Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины

 

Изобретение относится к электротехнике , к управляемым электроприводам. построенным на основе асинхронных манп1н с короткозамкнутым ротором. Цель изобретения - новышение точности управления магнитным потоком асинхронной ман1ины (AM), унроп енне и повышение надежности . Устройство для управления магнитным потоком AM содержит преобразователь 1 частоты, датчик 2 тока, статор 3 АЛ1, две измерительные катушки (ЙК) 4 и 5, два интегратора 6 и 7, блок 8 вычисления момента , блок 9 вычисления модуля потокосцеплепия статора, блок 10 умножения и задатчик I1 частоты. Введение в устройство сумматора 12, элемента 13 сравнения и задатчика 14 потокос 1епления ротора позволяет обеспечить коррекцию потокосцепления статора по сигналу вычисленного электромагнитного момента. Тем самым осуществляется стабилизация потокосцепления ротора при различных возмущениях и повышается точность управ.ченпя. Конструкция ИК 4 и 5 допускает корректировку фазы выходных ЭДС за счет соответствующего взаимного расположения проводников на пленке. 1 з. п. ф-лы. 2 ил. (Л с: N5 4 О СО Ю Фиг I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 Н 02 Р 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3754724/24-07 (22) 20.06.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена

Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова и Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института «Проектэлектромонтаж» (72) И. М. Столяров, A. П. Емельянов, 1. А. Синельников и H. И. Литвинов (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Сандлер A. С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. — М.: Энергия, 974, с. 94.

Экспресс-информация. Сер. «Автоматизированный электропривод...», 1-976, № 29, с. 12, рис. 3. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИ5!

МАГНИТНЫМ ПОТОКОМ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, к управляемым электроприводам, „„ЯО„„1246320 А1 построенным на основе асинхронных машин с короткозамкнутым ротором. Цель изобретения — повышение точности управления магнитным потоком асинхронной машины (AN), упрощение и повышение надежности. Устройство для управления магнитным потоком АМ содержит преобразователь 1 частоты, датчик 2 Toh3, статор 3 AN, две измерительные катушки (ИК) 4 и 5, два интегратора 6 и 7, блок 8 вычисления момента, блок 9 вычисления модуля потокосцепления статора, блок 10 умножения и задатчик 11 частоты. Введение в устройство сх мматора 12, элеменпга 13 сравнения и задатчика 14 потокосцепления ротора позволяет обеспечить коррекцию потокосцепления статора по сигналу вычисленного электромагнитного момента. Тем самым осуществляется стабилизация потокосцепления ротора при различных возмущениях и повышается точность управления. Конструкция ИК

4 и 5 допускает корректировку фазы выходных ЭДС за счет соответствующего взаимного расположения проводников на пленке. 1 з. и. ф-лы. 2 ил.

1246320

15 д ()2 s rr.

d(20

1

Изобретение относится к электротехнике, я именно к частотно-управляемым электроприводам, построенным на основе асинхронных машин с короткозамкнутым ротором, питаемых от преобразователей частоты, и может быть использовано в системах и механизмах, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости вращения при бозьнп!х нагрузочных моментах, например в приводе питятеля дробилок в горной промышленности.

Цель изобретения -- повышение точности управления магнитным потоком асинхронной машины, а также упрощение и повышение надежности устройства.

Н3 фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления магнитным потоком асинхронной машины с короткозамкнутым ротором; II3 фиг. 2 разме!пение измерительной катушки на статоре.

Устройство для управления ма(з!итным ifoтоком асинхронной машины содер>кит преобразователь 1 частоты (фиг. !) с управляющими входами lio напряженик2 и частоте. подключенный выходами через датчик 2 тока к обмоткам статора 3 асинхронной машины, две измерительные катушки 4 и 5, два интегратора 6 и 7. подключенные входами к выходам соответствующих измерительных катушек 4 и 5, о f(2I< 8 вычисления момента, входы которого подключены к выходам датчика 2 тока и интеграторов

6 и 7, блок 9 вычисления модуля потокосцепления статора, подключенный к выходам интеграторов 6 и 7, блок !О умножения и задатчик 11 частоты, подключенный выходом к управляющему входу по частоте преобразователя 1 частоть(и к одному из входов блока 10 умно>кепи», выход которого соединен с управляю1цим входом по напряжению преобразователя 1 частоты.

