Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом электроприводе. Цель изобретения - упрощение и повышение точности устройства для определения координат асинхронного двигателя. Устройство содержит асинхронный двигатель (АД) I в регулируемом электроприводе, датчик (Д) 2 фазных токов статора, блок преобразования токов 3, Д 4 фазных напряжений статора, блок преобразования напряжений. Блок (Б) 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора соединен с двумя элементами сравнения 7, 8, двумя релейными элементами 9, 10. Блок (Б) И вычисления составляющих вектора тока статора также подключен к формирователю логических сигналов скорости вращения АД 1. Б И снабжен двумя дополнительными элементами сравнения и второй парой масшабных элементов. Замкнутая система регулирования составляющих вектора тока статора позволяет обеспечить высокую точность определения таких координат АД, как скорость вращения и составляющие вектора потокосценления ротора за счет отсутствия блоков перемножения и масштабных элементов с коэффициентом передачи, зависящим от активного сопротивления ротора. 2 ил. SS (Л tsD 4 О5 СдЭ SI

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК стиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 3798255/24-07 (22) 10.10.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Ивановский ордена <сЗнак Почета» энергетический институт им. В. И. Ленина и Ордена Ленина институт проблем управления автоматики и телемеханики (72) В. И. Уткин, Д. Б. Изосимов, Н. Л. Архангельский, С. К. Лебедев, Б. С. Курнышев, В. В. Пикунов, В. A. Гречухин и В. Н. Башин (53) 621.316.7 (088.8) (56) Патент Швейцарии № 472146, кл. Н 02 P 5/40, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 1039011, кл. Н 02 P 5/40, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В РЕГУЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом электроприводе. Цель изобретения — упрощение и повышение точности

„„ЯО„„1246317 дц 4 Н 02 Р 5 40, 5 34 устройства для определения координат асинхронного двигателя. Устройство содержит асинхронный двигатель (АД) 1 в регулируеМоМ электроприводе, датчик (Д) 2 фазных токов статора, блок преобразования токов

3, Д 4 фазных напряжений статора, блок преобразования напряжений. Блок (Б) 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора соединен с двумя элементами сравнения 7, 8, двумя релейными элементами 9, 10. Блок (Б) ll вычисления составляющих вектора тока статора также подключен к формирователю логических сигналов скорости вращения АД 1. Б 11 снабжен двумя дополнительными элементами сравнения и второй парой масшабных элементов. Замкнутая система регулирования составляющих вектора тока статора позволяет обеспечить высокую точность определения таких координат АД, как скорость вращения и составляющие вектора потокосцепления ротора за счет отсутствия блоков перемножения и масштабных элементов с коэффициентом передачи, зависящим от активного сопротивления ротора. 2 ил.

1246317

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для определения координат асинхронного двигателя и может быть использовано в регулируемом асинхронном электроприводе общепромышленного назначения.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности устройства для определения координат dcHHxpoHHQI двигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя; на фи:-.. 2 — — схема блока вычисления составляющих вектора тока статора.

Устройство для определения координат асинхронного двигателя 1 (фиг. 1) в регулируемом электроприводе содержит датчики 2 фазных токов статора, подключенные выходами к входам блока 3 преобразования токов, датчики 4 фазных напряжений статора, подключенные выходами к входам блока 5 преобразования напряжений, блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, снабженный двумя парами входов, два элемента 7 и 8 сравнения, два релейных элемента 9 и 10, блок 11 вычисления составляющих вектора тока статора, снабженный двумя парами входов, и формирователь !2 логических сигналов скорости вращения асинхронного двигателя и сип(ала рассогласования по потокосцеплению, снабженный двумя парами входов и подключенный выходами к первой паре входов блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, вторая пара входов которого объединена с первыми входами соответствующих элементов 7 и 8 сравнения и подключена к выходам блока 3 преобразования токов. При этом выходь. элементов 7 и 8 сравнения подключены к входам соответствующих релейных элементов 9 и 10, соединенных выходами с первой парой входов указанного формирователя 12 логических сигналов, вторая пара входов которого пофазно объединена с первой парой входов блока 11 вычисления составляющих вектора тока статора и подключена к выходам блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора.

