Способ пуска частотно-управляемого асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия и снижение потерь при пуске. В способе пуска частотно-управляемого асинхронного электродвигателя измеряют ток асинхронного двигателя 1 в момент подачи команды на его останов. Запоминают в блоке 13 это значение. Устанавливают в задатчике интенсивности 9 начальную частоту и модуль питающего напряжения прямо пропорционально, а интенсивность изменения модуля и частоты питающего напряжения-обратно пропорционально указанному значению тока. Подают команду на пуск, контролируя фактический ток асинхронного двигателя 1. Сравнивают фактический ток с пороговым значением, равным току холостого хода асинхронного двигателя 1, и при превышении этого значения изменяют с помощью блока 12 деления интенсивность изменения модуля и частоты питающего напряжения обратно пропорционально фактическому току асинхронного двигателя 1. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 13471 39 (2 I ) 4422082/? 4-07 (2?) 11,04.88 (46) 07.01,90, Бюл, К 1 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им, Д.И. Менделеева (72) Г.И.Бабокин, F..H. Колесников, Н.А, Чмир и А.П, Капустин (53) 62-83:621.316.71(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1347139, кл, Н 02 P 7/63, 1986. (54) СПОСОБ ПУСКА ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО АСИНХРОННОГО .1ЛБКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повыщение быстродействия и снижение потерь при пуске. В способе пуска частотно-управляемого асинхронного электродвигателя измеряют ток асинхронного двигателя 1

SU„„1534738 А 2

2 в момент подачи команды на его останов; Запоминают в блоке 13 это значение, Устанавливают в задатчике интенсивности 9 начальную частоту и модуль питающего напряжения прямо пропорционально, а интенсивность изменения модуля и частоты питающего напряжения — обратно пропорционально указанному значению тока, Подают команду на пуск, контролируя фактический ток асинхронного двигателя 1,. Сравнивают фактический ток с пороговым значением, равным току холостого хода асинхронного двигателя 1, и при превьппении этого значения изменяют с помощью блока 12 деления итенсивность изменения модуля и частоты питающего напряжения обратно пропорционально фактическому току асинхронного двигателя. 1. 3 ил, 1534738

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах с переменной нагрузкой и работающих, в повторно-кратко5 временных режимах, например ленточных конвейерах, выемочных комбайнах и т,п,, и является усоверщенствованием изобретения по авт,св.1| 1347139.

Пель изобретения — повышение быст- 10 родействия и снижение потерь энергии в электроприводе.

Н» фиг. 1 приведена блок-схема электропривода; на фиг.2 " задатчик интенсивности, обеспечивающий задан- 15 ные функции в электродвигателе; на фиг. 3 — механические характеристики .на период пуска, Электропривод содержит асинхрон ный электродвигатель 1, статорная 20

:,обмотка которого через преобразователь 2 частоты подключена х источни( ку питания. Преобразователь 2 часто-. ты выполнен в виде последовательно соединенныхомежду собой управляемого 25 выпрямителя 3, инвертора 4, на выходе которого включены датчики тока 5 и напряжения 6. Электропривод содержит эадатчик 7 частоты вращения, выход которого через замыкаюций контакт

"Пуск" 8 соединен с задатчиком 9 интенсивности. Выход задатчика 9 интенсивности подключен к управляющему входу инвертора 4 и одному входу регу,лятора IO напряжения, другой вход которого соединен с выходом датчика 6

Напряжения, а выход - с первым входом регулятора 11 тока, Второй вход регу)|ятора 11 тока подключен к выходу дат ика 5 тока, а выход регулятора 11 4р тока соединен с управляющим входом выпрямителя 3.

B электропривод введены блок 12 деления, запоминающий блок 13 с антидрейфным корректируюцим. узлом, источНик 14 опорного напряжения, пороговый элемент 15, индикатор 16 нуля, формирователи 17 и 18 импульсов, RS-триггер 19 и исполнительное реле 20 с замыкаюцим и размыкающим контактами 21 и 22. Выход датчика 5 тока связан через пороговый элемент 15, формировагель 17 импульсов с 8-входом КЯ-триг Iepa 19. R-вход триггера 19 подключен через формирователь 18 импульсов и индикатор 16 нуля к основному входу

Задатчика 9 интенсивности, а к прямому выходу КЯ-триггера 19 подключено исполнительное реле ?0. Первый вход запоминающего блока 13 через замыкающий контакт 21 исполнительного реле

20 подключен к выходу датчика 5 тока и через размыкаюций контакт 22 реле 20 — к своему второму входу, связанному с антидрейфным корректирующим узлом. Выход запоминающего блока 13 подключен к входу "Делитель" блока 12 деления, вход "Делимое" которого соединен с выходом источника

14 опорного напряжения. Выход блока

12 деления связан с управляющим входом задатчика 9 интенсивности.