В устройство для управления потоком асинхронной машины введены сумматор 12, элемент 13 сравнения и задатчик 14 потокосцепления ротора.

Блок 8 вычисления момента снабжен дополнительным входом, об ьединенным с одним из входов элемента 13 сравнения и подключенным к выходу задатчика 14 IIOTQKoсцепления ротора. При этом другой вхо:! элемента 13 сравнения подключен к выходу сумматора 12, соединенного входами с выходами блока 8 вычисления момента и блока 9 вычисления модуля потокосцеплепия статора, а выход элемента 13 сравнения подключен к другому входу блока 10 умножения.

В каждой из измерительных катушек 4 и 5 одна из активных сторон образована проводником 15 (фиг. 2), размещенным на внутренней поверхности статора 16 (на поверхности пазового клина 17) . Другая из активных сторон каждой измерительной катушки 4 и 5 образована соединительным проводником 18, расположенным вне расточ30

55 ки статора 16. Проводники 15 и 18 образуют один виток измерительной катушки.

Измеризельная катушка может быть выполнена многовитковои. Проводник 15 образуется, например, путем нанесения токопроводя1ЦЕ ГО К;1 Е Я Н 3 П Л Е Н КУ, Н Я К. I (. H B 3 (VI V IO H 3 П 3BOBhIH f<,IHff 17. Магнитные OCH HB.,I(:pHTB;Ibных I<3Tyiilex 4 и 5 с!Гвин "ты одна относительно другой на 90 эл. град.

Устр(2йство для управления магнитным потоком Ясинхрс2нной машины работает следующим образом.

Магнитный поток асинхронной машины нано;ГИ7 B HBHB12ительных fi3T i III K3x 4 H 5

ЗДС: где 21;„„21,1; -- составляю цие потокосцепле1IHH статора по оср1м Q !5.

1 !с! 1714 ходс! х H II 1СГ!231ODOB 6 . 7 ((. Кох(пещ:ацией дрейфа нуля) получают напряжения. соответству!Ощие 2р„,, н 2!2,Г;. В блоке 9

ГЗ 1,1 Ч И С Л Е Н И Г". М О. ГУ Л и П О Т О К О С Ц С П Л Р Н И и С Т Я Т Орс р ализрггся вс(ражепис с (2) гд((! „„— модуль вс ктора потокосцеп IelfHH статора.

Для того, чтооы существенно повысить

f1 p p L Г p v 3 (2 ч н",ю с п О с О б н О с 1 ь с1 с и и х 12 О н н О и м 3шины, If(oá2 o(è21(2 ввести коррекцию B канал управления потокосце!Глением статора так, что при возму!цениях момента потокосцепление ротора остается без изменения.

Для реIIIBIIHH этой задатчи нспользукзт следу:ощи, соотношсш(ОM между потокосцеплснисм и электромагнитным моме!г!(25l, которое является следствием уравнения равновесия ЗДС роторной цени и урав1!ения электро и а гiIHò Hîão м(22!Сита:

Tr !

I:.;: =-= -- Ф:: -1- М, (3) к " - ez ! (, „2)2,.

r где II;;;», 2I... — модули потокосце!!лений ОТ3 "тора и ротора:, cil, z — число фяз, пар полюсов асинхронной мышины; (2- !с . 71 Ц. !

L., — — индуктивность статора; !, — — индуктивность ротора; !.„, - - взаимная ин !уктивность статора и ротора; — — ЯКТ IBfIOL СОП!2ОТИВ. IL IIH(. POТОР с1, .И --- элек" ðîìàãíèòíûé момент.

