Патент ссср 193604

 

l93 604

ОП ИСАЫИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.1Х.1963 (№ 953864/24-7) Гл. 21d2, 24/02

21d>, 15 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13.111.1967. Бюллетень № 7

МПК Н 02k

Н 02п

УДК 621.313.333-5:531..232 (088.8) Комитет оо делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 23.Ч.1967

СПОСОБ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

1, = )г 1, -+ (К,И.„) ;

„>, о,+ (у,). н с в + Ко вх (2) 1с = 9 (вх)1

Известны способы управления скоростью короткозамкнутого асинхронного двигателя путем изменения частоты.

Описываемый способ управления отличается от известных тем, что управление осуществляется путем изменения тока статора, причем величина тока определяется требуемым моментом, а частоту тока задают равной сумме двух частот, одна из которых пропорциональна скорости ротора, а другая определяется требуемым моментом и задается входным сигналом.

В предлагаемом способе управления величина тока статора может задаваться в виде квадратурной суммы двух величин, одна из которых постоянна и равна намагничивающему току, а другая является переменной величиной и задается входным сигналом, пропорциональным требуемому моменту, На чертеже дана блок-схема, поясняющая, каким образом может быть реализован описанный частотно-токовый способ управления моментом асинхронной машины.

Способ записывается следующими аналитическими выражениями: где 1, — ток статора, 1,„— намагничивающий ток, U„. — входной сигнал, м,— частота токов статора, Q, — частота вращения ротора, Кр—

1р размерный коэффициент приведенного тока ротора 1р, 1(,. — размерный коэффициент частоты токов ротора.

Для того чтобы получить линейную зависимость момента М от входного сигнала U„., ко15 эффициенты Кр и К., выбираются так, чгобы при номинальном входном сигнале U<„ . соответствующем номинальному моменту, приве

Г денный ток ротора 1р., и частота токов ротора Яр.н были номинальными, т. е.

f р н, К р н Гвх.н Usx.н

Входной сигнал U„a виде напряжения пе2ч ременного тока несущей чаСтоты со поступает на вход тахометрической системы 1.

Напряжение переменного тока частоты ь

Uð =— 1р = КрU„c выхода двигателя-тахогенератора 2 поступает на один из входов уст3р ройства 8. на другой вход которого поступает

193604

50 напряжение U = — l. Постоянное по величине напряжение переменного тока U частоты ro имеет фазу, отличающуюся от фазы напряжеI ния UI, на 90эл. град. В этом случае в устройстве 8 получение напряжения U, являющегося

1 квадратурной суммой напряжений Ур и U, сводится к суммированию этих напряжении.

Напряжение U, выпрямленное устройством 4, подается на модулятор 5, опорным для которого служит напряжение U< sin t.

Напряжение с выхода модулятора 5, пропорциональное напряжению U, ïèòàåò обмотку возбуждения бесконтактного датчика б, вал которого жестко сцеплен с валом асинхронной машины 7.

С трехфазной обмотки датчика б имеем три напряжения частоты о, величины которых определяются углом поворота а вала датчика и углами пространственного расположения осей обмоток датчика. Эти напряжения питают дифференциальный сельсин 8, вал которого жестко через редуктор 9 соединен с валом двигателя-тахогенератора 2.

С роторных обмоток сельсина 8 три напряжения частоты со поступают на входы фазированных выпрямителей 10, 11 и 12, для которых опорным служит напряжение Uo sin cot.

Для,простоты написания во всех выражениях на чертеже опущены коэффициенты пропорциональности, а начальное значение угла положения вала сельсина 8 принято нулевым.

С выходов выпрямителей три напряжения, свободные от несущей частоты о, поступают на три усилителя тока 13, 14 и 15, которые питают асинхронную машину системой трехфазных токов. Причем величина токов определяется напряжением U. В рассмотренной схеме привода независимо от угла поворота вала двигателя а и скорости его изменения 9, рабочий поток асинхронной машины будет вращаться с частотой со,, отличающейся от Q, на величину йр, что и означает выполнение обязательного условия асинхронного вращения ротора двигателя относительно поля статора.

В этой схеме обеспечивается управление моментом на валу двигателя независимо от скорости вращения.

Плавный реверс двигателя (изменение знака момента) достигается изменением величины и фазы входного сигнала, так как от величины и фазы входного сигнала зависят направление и величина скорости вращения вала сель5

30 сина 8, т. е. величина и знак частоты токов ротора.

В описанной схеме обеспечивается плавный пуск и торможение асинхронного двигателя и устойчивая работа eI o (без опрокидывания) при скачкообразном изменении входного сигнала и ударной нагрузке. Контроль формы и величина токов в силовых цепях обеспечивается контролем входного сигнала. То обстоятельство, что в приводе осуществляется контроль частоты токов ротора, позволяет уменьшать сопротивление роторной цепи и не предъявлять к конструкции ротора специальных требований, возникающих из особенностей пуска при постоянной частоте сети.

Перегрузка двигателя по моменту достигается увеличением тока статора и частоты токов ротора в соответствии с требованиями уравнения (1) и (2) и значительно превосходит перегрузочную способность асинхронной машины при ее обычном использовании.

У реального асинхронного двигателя из-за потерь в стали статора и наличия индуктивности рассеяния ротора зависимость момента от входного сигнала при выполнении условий уравнений (1) и (2) будет несколько отличаться от линейной. Так, например, при пяти-, семикратном увеличении входного сигнала по сравнению с номинальным значением реальный момент может отличаться от расчетного на 15О/ю.

Предмет изобретения

1. Способ частотного управления моментом асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, отличающийся тем, что, с целью улучшения регулировочных характеристик и повышения энергетических показателей, управление осуществляют путем изменения тока статора, причем величина тока определяется требуемым моментом, а частоту тока задают равной сумме двух частот, одна из которых пропорциональна скорости ротора, а другая — определяется требуемым моментом и задается входным сигналом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величина тока статора задается в виде квадратурной суммы двух величин, одна из которых постоянна и равна намагничивающему току, а другая является переменной величиной и задается входным сигналом, пропорциональным требуемому моменту.

193604

Составитель И. Иванова

Редактор Е. Кречетова Техред T. П. Курилко Корректоры; М. П. Ромашова и Е. Г. Кочанова

Заказ 1369!4 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2