Электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором
1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С АСИНХРОННОЙ МАШИНОЙ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ по авт. св. № 675567, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности отработки заданного сигнала, он снабжен блоком формирования фазных ЭДС ротора, входы которого подключены к датчикам напряжения и тока в фазных цепях обмоток ротора, а выход соединен с дополнительным входом управляемого по частоте генератора. О) С 00 сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИН (19) (11) g(g1) Н 02 Р 7/42
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
)МЬ 6()ЮКА
К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 675567 (21) 2781267/24-07; 2785578/24-07;
2791102/24-07 (22) 18.06.79 (23) 22.06.79 — по пп, 2-4
05.07.79 - по п. 5 (46) 15,08.84. Бюл. )| 30 (72) В.Н.Бродовский, Н.Н.Блоцкий, И.Я.Довганюк, А.С.Жилин, Е.С.Иванов, Б.П.Климов, В.Я,Туровский и Ю.Г,Шакарян (53) 62-83:621.313.323.072.9(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)| 675567, кл. Н 02 Р 7/42, 1976 (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С АСИНХРОННОЙ МАШИНОЙ С ФАЗЧЪ|М РОТОРОМ по авт. св. |(- 675567, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности отработки заданного сигнала, он снабжен блоком формирования фазных ЭДС ротора, входы которого подключены к датчикам напряжения и тока в фазных цепях обмоток ротора, а выход соединен с дополнительным входом управляемого по частоте генератора.
1108597
2. Электропривод по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем,что в него введен многофазный фазочувствительный выпрямитель, входы которого соединены с выходами управляемого по частоте генератора и блока формирования фазных ЭДС ротора, а выход— с входом формирователя сигналов зада-. ния активного и реактивного токов ротора.
3. Электропривод по пп 1 и 2, отличающийся тем, что фор мирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора снабжен блоком задания скорости, соединен— ным через блок регулирования скорости с блоком прямого преобразования координат, причем вход блока регулирования скорости соединен с выходом многофазного фазочувствительного выпрямителя, блоком задания реактивного тока ротора, соединенным с входами фазового дискриминатора и блока прямого преобразования координат.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, в которых требуется регулирование скорости выше и ниже синхронной, определяемой частотой 5 промышленной сети.
По основному авт,св. Ф 675567 известен электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором, статор которой подключен к питающеи сети
10 непосредственно, а ротор — через преобразователь частоты, управляющие входы которого через блок прямого преобразования координат соединены с выходами формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора. При этом входы гармонических функций блока прямого преобразования координат подключены к выходам управ— ляемого по частоте генератора, связанного через фазовый дискриминатор с выходами блока обратного преобразования координат и формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора 1 .
4. Электропривод по пп 1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что в нег введен определитель величины опорньь сигналов, соединенный входами с формирователем гармонических функций частоты токов статора, а выходами— с блоками задания скорости и тока намагничивания.
5. Электропривод по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора снабжен двумя регуляторами тока, причем входы первого регулятора тока соединены с блоком задания реактивного тока статора и с выходом блока обратного преобразования координат, входы вто-, рого регулятора тока — с блоком задания активного тока статора и с выходом блока обратного преобразования координат, а их выходы подключены к входам фазового дискриминатора и блока прямого преобразования коорлиI нат.
Недостатком указанного электропривода является невысокая точность управления фазой генератора, определяющая погрешности преобразований сигналов задания.
Целью изобретения является повышение точности отработки заданных сигналов. указанная цель достигается тем, что в электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором введен блок формирования фазных ЭДС ротора, входы которого подключены к датчикам напряжения и тока в фазных цепях обмоток ротора, а выход соединен с до полнительнымм входом управляемого по частоте генератора.