В устройстве решается задача стабилизации потокосцепления ротора при различных возмущениях системы, т, е. о (!2„„= (!2„, -== COilХГ, f:I) где индсксом «О» обозначсMo заданное значение потокосцепления.

1246320

I т. !!уд о

К1 фпи

М = COILst = lj (5) Фор.!! 1!.! а изобретени.! (6) 3

При этом из равенства (3) следует условие коррекции потокосцепления статора с учетом вычисленного значения текущего момента:

Значение М получают в блоке 8 вычисления момента по выражению Используя выходные сигналы 4„и L. I„поступающие с датчика 2 тока, и сигналы ф„, и ф,!! с интеграторов 6 и 7.

Полученное по равенству (6) з!качение

М корректируется с учетом выбранного значения 111, „„поступающего с выхода задатчика 14 потокосцепления ротора, и суммируется с сигналом ф, „в сумматоре 12.

Результат суммирования сравнивается с сигналом I(ÄÄ с помощью элемента 13 сравнения, при этом реализуется выражение (5).

Сигнал рассогласования на выходе элемента 13 сравнения умножается на сигнал задания по частоте, поступающей с выхода задатчика 1! частоты, и используется в канале управления пo напряжению преобразователя 1 частоты, осуществляя коррекцию потокосцепления статора и поддержание потокосцепления ротора на заданном уровне.

Конструкция измерительных катушек 4 и

5 (фиг. 2) допускает корректировку фазы выходных ЭДС за счет соответствующего взаимного расположения проводников на пленке. При этом повышается точность работы устройства. Размещение на внутренней поверхности статора только одной актив1loH стороны, кроме того, упрощает устройство и повышает надежность.

Таким образом ввсдение в устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины сумматора, элемента сравнения и задатчика потокосцепления ротора позволяет обеспечить коррекцию потокоспепления статора по сигналу вычисленного электромагнитного момента, благодаря чему осуществляется стабилизация потокосцепления ротора на заданном уровне при различных возмущениях пo моменту и по заданию частоты и повышается точность управления, в сравнении с известным устройством.

1. Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины, содержащее преобразователь частоты с управляющими входами по напряжению и частоте, подключенный выходами через датчик тока к обмоткам статора асинхронной машины, две измерительные катушки, в каждой из которых одна из активных сторон обра15 зована проводниками. разме!ценными на внутренней повсрхнОсти статора асинхронной машины, два интегратора, подключенные входами к выходам соответствующих измерительных катушек, блок вычисления момента, входы которого подк.!ючены к выходам дат20 чика тока и иитегр ITop013, блок вычисления модуля потокосцепления статора, подключенный к выходам интеграторов, блок умнохкения и задатчик частоты, подключенный выходом к управляющему входу Ilo частоте преобразователя частоты и к одному из входов блока умножения, выход которого соединен с управляющим входом по напряжению преобразователя частоты, отличаюи<ееея тем, что, < целью повышения точности, в него введены сумматор, элемент

30 сравнения и задатчик потокосцепления ротора, а î IOI вычислсния момента снабжен дополнительным входом, объсдинсннь!х! с одним из входов элемента сравнения и подк,! Iоч!. иным 1 выход задатчика потокосцеплсния ротора, при этом другой вход эле35 мента сравнения подключен к выходу сумматора. соединенного входами с выходами блока вычислеш!я момента и блока вычисления модуля потокосцепления cTBTopd, а выход элемента сравнения подключен к

40 другому входу олока умножения.

2. Устройство Ilo II. 1, от.1и LLLþùååc<1 тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, другая из активных сTopoll каждой измерительной катушки образована соединительными проводниками, расположенными внc расточки статора.

1246320

Редактор Н. Бобкова

Заказ 4018/53

Составитель A. Жилин

Текред И. Верес Корректор М. Максимишннец

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

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

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