Спосіб адаптивного частотного керування асинхронним двигуном

Реферат: Спосіб адаптивного частотного керування асинхронним електродвигуном включає формування оптимальної величини напруги статора. Величину напруги статора розраховується за відхиленням напруги. UA 68806 U (54) СПОСІБ АДАПТИВНОГО ЧАСТОТНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМ ДВИГУНОМ UA 68806 U UA 68806 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до галузі електротехніки і може бути використана для забезпечення енергоефективних режимів роботи технологічних установок та механізмів завдяки адаптивному частотному керуванню асинхронним електроприводом. Аналогом нашої корисної моделі є спосіб управління асинхронним двигуном (патент Рос. Фед. № 2294050, дата подання 11.05.2005р.), в якому поставлена задача вирішується вимірюванням частоти ротора, а також використанням різниці між заданою та поточною частотами обертання ротора для визначення величини напруги асинхронного двигуна. Недоліком зазначеного способу є необхідність використання датчиків швидкості обертання ротора та необхідність налаштування під певний тип двигуна. Найбільш близьким є спосіб високоефективного управління частотно-регульованим електроприводом (патент США №5500581, кл. Н02Р1/24, 1996), згідно якого здійснюється керування напругою статора в залежності від навантаження і з підтриманням заданої величини коефіцієнта ковзання. Недоліком зазначеного способу також є необхідність налаштування під певний тип двигуна, і, крім того, його низька ефективність для групового електроприводу. В основу корисної моделі поставлено задачу енергоефективного частотного керування асинхронним двигуном, за рахунок формування оптимальної напруги статора. Поставлена задача вирішується тим, що за різницею активної P і реактивної Q складових потужності статора розраховується відносна величина зміни напруги U * , яка впливає на U* формування оптимального значення напруги onm , що в свою чергу забезпечує адаптивне частотне регулювання і, як наслідок, енергоефективне керування асинхронним двигуном. Оптимальна напруга статора отримується шляхом оцінки енергетичних параметрів електродвигуна. Для цього за струмами і напругами визначається активна P та реактивна Q складові потужності:             Q  1 (UBC IA  UCA I  UAB IC B P  UA IA  UB I  UC I , 3 B C , (1)   UA,B,C IA,B,C де , - відповідно вектори напруг та струмів у трифазній системі живлення асинхронного двигуна. Відносна напруга U * пропорційна різниці цих складових:              (UBC IA  UCA I  UAB I  (UA IA  UB I  UC I  B C B C dt U*  k   3         1 0 (UBC IA  UCA I  UAB I  B C 3   ,  1 1 30 де k - коефіцієнт інтегральної складової регулювання напруги. Вказана величина U * у відносних одиницях віднімається від поточного для заданої частоти значення напруги. Ця функція здійснюється через регулятор з інтегральною складовою. U* 35 40 45 В результаті отримуємо оптимальне значення напруги у відносних одиницях onm , де U * - поточне значення напруги у відносних одиницях. На рисунку зображена схема адаптивної системи частотного керування асинхронним двигуном. Основою системи адаптивного частотного регулювання є обчислювальний блок 5 до якого надходять сигнали параметрів струму і напруги асинхронного двигуна 1 відповідно з датчиків 2 і 3. Функціональний блок 4 та обчислювальний блок 5 через суматор 6 пов'язані із регулятором U* напруги 7, який забезпечує формування корегованої (оптимальної) величини напруги onm для блока перетворювача частоти 8. Адаптивна система частотного керування асинхронним двигуном працює наступним чином. У процесі роботи електродвигуна 1 датчики струму 2 та напруги 3 надсилають дані в обчислювальний блок 5, з якого величина відхилення U * надходить на суматор 6. Паралельно, у функціональному блоці 4 відбувається формування напруги за пропорційним f законом регулювання відносно частоти зад , яка подається на суматор 6. Аналізуючи дані сигналів із блоків 2 та 3, обчислювальний блок 5, робота якого базується на залежності (2), проводить визначення величини напруги U * . У початковий момент функціонування системи, за умови відповідності значення напруги оптимальному, на виході 1 UA 68806 U 5 10 обчислювального блока 5 величина U*  0 , тому вона не чинить впливу на процес регулювання. У процесі роботи системи відхилення напруги U * , визначене блоком 5, віднімається в суматорі 6 від поточного значення напруги, сформованого функціональним блоком 4. Отримане оптимальне значення напруги у відносних одиницях надходить на регулятор напруги 7, в якому формується абсолютне значення цієї величини Uonm , яке подається на перетворювач частоти 8. Таким чином досягається підтримання оптимального значення напруги статора електродвигуна 1. Запропонований спосіб адаптивного алгоритму частотного керування асинхронним двигуном, при якому підтримується оптимальна величина прикладеної до статора електродвигуна напруги в залежності від його механічного навантаження, забезпечує енергоефективне керування асинхронним електроприводом технологічних установок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб адаптивного частотного керування асинхронним електродвигуном, що забезпечує енергоефективне його регулювання шляхом формування оптимальної величини напруги статора, який відрізняється тим, що ця величина розраховується за відхиленням напруги, яке пропорційне різниці активної і реактивної складових потужності електродвигуна, в залежності від його механічного навантаження. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2