Задатчик 9 интенсивности (фиг.?) включает последовательно соединенные первый сумматор 23, интегратор 24, второй сумматор 25 и включенные между выходом первого сумматор 23 и вторым входом второго сумматора 25 последовательно соединенные маситабный усилитель 26 и диод 27. Выход сумматора ?5 соединен с входом сумматора 23.

Во входной цепи интегратора 24 и обратной связи маситабного усилите" ля 26 включены фоторезисторные оптроны 28 и 29. Основным входом задатчика интенСивности является входная цепь первого сумматора 23, дополнительными входами эадатчика 9 интенсивности являются входная цепь оптрона 28 (второй вход) и входная цепь оптрона 29 (третий вход), а выходом эадатчика интенсивности - выход сумматора 25.

Способ пуска в электроприводе осуществляется следующим образом.

При пуске электродвигателя 1 сигнал задания Uy с выхода задатчика 7 частоты вращения поступает на основной вход эадатчика 9 интенсивности, с помощью которого определяется конечное.значение частоты врацения электродвигателя 1.

1. ачальный темп изменения напряжения U на выходе задатчика 9 интенсивности (oL,) зависит от величины сигнала на втором дополнительном входе задатчика 9, который поступает с выхода блока 12 деления. Начальное значение напряжения 11 „|„ на выходе задатчика 9 интенсивности определяется величиной сигнала на третьем дополнительном входе задатчика 9, кото" рый поступает с выхода запоминающего блока 13. При этом начальный темпо о изменения напряжения 1J>„ пропорционален

Ы =U ион

П о A

U s

Я 6 где С вЂ” емкость цепи обратной связи усилителя 24.

Постоянная определяет темп изменения напряжения на внходе зядятчикя 9 интенсивности в соответствии с уравнением (1).

В период пуска электродвигателя l сигнал с выхода злдлтчикл 9 ицтенсивности подается ня регулятор 10 напряжения и с его выходя на регулятор ll тока. Сигнал с выхода регулятора 11 тока обеспечивает подачу внпрямленно(?}

П3Мо 0 3З

10 где Ц„ ц — напряжение ня выходе источника опорного напряжения 14; — напряжение, пропорциональное запомненному значению тока электродвигателя 1, выдаваемое запоминающим блоком 13, Начальная интенсивность изменения напряжения на выходе задатчика интенсивности обратно пропорциональна току электродвигателя в момент подачи команды на его остановку, а начальная частота f и модуль напряжения на выходе преобразователя 2 частоты 25 пропорциональны току электродвигателя в момент подачи команды на его остановку.

В задатчике интенсивности это реализуется следующим образом.(фиг.2), д0

При подаче на вход задатчика 9 интенсивности сигнала U „сигнал иа его входе 11,„ в начальный момент пуска, определяющий начальную частоту f., зависит от регулируемого ко" эффициента передачи усилителя 26.

Коэффициент усиления зависит от сигнала на третьем входе задатчика интенсивности и равен

Roc 25

26 где К " сопротивление оптронного резистора ?9;

Р 2д — сопротивление цепи обратной связи усилителя 26.

С увеличением напряжения на третьем входе эадатчика 9 интенсивности

U > сопротивление резистора R2 уменьщается и коэффициент усилейия

К увеличивается, Таким образом реа- 50

26 лизуется зависимость (2). го регулируемого напряжения с выхода управляемого внпря»ителя 3 нл инвертор 4, причем частота напряжения на выходе инвертора 4 определяется сигналом с выхода задятчика 9 интенсивности. В результате этого напряжение подается на электродвигатель 1 и сигналы обратных связей с датчика 5 тока и датчика 6 напряжения поступают на входи соответствующих регуляторов тока ll и напряжения 10, В начальный момент пуска. электродвигателя 1 пока ток его меньне тока холостого хода пороговый элемент 15 находится в исходном состоянии и сигнал на его выходе не изменяется, Состояние Ю-триггера !9 в этот период определяется предыдущим режимом работы электро рпвецл, я именно моментом подачи комяндн ня остановку и последующим периодом остановки электропривода. В момент подачи команды ня остановку сигнал на выходе задятчика

9 интенсивности становится рявннм нулю и индикатор 16 нуля внряблтнвает сигнал, которнй после его фбрмировяния вторым формирователем 18 импульсов, устанавливает RR-триггер 19 в нулавое положение (0=0), при этом исполнительное реле ?O отпускает, и его размыкающий контлкт 2? замыкается. Запоминающий блок 13 переводится в режим запо»инлния тока электродвигателя с »o»enòà подачи команды на остановку, для чего его первый вход замыкается с вторым с помощью контакта ?7.

Вход эапол1ипянп1е го блока 1 3 соединяется с его внходом с помощью антидрейфного корректирующего узла, находящегося в зяно»пняюще» блоке 13.

