Claims (2)
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемом приводе, вы полненном на основе тиристорного преобразовател частоты и асинхронного электродвигател с короткозамк нутым ротором. Известно устройство дл управлени асинхронны. электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, к которому подсоединен двигатель, датчики скорости, момента, подсоединенные к вычислительному блоку, выход которого через блок сравнени к которому дополнительно подсоединен датчик потока, соединен с преоб зователем l. Данное устройство может обеспе7 чить оптимальное управление в режимах нул , торможени и номинальном с заданным критерием оптимизации, н достаточно сложно в реализации. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл управлени асинхронным электродвигателем, соде жгицее преобразователь частоты, подключенный к электродвигателю, блок задани изменени частоты и напр же ни , датчик тока, соединенный с блоком сравнени , вт.орой вход которого подключен к блоку задани тока. Это устройство обеспечивает достаточно высокие скорости разгона и торможени асинхронного электродвигател 2 . Недостатки устройства состо т в том, что указанна разность заданного и действительного токов вл етс основным управл ющим сигналом преобразовател во всем рабочем диапазоне нагрузки; формирование указанного разностного сигнала происходит непрерывно, на входе обычного аналогового регул тора, и сигнал может быть любого знака, данное устройство не обеспечивает ограничени максимального момента двигател при перегрузках. Поэтому, эо избежание опрокидывани двигател , здесь необходимо ограничивать момент нагрузки внешними средствами, например заведомо низким темпом частотного разгона , т.е. нагрузочна способность привода относительно низка , а двигатель не используетс полностью по моменту. Целью изобретени вл етс улучшение использовани двигател по моменту . Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дл управлени асин хронным электродвигателем, содержаще преобразователь частоты, подключенный к электродвигателю, блок задани изменени частоты и напр жени , датчик тока двигател , подсоединенный к блоку сравнени , второй вход которого подключен к блоку задани тока, введены пороговый элемент, блок инвертировани , блок измерени электромагнитной мощности, ключа, причем вход порогового элемента соединен с выходом блока сравнени , а выход через первый ключ и дополнительно через блок инвертировани и второй ключ подсоединени к блоку задани изменени частоты и напр же ни , выходы блока изменени электро магнитной мощности подсоединены к управл ющим входам упом нутых ключе На фиг.1 изображено устройство дл управлени асинхронным двигател на фиг,2 и 3 - варианты устройства блока управлени ключами; на фиг,4варианты устройств в случае управЛенин от преобразовател частоты на основе инвертора напр жени , инвертора тока, а также в общем случае, когда перегрузка двигател определ етс только динамическим моментом Устройство содержит преобразователь 1 частоты, который подсоединен к асинхронному короткозамкнутому электродвигателю 2, Значени амплитуды и и частоты f напр жени на зажимах статора электродвигател определ ютс блоком 3 задани управ лени на входе преобразовател 1, В цепь тока статора включен трехфазный датчик 4 тока (например, трансформатор тока), выход которого подключен через элемент 5 выделени амплитуды (например, выпр митель) к входу блока 6 сравнени . Выход блока 6 подключен к пороговому элемент 7, включенному в цепь управлени преобразовател 1 частоты через клю 8 и через последовательно включенные блок 9 инвертировани и ключ 10 Цепи управлени ключами 8 и 10 подсоединены к выходам 11 и 12 блока 1 измерени электромагнитной мощности . Входы блока 13 подключены к выходу датчика 4 тока и к выходу датчика . 14 напр жени статора. Блок 13 можеу содержать узел 15 (фиг.2) вы делени ЭДС двигател ,, входы которого подключены ко входам напр жени и и тока1. Трехфазный выход сигнала ЭДС узла 15 подключен пофаз но со входами тока I элементов 1618 умножени , выходы которых подклю чены через сумматор 19 ко входу бло ка 20, который содержит последовательно включенные нуль-индикатор 21 и элемент 22 НЕ. В качестве выхода 11 блока 13 используетс выход элемента 22, а JB качестве выхода 12 блока 13 используетс выход нуль-ин дикатора 21. По другому варианту в блоке 13 (фиг,3}. трехфазный выход узла 15 вьщелени ЭДС и трехфазный вход тока I могут быть подключены ко . входам узла 23 преобразовани трехфазной системы токов и ЭДС в двухфазную , что позвол ет исключить блок умножени . В случае, если преобразователь частоты вьтолнен на основе автономного инвертора напр жени , знак входного тока инвертора и тока выпр мител .