Электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором

 

ЭЛЕКТРОПРИЮД С АСИНХРОННОЙ МАШИНОЙ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ, содержапрй датчики фазных напряжений и токов статора, датчики фазных токов ротора, последовательно соединенные блок задания скорости, регулятор скорости, блок прямого преобразования и преобразователь частоты, причем к второму входу блока прямого преобразования координат подключен выход регулятора реактивной мощности , со ёдиненного с блоком, задания реакти){оЙ мощности, блок формирования г,а9 мо1тческих функций, подключенный .выходами к входу блока преобразования координат, 6 т л ич .а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения, в .него введены формирователь приведенного тока ротора, формирователь сигнала частоты вращения и формирователь сигнала скорости , причем входы формирователя приведенного тока ротора соединены с датчиками фазных напряжений и токов статора выход - с первым вхо3 дом формирователя сигнала частоты вращения, второй вход которого подключен к датчикам фазных токов ротора , а выходы - к входам формирователя гармонических функций и формио рователя сигнала скорости, выход которого соединен со вторым входом регулятора скорости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(5g Н 02 P 7/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2528732/24-07 (22) 06. 10. 77 (46) 30.06.84, Бюл. й- 24 (72) Н.Н.Блоцкий, И.Я.Довганюк, А.С.Жипин,Е.С.Иванов,Б.П.Климов, Т.В.Плотникова, Ю.Г.Шакарян и В.Н.Бродовский (53) 62-83:621.3 13 333.072.9 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 517128, кл. Н 02 P 7/62, 1973.

2. Авторское. свидетельство СССР по заявке к 2366739/07, кл. Н 02 Р 7/62, 1976. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД С АСИНХРОННОЙ

МАШИНОЙ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ, содержащий датчики фазных напряжений и токов статора, датчики фазных токов ротора, последовательно соединенные блок задания скорости, регулятор скорости, блок прямого преобразования и преобразователь частоты, причем к второму входу блока прямого ! преобразования координат подключен

1,SU „,, 1100703 А выход - регулятора реактивной мощности, соединенного с блоком задания реактивной мощности, блок формирования гармонических функций, подключенный,,выходами к. входу блока преобразования координат, о т л ич,а ю щ и it с я тем, что, с целью упрощения, в .него введены формирователь приведенного тока ротора, формирователь сигнала частоты вращения и формирователь сигнала скорости, причем входы формирователя приведенного тока ротора соединены с датчиками фазных напряжений и токов статора, выход — с первым входом формирователя сигнала частоты вращения, второй вход которого подключен к датчикам фазных токов ротора, а выходы — к входам формирователя гармонических функций и формирователя сигнала скорости, выход которого соединен со вторым входом регулятора скорости.

t 11

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управляемого электропривода, .построенного на базе асинхронной машины с фаэ ным ротором, статорная (роторная) обмотка которой подключена к питающей сети непосредственно, а роторная .(статорная) через преобразователь частоты, и может быть использовано в горной, химической металлургической и других отраслях промышпенности (привОды вентиляторов, насосов, компрессоров и т .д.) при .Регулирова нии скорости нагрузки относительно синхронной скорости, определяемой частотой сети.

Известен электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором, содержащий регуляторы скорости и реактивной мощности, соединенные через блок прямого преобразования координат с преобразователем частоты, питающим ротор машины (1,).

Недостатком электропривода является необходимость размещения на валу электромеханического датчика углового положения, формирующего гармонические функции для координатных преобразователей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электропривод, в котором отсутствует электромеханический датчик углового положения, состоящий из асинхронной машины с фазньик ротором, регуляторов активного и реактивного токов ротора, датчиков тока ротора, статора, блока прямого преобразования координат, блока обратного преобразования координат и преобразователя частоты. В качестве датчика гармонических функций в этом приводе используется управляемый генератор колебаний f23.

При использовании известного устройства в замкнутой по скорости системе регулирования на валу машины должен быть установлен датчик скорости, что усложняет электропривод.

Цель изобретения — упрощение электропривода с асихронной машиной с фазным ротором.

