Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является улучше .ние энергетических показателей и использования электродвигателя. Указанная цель достигается тем, что в электропривод введены три блока 18, 19, 24 деления, два блока 20, 21 возведения в квадрат, два суммирующих элемента (СЭ) 22, 26, блок 23 из1е влечения квадратного корня и нелинейный элемент (НЭ) 25 с характеристикой типа кривой намагничивания. Первые входы блоков 18, 19 подключены к выходу задания момента блока 17 задания момента и потокосцепления, вход к-рого связан с датчиком 6 скорости. Выход задания потокосцепления блока 17 соединен с входами блоков 19, 20, выход блока 19 подключен к блоку 21. Вьусоды блоков 20, 21 связаны со входами СЭ 22, подключенного к блоку 23. Выход блока 23 соединен с блоками 18, 24 и НЭ 25. Вход блока 24 соединен также с выходом блока 21. Выход НЭ 25 соединен с одним входом СЭ 26, другой вход к-рого соединен с выходом блока 24. Выходы блоков 19, 24 и СЭ 26 подключены к соответствующим входам многомерного регулятора (МР) 8 токов. На валу электродвигателя I установлен датчик 5 положения, подключенный к одним входам блока 13 обратного преобразования координат. Другие входы блока 13 соединены с датчиками 14 токов обмотки якоря электродвигателя. Выходы блока 13 связаны с соответствующими вхо (О (Л Ю со О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1277346 (5g 4 Н 02 P 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3858907/24-07 (22) 22.02.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Челябинский ордена Ленина трубопрокатный завод (72) А. С. Савельев, Ю. Л. Мыльников, А. М. Вейнгер, К. Г. Садчиков, В. В. Белошабский, Б. 3. Интенберг и А. Н. Иванов (53) 62-83:621.313.323-57.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 520682, кл. Н 02 P 5/40, 1974.

Вейнгер А. М. и др. Особенности наладки частотного электропривода с компенсированным синхронным двигателем. — Промышленная энергетика, 1979, № 7. (54) ЭЛЕ К ТРОП Р И ВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучше. ние энергетических показателей и использования электродвигателя. Указанная цель достигается тем, что в электропривод введены три блока 18, 19, 24 деления, два блока

20, 21 возведения в квадрат, два суммирующих элемента (СЭ) 22, 26, блок 23 извлечения квадратного корня и нелинейный элемент (НЭ) 25 с характеристикой типа кривой намагничивания. Первые входы блоков 18, 19 подключены к выходу задания момента блока 17 задания момента и потокосцепления, вход к-рого связан с датчиком 6 скорости. Выход задания потокосцепления блока 17 соединен с входами блоков

19, 20, выход блока 19 подключен к блоку

21. Вь1ходы блоков 20, 21 связаны со входами СЭ 22, подключенного к блоку 23. Выход блока 23 соединен с блоками 18, 24 и НЭ 25. Вход блока 24 соединен также с выходом блока 21. Выход НЭ 25 соединен с одним входом СЭ 26, другой вход к-рого соединен с выходом блока 24. Выходы блоков 19, 24 и СЭ 26 подключены к соответствующим входам многомерного регулятора (MP) 8 токов. На валу электродвигателя 1 установлен датчик 5 положения, подключенный к одним входам блока 13 обратного преобразования координат. Другие входы блока 13 соединены с датчиками 14 токов обмотки якоря электродвигателя. Выходы блока 13 связаны с соответствующими вхо1277346 дами МР 8, выходы к-рого через олок 7 прямого преобразования коорд)3нат подклк>чены к непосредственному преобразователю

2 частоты, подключенному к якорной обмотке. Обмотка !6 возбуждения и компенсационная обмотка 15 подключены соотвстстве)гно к управляемому преобразователю 4 и тиристорному рев pcH)3)ioM ) нреобр &)30131)те лю 3. Управляюшие входы преобразователей

3, 4 связаны с соответсп)ующимп выходами

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к автоматизированным э.)ектроприводам, и может быть использовано для регулирования момента частотно-управляемого явно полюсного компенсированного синхронного электродвигателя (КС.)1,) .

Цель изобретения — - улучшение энергетических показателей и использования электродвигателя.

На чертеже приведена функцио)) àëû)F) H схема электропривода.

Электропривод содержит -), í ктродвигатель 1, многофазная обмотка якоря которого подсоединена к непосредственному преоб)разователю частоты (НПЧ) 2, компен .ационная обмотка — — к реверсивному тиристорному преобразователю 3, обмотка возбуждения -- к управляемому преобразователю 4.

На валу электродвигателя установлен датчик

5 углового положения и датчик 6 скорости.

