Асинхронный электропривод

 

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которой подключены к выходам преобразователя частоты, блок задания активной и реактивной составляющих тока статора, выходы которого подключены к управляющим входам блока преобразования координат, соединенного выходами с управляющими входами преобразов.ателя частоты, блок вьщеления фазных ЭДС, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов и напряжений статора, а выходы соединены с блоком определения модуля ЭДС, выход которого подключен к входу управляемого генератора , соединенного выходом с входом для опорного сигнала блока преобразования координат, отличающийс я тем, что, с целью повышения его надежности, введен блор определения действительных значений активных и реактивных составляющих фазных токов статора, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов статора и к выходам блока вьщеления фазных ЭДС а выходы соединены С дополнительно введенными входами блока преобразования координат, состоящего из кольцевого счетчика, двух модуляторов и трех сумматоров, причем один из входов первого сумматора подключен к выходу первого модулятора , один из входов второго сумматора подключен к выходу второго (Л модулятора, вторые входы первого и второго сумматоров образуют соответственно первый и второй дополнительные входы блока преобразования координат , выходы кольцевого счетчика подключены к опорным входам модуляторов , выходы первого и второго сумматоров соединены с входами третьего сумматора, выход которого образует выход блока преобразования -ч1 координат, а управляющие входы модуэо со ляторов и вход кольцевого счетчика образуют соответственно управляющие входы и вход для опорного сигнала i блока преобразования координат. |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09l (И) зад Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3502384/24 07 (22) 22. 10. 82 (46) 07. 10. 84. Бюл. 1Ф 37 (72) А. Г. Широков (71) Ленинградское электромашиностроительное объединение "Электросила" им. С.M. Кирова (53) 62-83.621.313.3.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 493882э кл. Н 02 P 5/40в I973 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 797043, кл. Н 02 P 7/42, 1978. (54) (57) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронную машину с короткозамк нутым рот ором, с тат ор ные обмотки которой подключены к выходам преобразователя частоты, блок задания активной и реактивной составляющих тока статора, выходы которого подключены к управляющим входам блока преобразования координат, соединенного выходами с управляющими входами преобразователя частоты, блок выделения фазных ЭДС, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов и напряжений статора, а выходы соединены с блоком определения модуля ЭДС, выход которого под.ключен к входу управляемого генератора, соединенного выходом с входом для опорного сигнала блока преобразования координат, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его надежности, введен блок определения действительных значений активных и реактивных составляющих фазных токов статора, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов статора и к выходам блока выделения фазных ЭДС, а выходы соединены с дополнительно введенными входами блока преобразования координат, состоящего из кольцевого счетчика, двух модуляторов и трех сумматоров, причем один из входов первого сумматора подключен к выходу первого модулятора, один из входов второго сумматора подключен к выходу второго модулятора, вторые входы первого и второго сумматоров образуют соответственно первый и второй дополнительные входы блока преобразования координат, выходы кольцевого счетчика подключены к опорным входам модуляторов, выходы первого и второго сумматоров соединены с входами третьего сумматора, выход которого образует выход блока преобразования координат, а управляющие входы модуляторов и вход кольцевого счетчика образуют соответственно управляющие входы и вход для опорного сигнала блока преобразования координат.

1117813

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электроприводам на базе асинхронных машин с короткозамкнутым ротором, и может быть использовано в механизмах общепромышленного применения, где определяющими являются требования бесконтактности и высокой надежности.

Известен асинхронный электропривод,щ содержащий асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которой подключены к выходам силового преобразователя, выполненного в виде фазных усилителей тока, блок задания активной и реактивной составляющих тока статора, выходы которого подключены к управляющим входам блока преобразования координат, соединенного выходами с управ- 2б ляющими входами силового преобразователя, блок вьделения фазных ЗДС, входы которого подключены к выхоцам датчиков фазных токов и напряжений статора, а выходы связаны с входами р5 для опорных сигналов блока преобразования координат Я .

Недостатком электропривода является сложность схемного решения изза наличия аналоговых умножителей и делителей, что определяет и низкую надежность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является асинхронный электропривод, содержащий асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которой подключены к выходам преобразователя частоты, блок задания активной и реактивной составляющих 4О тока статора, выходы которого подключены к управляющим входам блока преобразования координат, соединен- ного выходами с управляющими входами преобразователя частоты, блок вьде- 4 пения фазных ЗДС, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов и напряжений статора, а выходы соединены с блоком определения модуля ЭДС, выход которого подключен к входу управляемого генератора, соединенного выходом с входом.для опорного сигнала блока преобразования координат (2) .

