Пристрій для керування асинхронним електроприводом

Использование: для регулирования производительности насосных и компрессорных установок в химической, нефтедобывающей промышленности, в атомной энергетике, в коммунальном хозяйстве, в мелиорации и других отраслях. Сущность: введенные в устройство для управления асинхронным двигателем, питаемым от сети через управляемый выпрямитель и инвертор, датчики напряжений, фильтраты и усилители-ограничители, связанные с входами блока двухзонного регулирования, обеспечивают оптимальный закон управления асинхронным двигателем в режиме пуска, торможения и стабилизации частоты вращения. 3 ил. Изобретение относится к электротехнике, в частности, к частотно-управляемым электроприводам, и может быть использовано в различных отраслях промышленнос т и : х и м и ч е с к о й , нефтедобывающей, атомной энергетике, в коммунальном хозяйстве, в мелиорации и в других отраслях, ~ для регулирования производительности насосных и компрессорных установок. Целью изобретения является уменьшение электрических потерь в электроприводе с вентиляторным моментом статического сопротивления и повышение точности стабилизации скорости электропривода. На фиг. 1 - функциональная схема устройства для управления асинхронным электроприводом; на фиг. 2 - функциональная схема задающего генератора: на фиг. З ~ функциональная схема второго фильтра и второго усилителя-ограничителя. На фиг. t представлена функциональная схема устройства для управления асин хронным электроприводом, содержащая управляемый выпрямитель 1 с системой управления выпрямителем 5, соединенной своим входом с выходом регулятора тока б, подключенного одним из своих входов к выходу датчика тока 8 управляемого выпрямителя 1, с г л а ж и в а ю щ и й LC-фильтр 2, включенный между выходом управляемого выпрямителя 1 и входом инвертора 3, систему управления инверторов 9, входом соединенную с выходом задающего генератора 10, один из входов которого подключен к выходу датчика ЭДС 11, а другой вход - к выходу блока двухзочного регулирования 16, регулятор частоты 13 с двумя входами, соединенный ОДНИМ ИЗ СВОИХ ВХОДОВ С ВЫХОДОМ пульта управления 17 и связанный своим вторым входом через импульсно-аналоговый преобразователь 18 с выходом задающего генератора 10, первый датчик напряжения 19, первый фильтр 20 и первый усилительограничитель 21, последовательно соеди > 1830609 ненные между собой, второй датчик напряжения 22, второй фильтр 12. второй усилитель-ограничитель 14. При этом вход первого датчика напряжения 19 подключен к входным питающим выводам управляемого выпрямителя 1, второй датчик напряжения 22 соединен своим входом со входом инвертора 3, а выходом - с первым входом блока двухзонного регулирования 16, второй вход которого подсоединен к выходу первого усилителя-ограничителя 21, третий вход - к выходу второго усилителя-ограничителя 14, связанному своим входом через фильтр 12 с выходом датчика тока 8 и первым входом датчика ЭДС 11, соединенного вторым своим входом с выходом второго датчика напряжения 22, а выход регулятора частоты 13 подключен ко второму входу регулятора тока 6. В качестве возможного варианта реализации блок двухзонного регулирования 16 выполнен в виде интегрального регулятора 23, Охваченного отрицательной обратной связью через компараторы-ограничители верхнего 24 и нижнего 25 уровней, причем прямые входы компараторов 24 и 25 подключены к выходу регулятора 23, инверсный вход компаратора-ограничителя 25 нижнего уровня подключен к источнику питания +пмин< первый и второй входы интегрального регулятора 23, инверсный вход компаратора-ограничителя 24 верхнего уровня и выход регулятора 23 являются, соответственно, первым, вторым, третьим входами и выходом блока двухзонного регулирования 16. Пульт управления 17 выполнен, например, в виде задатчика интенсивности, регулятора давления, уровня, концентрации и др. инверсные входы - к источникам питания + имакс И +UMHH, Причем ВХОД И ВЫХОД ИНвр 5 ^0 15 20 25 30 35 На фиг. 2 представлен пример реализации функциональной схемы задающего re- 40 нератора 10, содержащей последовательно соединенные интегратор 26, компзратор27 и формирователь импульсов 28, связанный выходом с управляющим входом ключа 29, подсоединенного параллельно интегрирую- 45 щему конденсатору интегратора 26, причем, вход интегратора 26, второй вход компаратора 27 и выход формирователя 28 являются, соответственно, первым (интегрирующим) и вторым (опорным) входами и выходом зада- 50 ющего генератора 10. На фиг. 3 приведен пример