Частотнорегулируемый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем управления асинхронными электроприводами. Система управления 10 позволяет повысить помехозащищенность и точность регулирования за счет измерения угла между вектором тока статора и потокосцепления ротора. Это достигается за счет дополнительного введения в частотно-регулируемый электропривод датчика фазового угла 12, двух функциональных преобразователей 14, 15 и регулятора угла 13. Дополнительно вырабатывается сигнал коррекции скольжения ди) , ускоряющий перевод вектора тока статора в новое положение , соответствующее требуемому значению электромагнитного момента асинхронной машины. 1 ил. (О (Л 1чЭ со го ел оэ

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3890495/24-07 (22) 29.04.85 (46) 23.02.87. Бюл. Р 7 (71) Пермский политехнический институт (72) А.M.Костыгов, В.И.Петренко и M.ß.Êðèâèöêèé (53) 62-83:621. 313. 333. 072.9 (088. 8} (56) Сандлер А.С. и др. Автоматическое частотное управление асинхронным двигателем. — M. Энергия, 1974, с. 145-155.

Авторское свидетельство СССР

В 907751, кл. Н 02 P 7/42, 1978.

Электрооборудование промьппленных предприятий. Сб ° статей, вып. У1, Чебоксары, 1978, с. 72-75.

Авторское свидетельство СССР

9 955483, кл. Н 02 P 7/42, 1979 .

„„SU„„1292156 А 1 (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем управления асинхронными электроприводами. Система управления 10 позволяет повысить помехозащищенность и точность регулирования за счет измерения угла между вектором тока статора и потокосцепления ротора. Это достигается за счет дополнительного введения в частотно-регулируемый электропривод датчика фазового угла 12, двух функциональных преобразователей 14, 15 и регулятора угла 13. Дополнительно вырабатывается сигнал коррекции скольжения ьи), ускоряющий перевод к вектора тока статора в новое положение, соответствующее требуемому значению электромагнитного момента асинхронной машины. 1 ил.

1292156

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем управления асинхронными электроприводами с вентильными преобразователями частоты.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности за счет повышения помехозащищенности и точности отработки управляющих сигналов в динамике. f0

На чертеже представлена блок-схема частотно-регулируемого электролривода.

Частотно-регулируемый электропривод содержит асинхронный двигатель

l подключенный через инвертор 2 к управляемому выпрямителю 3, соединенному с регулятором 4 тока. Задающий вход регулятора 4 тока соединен через функциональный преобразователь

5 сигнала задания момента в сигнал задания модуля вектора тока статора с выходом регулятора 6 скорости. Вход обратной связи регулятора 6 скорос25 ти соединен с датчиком 7 частоты вращения, а выход регулятора скорости— с входом функционального преобразователя 8 сигнала задания момента в сигнал задания угла между вектором тока

30 статора и потокосцепления ротора.

Вход обратной связи регулятора 4 тока подключен к датчику 9 тока. Электропривод содержит также систему 10 управления инвертором 2, сумматор ll, выход которого подключен к системе 35

10 управления. Первый вход сумматора

11 соединен с датчиком 7 частоты вращения.

В электропривод введены датчик 12 фазового угла, регулятор 13 угла, функциональный преобразователь 14 фазового угла между током и напряжением статора асинхронного двигателя 1 в угол между векторами тока статора 45 и потокосцепления ротора, функциональный преобразователь 15 сигнала задания момента в сигнал задания скольжения. Выход регулятора 13 угла соединен с вторым входом сумматора

11, а задающий вход регулятора 13 угла — с функциональным преобразователем 8. Вход обратной связи регулятора 13 угла соединен через функциональный преобразователь 14 с датчиком 12 фазового угла. Третий вход сумматора 11 связан через функциональный преобразователь 15 с выходом регулятора скорости.

Регулятор угла реализует пропорциональную функцию и может быть, например, синтезирован методом модального управления на основе разделения движений в асинхронном электроприводе и линеаризации уравнений для электромагнитных процессов.

Датчик фазового угла осуществляет преобразование многофазной системы токов и напряжений в векторные величины и измерения угла между векторами поля и напряжения.

Электропривод работает следующим образом.

На вход регулятора 6 скорости посв тупают два сигнала — сигнал задания частоты вращения и обратной связи по частоте вращения с датчика 7 частоты вращения. Выходной сигнал регулятора скорости пропорционален заданному значению частоты скольжения ротора

Чд„1. Этот сигнал поступает на входы трех функциональных преобразователей.