Недостатками известного асинхрон- Ы ного эле ктропривода я вляются сл ожность схемы из-за наличия аналоговых умножителей и низкая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности асинхронного электропривода путем упрощения схемы.

Указанная цель достигается тем, что в асинхронный электропривод, содержащий асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которой подключены к выходам преобразователя частоты, блок задания активной и реактивной составляющих тока статора, выходы которого подключены к управляющим входам блока преобразования координат, соединенного выходами с управляющими входами преобразователя частоты, блок выделения фазных ЭДС, входы которого подключены к выходам датчиков фазных т6ков и напряжений статора, а выходы соединены с блоком определения модуля ЭДС, выход которого подключен к входу управляемого генератора, соединенного выходом с входом для опорного сигнала блока преобразования координат, введен .блок определения действительных значений активных и реактивных составляющих фазных токов статора, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов статора и к выходам блока вьделения фазных ЭДС, а выходы соединены с дополнительно введенными входами блока преобразования координат, состоящего из кольцевого счетчика, двух модуляторов и трех сумматоров, входы первого из которых подключены к вью ходам первого модулятора и к первому дополнительному входу блока преобразования координат, входы цторого сумматора подключены к выходам вто.рого модулятора и к второму дополнительному входу блока преобразования координат, выходы кольцевого счетчика подключены к опорным входам модуляторов, выходы первого и второго сумматоров соединены с входами третьего сумматора, выход которого образует выход блока преобразования координат, при этом управляющие входы модуляторов и вход кольцевого счетчика образуют соответственно управляющие входы и вход для опорного сигнала блока пре6бразования координат.

На фиг. 1 представлена структурная схема асинхронного электропривода, на фиг. 2 — схема блока преобразования координат; на фиг. 3 схема блока определения действительных значений активных и реактивных составляющих фазных токов.

813 4

Блок 13 определения действитель- 55 ных значений активных и реактивных составляющих фаэных токов 13 статора содержит интеграторы 22, выходы ко- . з 1117

Асинхронный электропривод содержит асинхронную машину 1 с короткоэамкнутым ротором, статорные обмотки которой подключены к выходам преобразователя 2 частоты, блок 3 задания активной и реактивной составляющих тока статора, выходы которого подключены к управляющим входам 4 и

5 блока 6 преобразования координат, соединенного выходами с управляющими 10 входами преобразователя 2 частоты, блок 7 выделения фазных ЭДС, входы которого подключены к выходам датчиков 8 фазных токов статора и к выходам датчиков 9 фаэных напряжений статора, а выходы соединены с блоком

10 определения модуля ЭДС, выход которого подключен к входу управляемого генератора 11, соединенного выходом с входом 12 для опорного сигнала блока 6 преобразования координат, блок 13 определения действительных значений активных и реактивных составляющих фазных токов статора, входы которого подключены к выходам датчиков 8 фазных токов статора и к выходам блока 7 выделения фазных ЭДС, а выходы соединены с дополнительно введенными входами 14 и

15 блока 6 преобразования координат, состоящего иэ кольцевого счетчика 16, двух модуляторов 17 и 18 и трех сумматоров 19-21, ри этом один из входов первого сумматора 19 подключен к выходу первого модулятора 17, один из входов второго сумматора 20 подключен к выходу второго модулятора

18 вторые входы первого и второго сумматоров 19 и 20 образуют соответственно первый и второй дополнительные входы 14 и 15 блока 6 преобразо40 вания координат, выходы кольцевого счетчика 16 подключены к опорным входам модуляторов 17 и 18, выходы первого и второго сумматоров 19 и.20 соединены с входами третьего сумма45 тора 21, выход которого образует выход блока 6 преобразования координат, а управляющие входы модуляторов 17 и 18 и вход кольцевого счетчика 16 образуют соответственно управляющие входы 4 и 5 и вход l2 для опорного сигнала блока 6 преобразования координат. торых подключены к сумматорам 23.

Выходы сумматоров 23 и интеграторов

22 подключены соответственно к дополнительным входам 14 и 15 блока преобразования координат, другие входы сумматоров 23 подключены к выходам датчиков 8 фаэных токов статора, а входы интеграторов 22 — к выходам блока 7 выделения фазных ЭДС.

Асинхронный злектропривод работает следующим образом.

По сигналам, поступающим с выходов датчиков 8 и 9 фазных токов и напряжений статора, на выходе блока 7 выделения фазных ЭДС формируются сигналы, пропорциональные мгновенным значениям фазных ЭДС асинхронной машины 1.

Указанные сигналы поступают на входы блока 10 определения модуля

ЭДС и на входы блока 13 определения действительных значений активных и реактивных составляющих фазных токов статора (на входы интеграторов 22, фиг. 3). При этом на выходах интеграторов 22 формируются сигналы,пропорциональные мгновенным значениям фазных токов намагничивания асинхронной машины 1.