во всех режимах, кроме режима очень низких частот, соответствует Знаку скольжени . В этом случае устройство может быть упрощено. Преобразователь 1 частоты в этом случае может быть выполнен на основе управл емого выпр мител 24 (фиг.4) и автономного инвертора 25 напр жени . Входной ток инвертора, измеренный датчиком 26, подаетс через фильтр 27, подавл ющий переменную состадл ющую сигнала, на вход блока 20. Вариант с использованием тока выпр мител измеренного датчиком 23, показан пунктиром. В случае, если преобразователь частоты выполнен на основе автономного инвертора тока (фиг.5),знак напр жени на зажимах автономного инвертора или на зажимах выпр мител во всех режимах, кроме режима очень низких частот, соответствует знаку скольжени р . Преобразователь 1 частоты выполнен на основе управл емого выпр мител 24 и автономного инвертора 29 тока. Входное напр жение инвертора 29 (или выходное напр жение выпр мител 24) фильтруетс и подаетс на вход блока 20. В обоих указанных случа х (фиг.4,5) не требуетс датчик напр жени на зажимах статора. Если перегрузки, при которых необходимо ограничение момента двигател , св заны с процессом разгона и торможени , то дл управлени блоком 20 может быть использован входной сигнал инвертора задатчика интенсивности , если последний выполнен по схеме интегрозадающего устройства. Реализаци управлени ключами дл этого случа по сн етс фиг.б. Сигнал управлени Uy на входе преобразовател 1 частоты формируетс задатчиком 30 интенсивности, выполненным на основе усилител -ограничител 31 к интегратора 32. Дл управлени .блоком 20 используетс входное нап-р жение интегратора 32. При разгоне двигате пьный режим входное напр жение интегратора, действу на элемент 20, формирует на его выходе 11 сигнал единица . При торможении (генераторный режим) входное напр жение интегратора 32 измен ет знак. Сигна единица возникает на выходе 12 блока 20, Очевидно, что дл рассматриваемого случа управлени моменто двигател реализаци не тр-эбует наличи датчика напр жени на зажимах статора, В остальной части схемы (кроме показанной на фиг.6) устрой ство не отличаетс , от приведенного |на фиг.1 Управление электродвигателем осуществл етс следующим образом. Преобразователи 1 частоты в соответствии с входным сигналом управлени у формирует амплитуду V и частоту f напр жени; на зажимах электродвигател 2. С помощью датчика 4 измер етс ток 1 статора его амплитудное значение формируетс элементом 5 и сравниваетс в блоке б с сигналом установки I Q, противоположной пол рности. Если выполн етс неравенство I Ig, то на выходе усилител нулевой сигнал получаетс за счет проводимости диода в цепи его обратной св зи. Независимо от работы ключей 8 и 10 корректирующий сигнал и на входе блока 3 в цепи управлени преобразовател 4 частоты равен нулю. На входы блока 13 управлени ключами поступают сигналы тока I с выхода датчика 4 тока и выхода датчика 14 напр жени . Работа блока 13 состоит в определении знака электромагнитной мощности (фиг.2). Узел 15 по измеренным фазным значени м напр жени U и тока I двигател формирует систему сигналов фазных ЭДС е, e-jy е, электродвигател . После пофазного перемножени этих величин с токами 1дД, TC соответственно на выходе элементов 16-18 и суммировани произведений на выходе сумматора 19 получаем сигнал электромагнитной мощности двигател . Знак этого сигнала соответствует знаку скольжени двигател . Положительный знак мощности соответствует двигательному режиму р О/ отрицательный - генераторному ( при сигнале, соответстт вующем двигательному режиму на выход 10 1, на выходе , В генераторном режиме.- противоположные сигналы . Ограничение момента действует при перегрузках, когда (угс. Рассмотрим случай двигательного режима, когда скольжение положительно Ср О} . На выходе блока 6 получаем отрицательный сигнал .. Как показано выше, в этом режиме замкнут ключ 8, т,е, I -I-IOT-C . Сигнал управлени Uy уменьшаетс на величину U снижа частоту f таким образом, чтобы скольжение ограничивалось на уровне, соответствующем заданному моменту. В генераторном режиме замкнут ключ 10, а ключ 8 разомкнут. Сигнал, пропорциональный 1-1отс на выходе блока 7 инвертируетс блоком 9, образу Сигнал управлени U увеличиваетс на величину U частоты f увеличиваетс , поддержива скольжение на уровне, соответствующем заданному моменту. Существенно отметить, что знак корректирующего воздействи .противоположен знаку скольжени или электромагнитной мощности двигател , В данном устройстве обеспечиваетс высока эффективность ограничени момента в случае высокодинс1мичных электроприводов, что в сравнении с известными устройствами позвол ет расширить диапазон рабочих моментов двигател , т.е. улучшить его использование . Формула изобретени Устройство дл управлени асинхронным электродвигателем, содержащее преобразователь частоты, подключенный к электродвигателю, блок задани изменени частоты и напр жени , дадг№йк тока двигател , подсоединенный к блоку сравнени , второй вход которого подключен к блоку задани тока, отличающеес тем, что, с целью улучшени использовани электродвигател по моменту, в устройство введен пороговый элемент , блок инвертировани , блок измерени электрсмагнитной мощности, ключи , причем вход порогового элемента соединен с выходом блока сравнени , а выход через ключ и дополнительно через блок инвеотиоовани и второй ключ подсоединен к блоку задани изменени частоты и напо жени , выходы блока изменени электосмагнитной мощности подсоединены к управл ющим входам упом нутых ключей. Источники информации, прин тые во внимание пои экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 587589, кл. Н 02 Р 7/42, 1974. The invention relates to electrical engineering and can be used in a variable frequency drive made on the basis of a thyristor frequency converter and an asynchronous motor with a short-circuited rotor. A device for controlling asynchronous is known. An electric motor containing