реализации функциональной схемы второго фильтра 12 и второго усилителя-ограничителя 14, содержащей инерционное звено 30, охвачен- 55 ное отрицательной обратной связью через компараторы-ограничители верхнего 31 и нижнего 32 уровней, при этом инверсные прямые входы компараторов 31 и 32 подключены к выходу инерционного звена 30, а ционного звена 30 являются, соответственно, входом второго фильтра 12 и выходом второго усилителя-ограничителя 14. Предложенное устройство для управление асинхронным электроприводом (см фиг.1) работает следующим образом. На выходе пульта управления 17(например, задатчика интенсивности, регулятора давления, уровня, концентрации) формируется сигнал (П\* задания частоты, поступающий на один из входов регулятора частоты 13, на второй вход которого поступает аналоговый сигнал О] отрицательной обратной связи фактической частоты через импульсно-аналоговый преобразователь18 с выхода задающего генератора 10. В функции величины и знака рассогласования, регулятор частоты 13 (например, выполненный пропорционально-интегральным) формирует на выходе сигнал задания 1а активной составляющей статорного тока двигателя (пропорциональный требуемому значению цк электромагнитного момента двигателя), поступающий на один из входов регулятора тока 6. Посредством воздействия регулятора тока 6 (на второй вход которого поступает с выхода датчика тока 8 сигнал отрицательной обратной связи по фактическому току 1а в звене постоянного тока электропривода} через систему управления выпрямителем 5 на фазовый угол включения тиристоров управляемого выпрямителя 1, поддерживается фактическое значение тока І а в звене постоянного тока на уровне заданного значения U*. Датчик ЭДС 11, на входы которого поступают сигнал U с выхода датчика напряжения 22 (пропорциональный выходному напряжению инвертора напряжения 3) и сигнал 1а с выхода датчика тока 8, вычисляет приближенно модуль ЭДС двигателя на выражения: E = U-la R. (1) где R - активное сопротивление статорной обмотки двигателя. Посредством фильтра 12 выделяется сигнал постоянной составляющей из пульсирующего выходного сигнала ! а датчика тока 8, поступающий на вход второго усилителя-ограничителя 14, формирующего сигнал согласно выражения (6). Второй усилитель-ограничитель 14 обеспечивает ограничение своего выходного сигнлла на * нижнем уровне, равном 1МИн , и верхнем уровне, равном 1Н. Первый усилитель-ограничитель 21, на вход которого с входных 1830609 б питающих шин управляемого выпрямителя U H , (2) усилителя-ограничителя 14 обеспечивает при малых нагрузках в двигательном режигде UH ~ номинальное напряжение питаюме и при режиме торможения ограничение щей сети. минимального значения магнитного потока На первый вход блока двухзонного регулирования 16 (первый вход интегрального 15 двигателя на уровне U), интегрирующий усилитель 23 блозначение магнитного потока двигателя не ка 16 находится в состоянии ограничения обеспечит восстановление и поддержание входного сигнала в положительной поляр- 30 равенства напряжения двигателя с питаюности с уровнем, определяемым компаратощим напряжением сети (U c * ? U). Поддержаром-ограничителем 24 верхнего уровня, т.е. ние последнего соотношения обеспечивает на уровне текущего выходного сигнала втовысокую точность стабилизации выходной рого усилителя-ограничителя 14. Таким обчастоты электропривода независимо от сниразом, при работе усилителя-ограничителя 35 жения питающего напряжения сети (в пре14 в его линейной зоне, путем воздействия делах 0,85 от номинального значения выходных сигналов датчика ЭДС 11 и блока питающего напряжения). За счет "следящедвухзонного регулирования 16 на интегриго" за сетью изменения уровня уставки млкрующий и опорный входы задающего генесимального выходного напряжения ратора 10, задается инвертору 3 частота f 40 двигателя, в зависимости от величины питающего напряжения регулируется максимальное значение противо-ЭДС инвертора (3). (двигателя) таким образом, чтобы независимо от изменения величины напряжения пита45 ющей сети достигалось устойчивое и в электроприводе реализуется экономичерегулирование тока в главной цепи электроский закон управления {по минимуму электпривода. В результате указанного управления рических потерь в двигателе), для которого в электроприводе достигается устойчивая стасправедливы соотношения: билизация частоты, момента и тока двигэте50 ля при пониженных значениях напряжения сети. Компаратор-ограничитель нижнего (5) уровня 25 блока 16 обеспечивает минимальное ограничение выходного сигнала блока cos