E, i and const, where id is the projection of the stator current of the electric motor. In this case, when increasing (decreasing) the moment // from the load on the motor shaft according to the basic equation of the electric drive: I ...
J( л ® С- COOT6 OtJ (l ® C- COOT6 Ot
ветственно электромагнитный момент , двигател и момент нагрузки , Ш - углова скорость вра-. щени электродвигател ; I - приведенный момент инерции привода, происходит уменьшение (увеличение) угловой скорости вращени электродвигател и угловой частоты iV u + р ,electromagnetic moment, motor and load moment, W - angular velocity is rotating. electric motor; I is the reduced moment of inertia of the drive; the angular velocity of rotation of the motor and the angular frequency iV u + p decrease (increase);
% %
. - абсолютное скольжение;. - absolute slip;
Гул - активное сопротивление ротора двигател (статорного тока), задаваемое блоком 2 формировани статорного тока. В режиме посто нства ЭДС электродвигател с уменьшением (увеличением ) угловой частоты 1л статоркого тока обратно- пропорционально измен етс величина потокосцеплени Ч электродвигател , а значит измен етс электромагнитный момент электродвигател : JU 4 а при id const.Hum is the active resistance of the motor rotor (stator current), specified by the stator current formation unit 2. In the mode of constant emf of an electric motor, with a decrease (increase) in the angular frequency of 1 l of stator current, the magnitude of the coupling of the electric motor varies inversely, and hence the electromagnetic moment of the electric motor changes: JU 4 and with id const.
Новые установившиес значени угловой частоты lA.t статорного тока и угловой скорости U; вращени электродвигател соответствуют восстановлению равенства моментов fJt /(АсДанное техническое решение позвол ет повысить энергетические показатели , надежность, быстродействие, а также расширить область применени на механизмы, требующие закона управлени при посто нстве мощности.The new steady-state values of the angular frequency lA.t of the stator current and the angular velocity U; motor rotations correspond to restoring the equality of moments fJt / (AsDan's technical solution allows to increase energy performance, reliability, speed, as well as expand the range of application for mechanisms requiring control law at constant power.
Энергетические показатели повышаютс за счет введени узла двухзонного регулировани скорости, обеспечивающего посто нно ЭДС электродвигател , а именно ниже номинальной частоты обеспечиваетс режим посто нства потокосцеплени электродвигател , а выше номинальной частота - посто нство ЭДС. Таким образом реализуетс близкий к оптимальномупо электрическим потер м режим работы электродвигател снижение электрических , потерь ) .и повышаетс коэффициент использовани преобразовател частоты по напр жению.The energy indices increase due to the introduction of a two-zone speed control unit providing a constant EMF of the electric motor, namely, below the nominal frequency, the constant coupling of the electric motor is provided, and above the nominal frequency the constant electromotive force is applied. Thus, a decrease in electrical, loss of electric motor operation mode is achieved, which is close to the optimal electromotive loss.) And the frequency converter's voltage utilization ratio increases.
Повышение надежности электропривода обеспечиваетс за счет осуществлени регулировани электродвигател посредством контура регулировани ЭДС выполненного по принципу отклонени , с в отличие от неустойчивого регулировани возбуждени в известном устройстве , осуществл емого посредством разомкнутого контура регулировани потокосцеплени .Improving the reliability of the electric drive is ensured by performing regulation of the electric motor by means of an EMF control loop made according to the principle of deviation, with, in contrast to unstable excitation control in a known device, carried out by means of an open loop link control loop.
Повышение быстродействи электропривода достигаетс за счет обеспечени максимально возможного возбуждени асинхронного двигател в случае закона управлени с посто нством ЭДС при реальном ограниченииAn increase in the speed of the electric drive is achieved by providing the maximum possible excitation of an induction motor in the case of a control law with a constant emf under real limitation
5 выходного напр жени преобразовател , что позвол ет формировать максимальный электромагнитный момент электродвигател при заданной величине тока.5 of the output voltage of the converter, which makes it possible to generate the maximum electromagnetic moment of the electric motor at a given current value.
0 Расширение области применени электропривода на область механизмов , работающих при посто нстве мощности , достигаетс за счет обеспечени режима посто нства ЭДС электродвигател при посто нном по величине задани активном токе электродвигател .0 The extension of the field of application of the electric drive to the area of mechanisms operating at constant power is achieved by providing the constant mode of the EMF of the electric motor at a constant setting of the active current of the electric motor.
Данный электропривод может найти широкое применение на механизмах мо талок, например, в металлургической, химической,текстильной промышленности .,This electric drive can find wide application on the mechanisms of milk, for example, in the metallurgical, chemical, textile industry.,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792835723A SU879724A1 (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Frequency-controllable electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792835723A SU879724A1 (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Frequency-controllable electric drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU879724A1 true SU879724A1 (en) | 1981-11-07 |
Family
ID=20857548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792835723A SU879724A1 (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Frequency-controllable electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU879724A1 (en) |
-
1979
- 1979-11-05 SU SU792835723A patent/SU879724A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1371513A3 (en) | A.c.electric drive | |
SU1114358A3 (en) | A.c. electric drive | |
US4001660A (en) | Regulating the torque of an induction motor | |
SU879724A1 (en) | Frequency-controllable electric drive | |
JPH0410319B2 (en) | ||
US4600088A (en) | Apparatus for controlling elevators | |
GB1604067A (en) | Method of and apparatus for damping rotor oscillations of rotary field ac motors | |
JPH0338529B2 (en) | ||
SU1458962A1 (en) | Method and apparatus for controlling induction electric drive | |
SU1138916A1 (en) | Variable-frequency synchronous electric drive | |
SU904174A1 (en) | Frequency-controlled electric drive | |
JPH11150977A (en) | Speed control equipment of series connected motors | |
SU836750A1 (en) | Ac electric drive | |
SU587589A1 (en) | Frequency-controlled electric drive | |
JP2544321B2 (en) | Induction motor controller | |
RU2070766C1 (en) | Dc drive with variable parameters of mechanical part | |
SU1073870A1 (en) | Method of controlling double-supply electric motor | |
SU809461A1 (en) | Induction electric drive | |
SU738090A1 (en) | Device for control of ac electric drive | |
SU1325656A1 (en) | Frequency-controllable electric drive | |
SU851717A1 (en) | Ac electric drive | |
SU1293814A1 (en) | Control device for two-motor electric drive | |
SU864478A1 (en) | Electric drive | |
SU760374A1 (en) | Induction motor speed regulating device | |
SU1453574A1 (en) | Frequency-controlled electric drive |