Указанная цель достигается тем, что электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором, содержащий датчики фазных напряжений и токов статора,датчики фазных токов ротора, последовательно соединенные блок задания скорости, регулятор скоОС703 2 рости, блок прямого преобразования координат, блок управления и преобразователь частоты, к второму входу блока прямого преобразования коорди5 нат подключен выход регулятора реактивной мощности, соединенного с блоком задания реактивной мощности, блок формирования гармонических функций, подключенный выходами к

f0 входу блока прямого преобразования координат, дополнительно введены формирователь приведенного тока ро.тора, формирователь сигнала частоты вращения и формирователь сигнала ско15 рости, причем Входы формирователя приведенного тока ротора соединены с датчиками фаэных напряжений и токов статора, выход — с первым входом формирователя сигнала частоты враще2О ния, второй вход которого подключен к датчикам фазных токов ротора, а выходы — к входам формирователя гармонических функций и формирователя сигнала скорости, выход которого

25 соединен с вторым входом регулятора скорости.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного электропривода; на фиг. 2 — пространственЗО ная диаграмма расположения координатных осей:oL, P — неподвижных в пространстве;й, q — вращающихся вместе с ротором с частотой ык (там же показано пространственное положение

З5 изображающего вектора тока ротора ig) . .Статор асинхронной машины 1 (фиг. 1) подключен к питающей сети 2 непосредственно, ротор — через регулируемый преобразователь 3 частоты.

Блок 4 управления преобразователем через блок 5 прямого преобразователя координат и регуляторы 6 и 7 скорости и реактивной мощности свя45 зан с блоками задающих сигналов скорости 8 и реактивной мощности 9. К входам для гармонических функций блока 5 прямого преобразования координат подключен формирователь 10

5р гаРмонических функций, входы которого через введенные в электропривод формирователь 11 сигнала частоты вращения и формирователь 12 приведенного тока связаны с датчиками фазных напряжений 13 и токОВ 14 статора. Формирователь 10 соединен также с питающей сетью 2. Второй вход формирователя 11 подключен к датчикам

15 фаэных токов ротора. Выходы фор1100703

3 иирователя 11 соединены также с входами формирователя 16 сигнала скорости, выход которого подключен к регулятору 6 скорости.

Необходимая в электроприводе информация об угловом положении ротора фориируется косвенным образом по данным, получаемым с помощью датчиков фазных токов и напряжений.

При записи вектора тока ротора в системе осей.Ы, ф (фиг. 2) получаем

1М. ! ь1 . ф ° (11

При записи вектора тока ротора в системе осей d, q получаем 15 и =ю . ®

-1 е1

Информацию о частоте вращения . ротора машины, содержащуюся в угле,,получаем из выражений (1) и (2) г

Й.=е =е "=cos„js; у . (и

При помощи преобразователя 5 координат, формирователей 11 и 12 уст. ройства осуществляется вьделение гармонических сигналов частоты вращения ротора в соответствии с выражением (3).

Ф

На входы блока 12 поступают сигналы фазных токов и напряжений статора от датчиков 13 и 14. На выходе блока 12 формируются сигналы 3 токов ротора, преобразованные к системе осей Ы,ф . Указанные токи ротора соответствуют выражению ю

Сигнал с выхода блока 16 поступает на один из входов регулятора 6 скорости.

30 Сигналы с выходов блоков 6 и 7 поступают на соответствующие входы тока блока 5. В блоке 5 формируются сигналы управления преобразователем 3 частоты.

При большом уровне высших гармонических составляющих в сигналах поступающих от датчиков 13, 14 и 15 в. блоке 11 целесообразно устанав ливать векторный фильтр.

Таким образом, использование в

1 электроприводе. новых элеиентов: формирователя. приведенного тока рото. ра, формирователя сигнала частоты вращения и формирователя сигнала . скорости " обеспечивает работу уст- . ройства в замкнутой по скорости ,системе без каких-либо электромеханических датчиков, устанавливаемых на валу машины. По сравнению с извест,ными предлагаемый электропривод проще по конструкции и надежнее в работе. х, - сопротивление взаимоиндук" 45 цин обмоток статора и ротора; х — сопротивление самоиндукцни обмотки ротора;

- активное сопротивление об- 50 мотки статора; где

t = 0 +г< сИ-х1 ,Р xd ",Р p p

4.

U — изображающий вектор напряжения, подводимого к обмотке статора; — время.

Сигналы с выхода блока 12 поступают на один из входов блока 11, на второй вход которого поступают сигналы фазных токов ротора с датчика 15. На выходе блока 11 формируются сигналы частоты вращения ротора согласно выражению (3). Сигналы с выхода блока 11 поступают на вход блока 10 на другой вход которого поступают сигналы частоты сети, при этом на выходе блока 10 формируются сигналы частоты вращения ротора машины относительно поля статора, последние поступают на входы для гармонических функций блока 5.

Сигналы с выхода блока 11,поступают также на вход блока 16, где осуществляется выделение сигнала, пропорционального частоте вращения ротора машины

1100703

Составитель В.Тарасов

Редактор Л.Алексеенко Техред Ж. Кастелевич Корректор A. Тяско

Заказ 4593/41 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал !И!П "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4