Управляюв)ие входы НПЧ 2 по,".ключены к выходам блока 7 прямого преобразования переменных. Многомерный регулятор 8 токов состоит из регуляторов 9 и 10 токов, соответственно по продольной и поперечной осям поля статора, регуляторов 11 и 2 токов, соответственно компенсационной обмотки и обмотки возбуждения, при этом выходы регуляторов 9 и 10 токов по продольной и поперечной осям поля статора подключены к выходам блока 7 прямого преобразования переменных, а выходы регуляторов !1 и 12 токов, компенсационной обмотки и обмотки возбуждения подключены cooTI)åòcò)3å)I)3o к реверсивному тиристорному преобразователю 3 и к управляемому преобразо1)ате„)кз

4. Входы блока обратного преобразования координат !3 подключены к датчику 5 углового положения ротора и датчикам 14 тoков обмотки якоря электродвигателя, а выходы — к первым входам регуляторов 9 и 10 токов по продольной и поперечной осям поля статора, выходы дат )иков 15 и 16 токов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения соответственно подключены к

МР 8. В устройстве формируется задание токов в соответствии с требуемым моментом и потокосцеплcíF)åì якоря, обеспечивается про

)F)pilèoíàëüíocòü между током и моментом двигателя, равенство нулю реактивной мощности, потребляемой им при меньшем токе компенсационной обмотки )3 -),))!),+(x, m/ô,- /

/1!х раз, где )!), — потокосцепление якоря; .с„- - индуктивное сопротивление рассеяния. ! и,з.

2 первым входа"I регуляторов 11 и !2 тока компенсационной обмотки и обмотки возбуждения, входы блока ) прямого преобразователя переменных подключены к датчику 5 углового положения ротора. Блок 17 задания момента и потокосцепления с соответствующими выходами подклк3чен входом к датчику 6 скорости, а выходом задания момента — к входам первого и второго блоков 18 и !9 деления, вход первого блока 20 возведения в квадрат и вход второго блока 19 деления подключены к выходу задания потокосцепления блока 17 задания моме))та и потокосцепления. Выход первого блока 18 деления подключен к вторым входам регуляторов тока по поперечной оси поля статора 9 и компенсационной обмотки l, вь)ход второго блока !9 деления подключен к входу второго блока 21 возведения в квадрат, а выходы обоих блоков 20 и 21 возведения в квадрат подключены к входам первого суммирующего элемента 22, выход которого подключен к олоку 23 извлечения квадратного корня, выход которого подклю"ен к первому блоку 18 деления, третьему блоку 24 деления и нелинейному элементу 25. К третьему блоку 24 деления подключен выход второго блока 21 возведения в квадрат. Выход третьего блока деления подключен к второму входу регулятора тока по прсдольной осН поля статора и к второму суммирующему элеменTv 26, второй вход которого подключен к выходу нелинейного элемента, а выход—

I(второму входу регh.)ÿòoðà 12 тока обмотки возбуждения.

Злек) ропри)3од работает следующим образом.

При увеличении нагрузки на валу электродвигателя или зри разгоне и торможении на выходе регулятора скорости блока !7 задания момен,а и потокосцепления, как и в любом электроприводе, замкнутом Ilo скорости, вырабатывается сиг40 нал, пропорциональныи заданному значению

1277346 е, е, фз — — =

1 -1 Ivo+4vl

Формула изобретения т. Уз момента тз, который поступает на входы первого 18 и второго 19 блоков деления.

Одновременно с другого выхода блока 17 задания момента и потокосцепления на вход второго блока 19 деления и на вход первоr0 блока 20 возведения в квадрат поступает сигнал заданного потокосцепления якоря ф., который формируется в блоке задания момента и потокосцепления по соотношению: где lo — ЭДС вращения машины при полном потоке возбуждения и номинальной частоте вращения;

vo — номинальная частота вращения при полном потоке;

v — заданное значение частоты вращения машины.

На выходе первого блока 20 возведения в квадрат вырабатывается сигнал, пропорциональный ф., а на выходе второго блока 21 возведения в квадрат — сигнал, mç z пропорциональный (, ) с коэффициентом пропорциональности (х ), которые суммируются в первом сумматоре 22. На выходе блока 13 извлечения квадратного корня присутствует сигнал, пропорциональный выражению /а + (х, )2 . .На выходе первоУ го блока 18 деления присутствует сигнал, пропорциональный выражению

+ (Хзо /Пз/Qç) который является заданием „,, регуляторам 11 и 9 токов. На выходе третьего блока 24 деления, на вход которого делимое вводится с коэффициентом 1/х,, присутствует заданное значение тока регулятору 10 тока многомерного регулятора 8 тока в соответствии с выражением