В электропривод введен также многофазный фазочувствительный выпрямитель, входы которого соединены с
° выходами управляемого по частоте генератора и блока формирования фазных
ЭДС ротора, а выход - с входом формирователя сигналов задания активного
1и реактивного токов ротора, который
1108597
Электроприпод содержит асинхронную машину 1, фаэные цепи статора которой подключены к промышленной сети 2, а фазные цепи ротора — к преобразователю 3 частоты. В фазные цепи статора и ротора включены датчики 4 и 5 токов и датчики 6 и 7 напряжения. Входы преобразователя 3 частоты подключены к выходам блока
8 прямого преобразования координат, входы которого соединены с выходами управляемого по частоте генератора
9 и формирователя 10 сигналов зада- о ния активного и реактивного токов ротора, выходы которого подключены к первой паре входов фазового дискриснабжен блоком задания скорости, соединенным через блок регулирования скорости с блоком прямого преобразования координат, причем вход блока регулирования скорости соединен с выходом многофс1эного фаэочувствительного выпрямителя, блоком задания реактивного тока ротора, соединенным с входами фазового дискриминатора и
10 блока прямого преобразования координат.
Кроме того, в электропривол введен опрелелитель величины опорных сигналов, соединенный вхоллми с формирователем гармонических ФУГГкций частоты
15 токов статорл, а вьГходами — с блоками задания скорости и тока намагничивания машины.
Формиро13ате31ь сигналов элдлния активного и реактивного токов ротора снабжен двумя регуляторами токов, причем входы первого регулятора соединены с блоком задания релктивного тока стлтора и с выходом 6lloK13 Обрлтного преобрлзовлния координлт, входь1 второго регулятора тока — с блоком задания акти1311ого тока стлторл и с выходом блокл Обрлтного прс образования координат, л их выходы подключены к входам Фл юного дискриминатора и блокаЗО
Г!рЯМОГО Прс Обрлэо13л11И51 коорл11>1лт
В13с денис рс гуляторон тока необходимО l3 случае ис11Ользонлния 13 зле кт роприволс преобразователя частоты с непосредственной связью. 35
Нл фиг. 1 представлена структурная схема элсктропринолл; нл фиг. 2 структурная схема формирователя сиги алов задания активного и реактивного токов ротора лля электропривода с 40 преобразователем частоты с непосредственной связью. минатора 11. Вход генератора 9 подключен к выходу фазового дискриминатора 11, вторая плрл axohoa иоторого соединена с выхолом. Формирователя 12 сигналов Обратной связи.
К одному входу Формирователя 12 подключен блок 13 задания тока намагничивания, а к двум elо лругим входам подключены выходы блока 14 обратного преобразования координат, Входы Kotopol О связаны с ВьГходами датчиков 5 тока стлтора и с вьГхоллми формирователя 15 гaрмонических функций частоты токов статора, к входам которого подключены вьГхолы датчиков
5 и 7. Входы блока 16 Формирования флэных ЭДС ротора подключены к. выхолам датчиков 4 и 6, л его выходы связаны с. дополнительными входами генератора 9, К вхолу регулятора 17 скорости 11олключен многофазный фаэочувствительный выпрямитель 18, входы которого соединены с выходами блока 16 формирователи Флэных ЭДС и с выходами упрлвляемогО по частоте генерлтора 9, Выход регулятора 17 скорости подключен к блоку 8 прямого преобрлэования координат. Вход определителя 19 13с 3п1чин11 Опорных сигналов статора подключен к выходлм формирователя 15 гармонических функций частоты токов стлторл, а его выход подключен к входам блоков 13 и 20 задания тока намагничивания и скорости.
В случае применения а электроприводе преобразователя частоты с непосредственной связью тока ротора асинхронной машинь1 1 имеют флэовос запаздывание относительно сигналов управления, поступающих с блока 8 прямого преобразования координат. Компенсация этих запаздываний может быть осуществлена введением регулятора 21 (фиг. 2) реактИвной составляющей тока статора и регулятора 22 активной составляющей тока статора. Роль указанных регуляторов заключается в фазовом упреждении сигналов управления на вы- ходе блока 8 по отношению к токам рото- ра ° Искажений фазы выходных с11гналов генератора 9 при больших скоростях не происходит, так как режим работы генератора при этом определяется в основном фазными ЭДС ротора, поступающими с блока 16.