Первый функциональный преобразователь 5 формирует сигнал задания контура регулирования тока, который поступает на вход регулятора 4 тока.

Сигнал обратной связи по току посту пает с,датчика 9 тока и подается на вход обратной связи регулятора тока, выходной сигнал которого управляет выпрямителем 3. Сигнал с выхода регулятора 6 скорости задает опорное значение абсолютного скольжения в функции требуемого момента электропривода посредством второго функционального преобразователя. После суммирования сигнала скольжения д ), с сигналом обратной связи по частоте вращения, поступающим с датчика 7 частоты вращения, результирующий сигнал определяет частоту инвертора и поступает в систему 10 управления инвентором. Настройка функциональных преобразователей 5 и 15 определяется выбранным законом частотного управления, 1

Для повышения быстродействия в динамических режимах в системе дополнительно вырабатывается сигнал коррекции скольжения а )„, ускоряющий перевод вектора тока статора в новое положение, соответствующее требуемому значению электромагнитного момента асинхронной машины. Корректирующий сигнал ь>„ поступает на третий вход сумматора 11, где складывается с сигналом опорного сколь1292156 жения д ) . При этом опорное скольжение ьо3 характеризует значение скольжения в установившемся режиме с заданным моментом, а корректирующий сигнал скольжения учитывает электромагнитную инерцию асинхронной машины и обеспечивает необходимую форсировку по частоте.

Сигнал коррекции скольжения вырабатывается регулятором 13 угла между 10 вектором тока статора i и потокоS сцеплением ротора V в функции рассогласования заданного значения и действительного значений угла 6 . Информацию об угле О можно получить, используя датчик фазового угла. Связь сигнала, характеризующего угол 8, с ,измеренным фазовым углом Y осущест вляется с помощью четвертого функционального преобразователя 14. Сиг- 20 нал, пропорциональный углу, поступает на вход обратной связи регулятора 13 угла. Сигнал задания ло углу.

8 поступает с регулятора 6 скорости через функциональный преобразователь

8, который реализует зависимость угла 8 от электромагнитного момента машины, соответствующую выбранному закону частотного управления.

Так как датчик 12 фазового угла позволяет получить информацию о текущих мгновенных значениях угла в реальном темпе протекания электромагнитных переходных процессов, система регулирования угла 9, включаю- 35 щая регулятор угла 8, датчик фазового угла и функциональный преобразователь 8, при соответствующей настройке регулятора обеспечивает повышенное быстродействие и высокую динамическую точность регулирования аргумента вектора тока статора — угла 8, а следовательно, и момента двигателя. Причем это достигается без применения дифференцирующих звеньев, что существенно повышает помехазащищенность системы.

Кроме того, система регулирования

"угла 6 обеспечивает повышенную точ ность регулирования момента и потокосцепления в установившемся режиме, что позволяет снизить требования к точности измерения частоты вращения.

Таким образом, применение в предлагаемом электроприводе датчика фазового угла, регулятора угла и функциональных преобразователей повышает его динамическую точность и помехазащищенность.

Формула изобретения

Частотно-регулируемый электропривод, содержащий асинхронный двигатель, подключенный через инвертор к управляемому выпрямителю, соединенному с регулятором тока, задающий вход которого соединен через функциональный преобразователь сигнала задания момента в сигнал задания модуля вектора тока статора с выходом регулятора скорости, вход обратной связи которого соединен с датчиком частоты вращения, а выход — с входом функционального преобразователя сигнала задания момента в сигнал задания угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора, вход обратной связи регулятора тока подключен к датчику тока, систему управления инвертором, связанную с выходом сумматора, первый вход которой соединен с датчиком частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности за счет повышения помехозащищенности и точности отработки управляющих сигналов в динамике, введены датчик фазового угла, регулятор угла, функциональный преобразователь фазового угла между током и напряжением статора асинхронного двигателя в угол между векторами тока статора и потокосцепления ротора, функциональный преобразователь сигнала задания момента в сигнал задания скольжения, причем второй вход сумматора соединен с выходом регулятора угла, задающий вход которого соединен с функциональным преобразователем сигнала задания момента в сигнал задания угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора, вход обратной связи регулятора угла соединен через функциональный преобразователь фазового угла между током и напряжением статора асинхронного двигателя в угол между векторами тока статора и потокосцепления ротора с датчиком фазового угла, а третий вход сумматора через функциональный преобразователь сигнала задания момента в сигнал saдания скольжения подключен к выходу регулятора скорости.