:з з

Во втором сумматоре 26 суммируются два сигнала: сигнал, пропорциональный i;, и сигнал, пропорциональный выражению который вырабатывается в блоке извлечения квадратного корня 23 и проходит через нелинейный элемент 25 с характеристикой типа кривой намагничивания с коэффициентом 1/х, где xmas — индуктивное сопротивление обмотки возбуждения. Суммарный сигнал на выходе сумматора 26 является заданием i,< регулятору 12 тока многомерного регулятора 8 токов. Заданные значения токов „,,, l„,,д на входах соответствующих регуляторов 8 токов сравниваются с из5

55 меренными значениями действительных токов обмотки возбуждения „ь компенсационной обмотки „и преобразованными из действительных токов якоря эквивалентными составляющими токов !,d и с,, по осям d u q.

Действительные токи фазных обмоток якоря, обмотки возбуждения и компенсационной обмотки измеряются датчиками 14, 15 и 16 токов соответственно, а фазные токи, кроме этого, преобразуются в блоке обратного преобразования переменных в эквивалентные составляющие тока якоря 4 и i„. На выходах регуляторов тока вырабатываются соответствующие сигналы задания напряжения тиристорных преобразователей компенсационной обмотки 3 и обмотки 4 возбуждения и после преобразования в блоке 7 прямого преобразования — сигналы управления для непосредственного преобразователя

2 частоты. В результате соответствующие регуляторы многомерного регулятора токов поддерживают заданные значения токов якоря и индукторы во всех режимах КСД.

Предлагаемое устройство, формирующее задания токов в соответствии с требуемым моментом и потокосцеплением якоря, обеспечивает пропорциональность между током и моментом двигателя, равенство нулю реактивной мощности, потребляемой им при меньшем по сравнению с известным электроприводом токе компенсационной обмотки в

/.) фз+ (-» . m/4 .) раз, где ф„х, — потокоS сцепления якоря и индуктивное сопротивление рассеяния.

Предлагаемое устройство характеризуется меньшими потерями электрической энергии и лучшим использование электродвигателя по теплу.

Электропривод, содержащий синхронный электродвигатель, многофазная обмотка якоря которого подсоединена к непосредственному преобразователю частоты, компенсационная обмотка — к реверсивному тиристорному преобразователю, обмотка возбуждения — к управляемому преобразователю, датчик скорости, датчик углового положения ротора, датчики токов якорных обмоток двигателя, блоки прямого и обратного преобразования переменных, блок многомерного регулятора токов обмоток электродвигателя, состоящий из регуляторов токов по продольной и поперечной осям поля статора, регуляторов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения каждый с двумя входами, при этом выходы регуляторов токов по продольной и поперечной осям статора подключены к входам блока прямого преобразования переменных, выход которого соединен с управляющими входами непосред

1277346

Составитель В. Тарасов

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 6675/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ственного преобразователя частоты, а выходы регуляторов токов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения подключены соответственно к реверсивному тиристорному преобразователю и управляемому преобразо вателю, блок задания момента и потокосцепления с соответствующими выходами, к которому подключен датчик скорости, входы блока обратного преобразования переменных подключены к датчику углового положения ротора и датчикам токов якорных обмоток электродвигателя, а выходы — к первым входам регуляторов токов по продольной и поперечной осям поля статора, выходы датчиков токов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения подключены соответственно к первым входам регуляторов тока компенсационной обмотки возбуждения, входы блока прямого преобразования переменных подключены к датчику углового положения ротора, отличаюшайся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и ис- 20 пользования электродвигателя, в него введены три блока деления, два блока возведения в квадрат, два суммирующих элемента, блок извлечения квадратного корня и нелинейный элемент с характеристикой типа кривой намагничивания, причем входы первого и второго блоков деления соединены с выходом задания момента блока задания момента и потокосцепления, вход первого блока возведения в квадрат и вход второго блока деления подключены к выходу задания и потокосцепления блока задания момента и потокосцепления, выход первого блока деления подключен к вторым входам регуляторов тока по поперечной оси поля статора и компенсационной обмотки, выход второго блока деления подключен к входу второго блока возведения в квадрат, а выходы обоих блоков возведения в квадрат подключены к входам первого суммирующего элемента, выход которого подключен к блоку извлечения квадратного корня, выход блока извлечения квадратного корня подключен к первому и третьему блокам деления и к входу нелинейного элемента, к третьему блоку деления подключен также выход второго блока возведения в квадрат, выход третьего блока деления подключен к второму входу регулятора тока по продольной оси поля статора и к второму суммирующему элементу, второй вход которого подключен к выходу нслинейного элемента, а выход — к второму входу регулятора тока обмотки возбуждения.