Регуляторы 21 и 22 выпол11яются обычно в виде проГГОрционально интегральных звеньев.
1108597 (U Up) р г
В фазовом дискриминаторе 11 формируется сигнал a(p, который пропорционален разности фаз двух векторов, один из которых представляется ортогональными составляющими Н и Б@, а другой — составляющими U и U@ .
Наличие сигнала ь| Ф 0 указывает на то, что система опорньм сигналов, формируемая генератором 9, не соответствует системе опорных сигналов, формируемьм формирователем 15.
Сигнал л воздействует на генератор 9, который устанавливает частоту и фазу своих колебаний в зависимости от величины и знака сигнала лф
Сигналы генератора 9 являются опорными для блока 8 прямого преобразования координат, на выходе которого формируются сигналы, величина которых определяется сигналами и Uy, а час тота равная частоте ге40
Электропривод работает следующим образом.
Блок 10 задания и регулятор 17 скорости формируют два сигнала постоянного тока Ори U@, при этом сигнал
Ц является сигналом. задания активного тока, пропорционального моменту двигателя, à IJ> — сигнал, задания реактивного тока — тока намагничивания, поступающего со стороны ротора двигателя, На выходе формирователя сигналов обратной связи формируются ч сигналы U
+- %
12 соответствуют ф Ф 35
"ц = "ю„"ь нератора 9. Роторные цепи асинхронной машины.(двигателя 1) питаются токами от преобразователя 3, охваченного жесткой обратной связью по току, при этом величина токов определяется сигналами U> и Ug, а частота — частотой генератора 9. Для того, чтобы система опорных сигналов генератора 9 соответствовала системе опорных сигналов формирователя
15 и чтобы ошибка сигнала 4. была малой, генератор 9 имеет дополнительные входы, на которые поступают фазные ЭДС ротора от блока 16, связанного с фазными цепями ротора.
При поступлении фазных ЭДС ротора на входы генератора 9 частота и фаза колебаний этого генератора в точности соответствует частоте и фазе ЭДС ротора, отличных от нуля, чо есть при скоростях вращения, отличных от синхронной. При синхронной скорости вращения фазные ЭДС ротора равФ ны нулю и генератор 9 работает только от сигнала лф, при этом рабочая зона частот генератора 9 при управлении от сигнала лф выбирается малой и этим обеспечивается требуемое качество регулировочных характеристик электропривода. Сигналы на выходе генератора 9 представляют собой синусоидальные кривые, значения которьм пропорциональны значениям фазных потокосцеплений ротора.
В многофазном фазочувствительном выпрямителе 18, опорными сигналами для которого служат вьмодные сигналы генератора 9 и на входы которого подаются фазные ЭДС ротора, формируется двухполярный сигнал, пропорциональный скорости ротора относительно синхронной скорости, то есть сигнал, пропорциональный скорости скольжения, Этот сигнал заводится в ка" честве сигнала обратной связи на вход регулятора 17 скорости. Задающим сигналом регулятора 17 скорости является также двухполярный сигнал блока 20 задания скорости. При нулевом сигнале на выходе блока задания скорости скорость двигателя равна синхронной скорости. При сигнале на выходе блока 20, отличном от нуля, скорость двигателя меньше или больше синхронной. Для того, чтобы исключить влияние колебаний напряжения се-, ти и нагрузки на работу электропривода (при этом изменяется поток маСоставитель А. Головченко
Редактор Ю.Петрушко Техред А.Бабинец Корректор В.Синицкая
Заказ 5882/42 Тираж 667
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
7 шины), опорные сигналы блоков задания тока намагничивания и скорости регулируются определителем 19 величины опорных сигналов статора, напр жение на выходе которого пропорционально ЭДС статорной цепи.
Таким образом электропривод с введенными в него формирователем
1108597 8 фазных ЭДС ротора многофазным фазочувствительным выпрямителем, определителем величины. опорных сигная- лов статора обеспечивает высокое
5 качество регулирования в замкнутой по скорости системе. При этом повышается точность отработки сигналов задания,