a frequency converter to which the motor is connected, speed sensors of moment connected to a computing unit, the output of which through a comparison unit to which the flow sensor is additionally connected, is connected to converter l. This device can provide optimal control in zero, deceleration and nominal modes with a given optimization criterion, and it is rather difficult to implement. Closest to the invention is a device for controlling an induction motor, a frequency converter connected to an electric motor, a frequency setting and voltage setting unit, a current sensor connected to a reference unit, the second input of which is connected to a current setting unit. This device provides sufficiently high acceleration and deceleration rates of the asynchronous motor 2. The drawbacks of the device are that the specified difference between the set and the actual currents is the main control signal of the converter throughout the entire operating range of the load; the specified differential signal is generated continuously, at the input of a conventional analog controller, and the signal can be of any sign, this device does not limit the maximum motor torque in case of overload. Therefore, to avoid the overturning of the engine, here it is necessary to limit the load torque by external means, for example, by the obviously low rate of frequency acceleration, i.e. the load capacity of the drive is low, and the motor is not fully used in torque. The aim of the invention is to improve the use of engine torque. This goal is achieved by the fact that a threshold element is entered into a device for controlling an asyn chronically controlled motor containing a frequency converter connected to an electric motor, a frequency and voltage setting unit, a motor current sensor connected to a comparison unit, the second input of which is connected to a current setting unit. , an inverting unit, an electromagnetic power measurement unit, a key, with the input of the threshold element connected to the output of the comparison unit, and the output through the first key and additionally through a block to the inversion and the second switch of the connection to the frequency setting and voltage setting unit, the outputs of the electromagnetic power change unit are connected to the control inputs of the mentioned switch Figure 1 shows a device for controlling an induction motor in FIGS. 2 and 3 are variants of the device block key management; in Fig. 4, the device options in the case of controllaing from a frequency converter based on a voltage inverter, a current inverter, and also in the general case when motor overload is determined only by dynamic torque. The device contains a frequency converter 1 which is connected to an asynchronous short-circuited electric motor 2 and the voltage f frequencies at the stator terminals of the electric motor are determined by the block 3 of the control task at the input of the converter 1. A three-phase current sensor 4 is connected to the stator current circuit (e.g., a current transformer), the output of which is connected via an amplitude element 5 (e.g., a rectifier) to the input of the comparison unit 6. The output of block 6 is connected to a threshold element 7 connected to the control circuit of the frequency converter 1 through a key 8 and sequentially connected inverter unit 9 and a switch 10. The key control circuits 8 and 10 are connected to the outputs 11 and 12 of the electromagnetic power measurement unit 1. The inputs of block 13 are connected to the output of current sensor 4 and to the output of sensor. 14 stator voltage. Unit 13 may contain a node 15 (Fig. 2) for isolating the emf of an engine, whose inputs are connected to the inputs of voltage and current. The three-phase output of the EMF signal of node 15 is connected by phase but with the current inputs I of the multiplication elements 1618, the outputs of which are connected via the adder 19 to the input of the block 20, which contains successively connected zero-indicator 21 and element 22 HE. As output 11 of block 13, the output of element 22 is used, and JB as output 12 of block 13 uses the output of a zero-in dictator 21. Alternatively, in block 13 (FIG. 3}. The three-phase output of the EMF 15 and the three-phase current input I can to be connected to the inputs of the three-phase current and EMF-to-two-phase conversion unit 23. This eliminates the multiplication unit.If the frequency converter is based on an autonomous voltage inverter, the sign of the inverter input current and the rectifier current in all modes except the mode is very In this case, the device can be simplified. Frequency converter 1 can then be made on the basis of a controlled rectifier 24 (Fig. 4) and an autonomous voltage inverter 25. The input current of the inverter measured by the sensor 26 It is fed through the filter 27, which suppresses the variable signaling signal, to the input of the block 20. The variant using the rectifier current measured by the sensor 23 is shown by a dotted line. In case the frequency converter is made on the basis of an autonomous current inverter (Fig. 5), the voltage sign on the terminals of the autonomous inverter or on the rectifier