С помощью сумматоров 23 осуществляются операции вычитания сигналов, пропорциональных мгновенным значениям фазных токов, поступающих с выходов датчиков 8 фазных токов статора, из выходных сигналов интеграторов 22. При этом на выходах сумматоров 23 формируются сигналы, пропорциональные мгновенным фазным активным iокам асинхронной машины.

Выходные сигналы сумматоров 23 и интеграторов 22 поступают на один из входов сумматоров 19 и 20 в блоке 6 преобразования координат (фиг. 2).

Модуляторы 17 и 18 формируют на своих выходах трехфазные системы задающих напряжений, причем выходные напряжения в каждой фазе модулятора

17 опережают выходные напряжения в соответствующей фазе модулятора 18 на угол ) /2.

Амплитуды напряжений на выходах модуляторов 17 и 18 определяются сигналами постоянного тока на входах 4 и S соответственно, поступающих с блока 3 задания активной и реактивной составляющих тока статора.

1117813

Синхронизация и частота модуляторов 17 и 18 обеспечиваются общим кольцевым счетчиком 16, выход которого подключен к опорным входам обоих модуляторов. Кольцевой счетчик 5

16 выполнен в вице регистра сдвига, так что частота импульсного напряжения на его выходе строго пропорциональна частоте импульсного напряжения на его входе, подключенного к вы- 1О ходу управляющего генератора 11.

Частота импульсов на выходе гене" ратора 11 пропорциональна сигналу постоянного тока на его входе, т.е. сигналу,, пропорциональному модулю 15

ЭДСЕ, формируемому в блоке 10 опре" деления модуля ЭДС по сигналам фазных ЭДС. При этом частота f задающих напряжений на выходах модуляторов 17 и 18 также пропорциональна модулю ЭДС Е.

На вход 4 модулятора 17 подается управляющее напряжение постоянного тока, пропорциональное желаемому значению амплитуды активной составляющей фазных токов. Тогда на выходах модулятора 17 формируется трехфазная система задающих напряжений с амплитудамй, пропорциональными желаемым значениям амплитуд активных состав- 30 ляющих токов фаз асинхронной машины.

Задающие трехфазные напряжения на входах сумматора 19 сравниваются с измеренными мгновенными значениями активных составляющих токов фаз, пос З5 тупакпцими на входы 14 блока 6 преобразования координат. В результате на выходах сумматора 19 формируется трехфазный сигнал ошибки по активной составляющей токов фаз.

На вход 5 модулятора 18 подается

-управляющее напряжение постоянного тока, пропорциональное желаемому значению амплитуды реактивной составляющей фазных токов. Тогда на выходах модулятора 18 формируется трехфазная система задающих напряжений с амплитудами, пропорциональными желаемым значениям амплитуд реактивных составляющих токов фаэ асинхронной машины 1. Задающие трехфазные напряжения на входах сумматора 20 сравниваются с измеренными мгновенными значениями реактивных составляющих токов фаз, поступающими на входы

15 блока б преобразования координат.

В результате на выходах сумматора

20 формируется трехфазный сигнал ошибки по реактивной составляющей токов фаэ. Сигналы ошибок на выходах сумматоров 19 и 20 суммируются на сумматоре 21, на выходе которого образуется трехфазный сигнал суммарной ошибки, который подается на управление преобразователем 2 частоты.

При достаточно высоких коэффициентах усиления контуров отрицательных обратных связей по активным и реактивным составляющим токов фаз действительные значения указанных составляющих . в асинхронной машине 1 соответствуют заданным.

Частота токов в фазах асинхронной машины 1 соответствует частоте f на выходах модуляторов 17 и 18 которая, в свою очередь, пропорциональна модулю ЭДС Е.

Момент асинхронной машины 1 (в режиме постоянства потока) определяется амплитудой выходного напряжения модулятора 17, т.е. сигналом задания активной составляющей тока, а поток определяется амплитудой выходного напряжения модулятора 18 т.е. сигналом задания реактивной составляющей тока.

Таким образом, введение в асинхронньй электропривод блока определения действительных значений актив" ных и реактивных составляющих фазных токов статора и выполнение блока преобразования координат на основе модуляторов обеспечивает регулирование момента в асинхронной машине при постоянстве потока без применения аналоговых умножителей, что упрощает конструкцию, исключает необходимость настройки в цепях задания фазиых токов и повышает надежность асинхронного электропривода.

1117813

1117813

Составитель А. Жилин

Редактор Т. Кугрышева Техред А.Бабинец Корректор С. Шекмар

Заказ 7274/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4