Выходы блока 5 преобразования напряжений подключены к второй паре входов блока 1! вычисления составляющих вектора тока статора, выходы которого соединены с вторыми входами элементов 7 и 8 сравнения.

Блок 11 вычисления составляющих вектора тока статора снабжен двумя сумматорами 13 и 14 (фиг. 2), двумя апериодическими звеньями 15 и 16 и первой парой масштабных элементов 17 и 18, входы которых образуют первую пару входов блока

11 вычисления составляющих вектора тока статора. Выходы масштабных элементов 17 и 18 подключены к одним из входов сумматоров 13 и 14, соединенных выходами с

Х)1)..)):

40 В + Lï

/,. р — .,„" ! !» ) з уа (."- ьЖ . )1;р )1 где „L»;, Е,, — — индуктивности статора, рото45 ра и взаимоиндуктивность соответственно; ! (,, — — активное сопротивление статора.

Проекции вычисленного вектора тока ста» + тора !,,„!,I) на выходах элементов 17 и 18 сравнения определяются по уравнениям ь

L5 L.— L- ™

+ L..„,+

I, У вЂ” - —; — »я . ! (m

Проекции вычисленного вектора потокосцепления ротора фг„, фг, формируются в входами соответствующих апериодических звень .В 15 и 16, а другие входы сумматоров

13 и 14 образуют вторую пару в. одов блока 1! зычисления составляющих вектора тока статора.

Блок 11 вычисления составлякцциx вектора тока статора дополнительно снабжен двумя элементами 19 1. 20 сравнения и второй парой MBclilòàáíüix элементов 2! H 22, входы

K0TOPbIX ПОДКЛЮЧ(::ПЫ СООТВЕТСТВЕННО К ВХО10 дам первой пары масштабных элементов 17 и 18. При этом выходы второй пары масштабны:(элементов 21 и 22 подкл)очены к одним из входов соответствующих элементов

l9 и 20 сравнения, соединенных другими входами с выходами соответств»ющих апери15 одических звеньев 15 и 16, а выходы элементов 19 и 20 сравнения Образуют выходы б..-.ока 1! вычисления составля:Ощих вектор тока статора.

Устройство для определения координат B

BcHHxpoHIIo".1 электроприводе работает дующим образом.

Блок 3 преобразования токов и блок 5 преобра:)сва,ния напря;кений ОсуL(åcòBëBþò преобразование фазных токов и на) ряжений, поступающих c гыходов соответствующих датчиков 2 и 4, B составля(ощие Обобщенных

Векторов тОка 1, 1 )) H напряжения U, ( статора В,декартoBoH сист ме координат

o., (3, неподвижной от)(осительно статсра асинхронного двигателя 1.

ha выходах апериодических звеньев 15

30 и 16 В блоке 1! Вычисления составля;ощих вектора тока статора формируются сигналы V, У1), представляющие собой линейную комбинацию соответству(ощHx Вычислительных составляющих вектора тока статора 7,, 7,() и потокосцепления ротора фга, ф3 в соответствии сс следующими диффере:-щиальными уравнениями:

+ — !.1 а — !()4 а г а Х

1246317

& 5». »& 5,1., + p(„g а — ЯфЯр) где

Формула «зобретен«т

55 блоке 6, реализующем следующие дифференциальные уравнения:

Офира Я» Щ. 1 д — 1.ф + . 1;. — с?фч(+ (Ъ ;» Р,н1 „, +.

ЧМ(+ g 1»(3 + Офира +

Ну, +

+ р(— "„ я + йфв ), где Яя — активное сопротивление ротора;

9 — скорость вращения асинхронного двигателя;

p, — — фиктивная переменная.

Величина 0 и ц, модулированные Вп времени, на выходе формирователя 12 логических сигналов выполняют роль управляющих воздействий в контуре регулирования.

Среднее значение г? определяет скорость вращения вала асинхронного двигателя

В установившемся режиме работы устройства, когда его свободное движение закончено, среднее значение р равно нулю. Величины О? и ц создают такой вектор управления движением устройства. чтобы слежение -sa вектором тока статора осуществлялось во всех режимах работы реального асинхронного двигателя.