terminals in all modes except the very low frequency mode corresponds to the slip sign p. Frequency converter 1 is made on the basis of controlled rectifier 24 and autonomous current inverter 29. The input voltage of the inverter 29 (or the output voltage of the rectifier 24) is filtered and fed to the input of the unit 20. In both of these cases (Fig.4.5), a voltage sensor on the stator terminals is not required. If the overloads that require engine torque limitation are associated with the acceleration and deceleration process, then the input of the intensity setting inverter can be used to control unit 20, if the latter is made according to the integrating device scheme. The implementation of key management for this case is illustrated in FIG. The control signal Uy at the input of the frequency converter 1 is formed by the intensity setting device 30, made on the basis of the amplifier limiter 31 to the integrator 32. To control the block 20, the input voltage of the integrator 32 is used. During acceleration of the motor, the input voltage of the integrator element 20, forms at its output 11 a signal unit. During deceleration (generator mode), the input voltage of the integrator 32 changes sign. Signal unit occurs at output 12 of block 20. Obviously, for the case of motor torque control in question, the implementation does not require a voltage sensor at the stator terminals. In the rest of the circuit (besides the one shown in Fig. 6), the device does not differ. | Fig. 1 The control of the electric motor is carried out as follows. The frequency converters 1, in accordance with the control input signal y, generate the amplitude V and the frequency f of the voltage; at the terminals of the electric motor 2. With the aid of the sensor 4, the current 1 of the stator is measured, its amplitude value is formed by the element 5 and compared in block b with the signal of the setting I Q opposite to polarity. If the inequality I Ig is satisfied, then at the amplifier output a zero signal is obtained due to the conduction of the diode in its feedback circuit. Regardless of the operation of the keys 8 and 10, the correction signal and at the input of block 3 in the control circuit of the frequency converter 4 is zero. The inputs of the key management unit 13 receive current I signals from the output of current sensor 4 and the output of voltage sensor 14. The work unit 13 is to determine the sign of the electromagnetic power (figure 2). The node 15, according to the measured phase values of the voltage U and the current I of the motor, forms a system of phase emf signals e, e-jy e, of an electric motor. After a phase-by-phase multiplication of these quantities with currents 1DD, TC, respectively, at the output of elements 16-18 and summing the products at the output of adder 19, we get a signal of the electromagnetic power of the engine. The sign of this signal corresponds to the sign of engine slip. A positive power sign corresponds to the motor mode p O / negative to the generator mode (with a signal corresponding to the motor mode at output 10 1, at the output, In the generating mode. - opposite signals. Torque limit is effective at overloads when (ogs. Consider the case of motor mode when the slip is positive Cp O}. At the output of block 6 we get a negative signal .. As shown above, in this mode the key 8 is closed, t, e, I-I-IOT-C. The control signal Uy decreases by U decreasing the frequency f so ar So that the slip is limited at a level corresponding to a given moment, the key 10 is closed in the generator mode and the key 8 is open. The signal proportional to 1-1 from the output of block 7 is inverted by block 9 to the image. maintaining the slip at a level corresponding to a given moment. It is important to note that the sign of the corrective action is opposite to the sign of the slip or the electromagnetic power of the engine. This device provides high limited efficiency in the case vysokodins1michnyh torque actuators that in comparison with known devices allows to expand the range of operating points of the engine, i.e. improve its use. An apparatus for controlling an asynchronous electric motor, comprising a frequency converter connected to an electric motor, a frequency setting and voltage setting unit, a motor current rating connected to a comparison unit, the second input of which is connected to a current setting unit, characterized in that In order to improve the use of the motor by moment, a threshold element, an inverting unit, an electromagnet power measuring unit, keys are introduced into the device, and the input of the threshold element n yield comparing unit and output through the key and through a further inveotioovani unit and the second switch is connected to the setting unit changes the frequency and watered voltage, variations elektosmagnitnoy unit outputs power connected to the control inputs of said switches. Sources of information taken into account for the examination 1, USSR Copyright Certificate 587589, cl. H 02 R 7/42, 1974.
2.Авторское свидет6 1ьство СССР 409347, кл. Н 02 Р 5/40, 1971.2. Author's testimony 6 USSR USSR 409347, cl. H 02 R 5/40, 1971.
/RV./ Rv.
IffIff
fOfO
, II
if /гif / g
CZFCZF
.lffff/f.lffff / f