В период остановки eлектропривода напряжение ня внхоле зяпоминяющего блока 13 сохрлняегся пропорционлльным току электрод глтеля ня момент подачи команды и.. A(.тяновку, 3ТО наСигнал HG втором входе задатчика 9 интенсивности изменяет величину сопротивления оптроня 28 — К, а вмес- 55 те с этим изменяется и постоянная интегрировлния лс-R С

5 153473 а начальное значение напряжения на выходе задятчика 9 интенсивности, определяющее начальное значение частоты fд и модуля напряжения на выходе преобразователя частоты, пропорционально напряжению на выходе запоминающего блока

1534738 иряжеиие подается на третий дополнительный вход задатчика 9 и на блок 12 д«пения, а с его выхода — на второй дополнительный вход задатчика 9 интенсивности °

Таким образом, в начальный период пуска, когда фактически ток электро-. двигателя меньше тока холостого хода, RS-триггер 19 находится в нулевом положении, а запоминающий блок 13 н режиме запоминания.

В начальный период пуска, когда ток электродвигателя 1 превысит ток холостого хода, пороговый элемент 15 15 срабатывает, на его выходе появляет ся сигнал, который после формирова ния первым формирователем 17 импульсон переводит R8-триггер в единичное состояние. В этом случае срабатывает исполнительное реле 20, размыкается его контакт 22 и замыкается контакт

21 и тем самым запоминающий блок 13 переводится из режима запоминания в режим слежения за током электродви- 25 гателя. При этом сигнал на выходе запоминающего блока 13 пропорционален фактическому току. Если ток электродвигателя 1 отличается OT запомненного тока н момент остановки элек- 30 троднигателя 1, текущая интенсивность изменения сигнала на выходе задатчи-. ка 9 интенсивности в процессе дальнейшего пуска будет изменяться обратно пропорционально фактическому значению тока электродвигателя 1, Если фактический ток оказался выше запомненного, интенсивность изменения напряжения П уменьшается, и, если фактический ток оказался меньше за- 40 помненного, интенсивность изменения напряжения 11» увеличивается.

В установившемся режиме работы электродвигателя 1 и при изменении сигнала задания 11 н процессе работы состояние RS-триггера не меняется и запоминающий блок 13 работает в режиме слежения за фактическим током электродвигателя 1, В момент подачи команды на остановку электродвигателя срабатывает индикатор 1б нуля, и сигнал с его выхода через формирователь 18 импульсон переводит R8-триггер 19 н нулевое состояни», срабатынает реле,20 и его контакт 2? переводит запоминающий блок н режим запоминания.

Таким обраэом, установка начальной частоты 1 н задатчике 9 интенсивности пропорциональной запомненному значению тока позволяет. сократить время пуска двигателя. Так как при моменте сопротивления механизма

М, большем начального пУскового момента M„ электродвигателя, соответствующего минимальной рабочей частоте fo преобразователя частоты (фиг.3), пуск будет возможен только при выходной частоте преобразователя частоты f<> >f < . А эта частота достигается эа промежуток нремени,определяемый интенсивностью изменения частоты и модуля питающего напряжения и величиной момента сопротивления М, увеличение которого, в свою очередь, уменьшает интенсивность изменения частоты. Следовательно, чем больше момент сопротивления М, тем меньше интенсивность изменения частоты, а значит, и пуск электродвигателя произойдет через более длительное время.

Установка же начальной частоты преобразователя частоты Е при пуске позволяет согласовать пусковой момент двигателя М и с моментом сопротивления

М (M„>=Мс при Й, фиг.3), тем самым сократить время пуска, особенно при моментах сопротивления, близких к критическому моменту двигателя Mä„.

Кроме того, установка начальной частоты Й пропорционально моменту сопротивления M позволяет сократить потери энергии в двигателе, возникающие при пуске за то время, когда ротор двигателя неподвижен, т,е. при изменении начальной частоты f. от до fo (фиг.3).

Таким образом, установка при пуске начальной частоты и модуля питающего напряжения прямо пропорциональной запомненному значению тока позволяет повысить быстродействие и снизить потери энергии при пуске. Эффект будет более значительным при использовании предлагаемого способа н механизмах, имеющих переменное значение момента сопротивления при пуске и больную частоту включений (приводы ленточных конвейерон, ниемочных комбайнов). формула изобретения

Способ пуска частотно-управляемого аСинхронного электродвигателя ио авт. св, Р 1347139, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения ио9 534738 1О

Составитель В. Тарасов

Редактор А. Шандор ТехредМ.Дидик Корректор В, Кабаций

Заказ 56 Тираж 45l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,181 терь энергии при пуске, дополнительно при подаче команды на пуск асинхронного двигателя величину началь1 йе

1аа и ной частоты и модуля питающего напря- жения устанавливают пряма пропорционально запомненному значению тока.