Составляющие вектора тока статора

1,, 1,„полученные на выходе блока 3 преобразования токов, и составляющие

l,+, I,„ñôîðìèðîâàííûå на выходах блока i, сравниваются с помощью элементов 7 и 8 сравнения. Результаты сравнения воздейству1от на релейные элементы 9 и 10, с выхода которых получают импульсные сигналы, определяющие знак рассогласования. Указанные импульсные сигналы распределяют в формирователе 12 логических сигналов на выходы, на которых сигналы Р р устанавливаются в зависимости от положения вектора потокосцепления на плоскости а, р таким образом, что знаки ошибок производных составляю1цих тока статора всегда отрицательны, т. е., что в каждом канале обратная связь отрицательна в любой момент времени.

Алгоритм распределения сигналов определяют исходя из того, что сигналы Q ц, изменяются с частотой много больше, чем напряжение и ток асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе. Кроме того, высокая частота переключений обеспечивает малое свободное движение системы.

Сигналы г? р формируют по следующим логическим функциям: п.=5 „,„-, &S „-y,&5,1„&5 +p&5 „- &5 À

5»ч-, &Sq„- &5 1«&5> +, &5<„ „&Sil, -? = 5 --», & 5»„- А & S 1(; & 5 +», & 5 „„&

& -5А & 5»„+e & S; — »„& S (Ip & 5» -, &

S „+y = !д n (4: „.+ Ч „„)

5>+»., = Ф (,Ч, „— ф„);

Sil„= — siig>-niI, 1".), 5„! = Я1и 11ь 1» )

Замкнутая система регулирования составляющих вектора тока статора, реализованная в устройстве, позволяет обеспечить высокую точность определения таких координат асинхронного двигателя, как скорость вращения 0 и составляющие вектора потоL + косцепления ротора фг, фщ за счет отсутствия блоков перемножения и масштабцых элементов с коэффициентом передачи, зависящим от активного сопротивления ротора.

Таким образом, введение в блок вычисления составляющих вектора тока статора двух сумматоров, двух апериодических звеньев, двух элементов сравнения и двух пар масгцтабных элементов обеспечивает в устройстве определение координат асинхронного двигателя (скорости вращения, составляющих вектора потокосцепления ротора) более простыми средствами и с более высокой точностью н сравнении с известным реп:опием.

Устройство для определения координат а«нхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики фазных токов статора, подключенные выходами к входам блока преобразования токов, датчики фазных напряжений статора, подключенные выходами к входам блока преобразования напряжений, блок вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, снабженный двумя парами входов, два элемента сравнения, два релейных элемента, блок вычисления составляющих вектора тока статора, снабженный двумя парами входов, и формирователь логических сигналов скорости вращения асинхронного двигателя и сигнала рассогласования по потокосцеплению, снабженный двумя парами входов и подключенный выходами к первой паре анодов блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, вторая пара входов которого об ьединена с первыми входами соответствующих элементов сравнения и подключена к выходам блока преобразования токов, при этом выходы элементов сравнения подключены к входам соответствующих релейных элементов, соединенных выходами с первой парой входов указанного форми1246317

Составитель Л. Жилин

Тскред И. Верес 1(оррскзор М Максимишинен

Тираж 631 11одиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор H. Бобкова

Заказ 4018/53 рователя логических сигналов, вторая пара входов которого пофазно объединена с первой парой входов блока вычисления составляющих вектора тока статора и подключена к выходам блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, выходы блока преобразования напряжений подключены к второй паре входов блока вычисления составляющих вектора тока статора, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов сравнения, причем блок вычисления составляющих вектора тока статора снабжен двумя сумматорами, двумя апериодическими звеньями и первой парой масштабных элементов, входы которых образуют первую пару входов блока вычисления составляющих вектора тока статора, выходы указанных масштабных элементов подключены к одним из входов соответствующих сумматоров, соединенных выходами с входами соответствующих агериоди:еских звеньев, а другие входы сумматоров образуют вторую пару входов блока вычисления составляющих вектора тока статора, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, блок вычисления составляющих вектора ток- статора снабжен двумя дополнительными элементами сравнения и второй парой масштабных элементов, входы которых подключены соответственно к входам первой пары масштабных элементов, при этом выходы второй пары масштабных элементов подключены к одним из входов соответствующих дополнительных элементов сравнения, соединенных другими входами с выходами соответствующих аг1ериодических звеньев, а выходы дополнительных элементов сравнения образуют выходы блока вычисления составляющих вектора тока статора.