Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в гребных электрических установках ледоколов, в тяговом электроприводе. Целью изобретения является повьппение перегрузочной способности электрет -.привода. Указанная цель достигается введением в электропривод датчика 15 ЭДС Холла, интегратора 16, квадраторов 17, 18, сумматора 19, блока 20 сравнения, задатчика 21 амплитуды сл U) со ю iU ю Фи&1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН

А1 (19) (111 (51) 4 Н 02 К 7 00

Kf(.

1 и „„., ° 13

ГКИИН(1ТЩ„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3975322/24-07 (22) 15.11;85 (46) 23.08.87. Бюл.Ф 31 (71) Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева (72) Ю.П.Сонин, Ю.Г.Шакарян, Ю.И.Прусаков и И.В.Гуляев (53) 62 1.313.3.072.9 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 490247, кл.Н 02 Р 5/34, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 1083320, кл. Н 01 P 7/42, 1982. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в гребных электрических установках ледоколов, в тяговом электроприводе.

Целью изобретения является повышение перегрузочной способности электро.

;привода. Указанная цель достигается введением в электропривод датчика

15 ЭДС Холла, интегратора 16, квадраторов 17, 18, сумматора 19, блока 20 сравнения, задатчика 21 амплитуды!

33 магнитного потока и блока 22 преобразований магнитных потоков. Датчик

15 установлен в воздушном зазоре асинхронного двигателя (АД) с фаэным ротором. В электроприводе благодаря введению укаэанных блоков осуществляется контроль ортогональности векторов тока статора и результирующего магнитного потока воздушного зазора

АД 1. При этом достигается максимальное значение электромагнитного вра2427 щающего момента АД 1 при данных значениях тока статора АД 1 и результирующего магнитного потока в воздушном зазоре АД 1 или обеспечивается минимальный ток статора при данной нагрузке на валу АД 1 и заданном значении магнитного потока. Последнее приводит к снижению электрических потерь в обмотках статора АД 1 и тиристорах преобразователя 2 частоты, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемым электроприводам, построенным на основе асинхронных двигателей с фазным ротором, и может быть использовано, например, в гребных электрических установках ледоколов, в тяговом электроприводе, где возможен режим упора, большие перегрузки по моменту и требуется глубокое регулирование скорости.

Цель изобретения — повышение перегрузочной способности электропривода путем поддержания ортогональности результирующих векторов тока якоря и магнитного потока воздушного зазора °

На фиг.1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг.2 векторная диаграмма для асинхронного двигателя с фазным ротором.

Электропривод содержит асинхронный двигатель 1 (фиг.1) с фазным ротором, статорные и роторные обмотки которого подключены соответственно к выходам преобразователя 2 частоты статора и преобразователя 3 частоты ротора, каждый из которых выполнен с тремя управляющими входами, датчики 4 фазных токов статора, подключенные выходами к управляющим входам блока 5 преобразований токов статора, датчики 6 фазных напряжений статора, подключенные выходами к входам для опорных сигналов блока 5 преобразований токов статора и к входам датчика, 7 частоты токов статора, выход которого подключен к второму управляющему входу преобразователя 2 частоты статора, блоки 8 и 9 заданий

?5

40 амплитуд напряжений статора и ротора, подключенные выходами к первым управляющим входам соответственно преобразователей 2 и 3 частоты статора и ротора, блок 10 заданий постоянной частоты токов ротора, подключенный выходом к второму управляющему входу преобразователя 3 частоты ротора, умножитель 11, первый вход которого соединен с первым выходом блока 5 преобразований токов статора, умножитель 12, первый вход которого соединен с вторым выходом блока 5 преобразований токов статора, а выходы умножителей 11 и 12 подключены к входам первого сумматора 13, выход которого подключен к входу первого интегратора 14, соединенного выходом с третьим управляющим входом преобразователя 2 частоты статора, В электропривод введены датчик

ЭДС Холла 15, установленный в воздушном зазоре асинхронного двигателя с фазным ротором, второй интегратор 16, квадраторы 17 и 18, второй сумматор

19, блок 20 сравнения,задатчик 21 амплитуды магнитного потока и блок

22 преобразований магнитных потоков воздушного зазора, входы которого подключены к выходам датчика ЭДС Холла 15 и к выходам датчика 6 фазных напряжений статора, а выходы — к входам квадраторов 17 и 18,выходы которых подключены к входам второго сумматора 19, соединенного выходом с входом блока 20 сравнения, к другому входу которого подключен выход задатчика 21 амплитуды магнитного потока, При этом выход блока 20 сравнения

1332427

4 подключен к входу второго интеграто- чивающий одинаковую скорость вращера 1, соединенного выходом с третьим ния магнитных полей статора и ротоуправляющим входом преобразователя ра, 3 частоты рото а. р р При тяжелых пусках или перегруэЭлектропривод работает следующим ках двигателя включается система огобразом. раничения предельного результируюРегулирование скорости вращения щего магнитного потока в его воздушосуществляется по двум каналам. ном зазоре. Выходные сигналы с датчиПо первому каналу (якорного регули- 1р ка Холла 15, пропорциональные величирования) блок 8 задания амплитуды нам магнитных напряжения статора воздействует на воздушного зазора по осям фаз обмофаэу управления выпрямительного зве- ток статора (или Р и — по двум на преобразователя 2 частоты статора осям статора) прео разуются с помоб и регулирует тем самым его выходное !5 щью блока 22 преобразований магнитнапряжение. По второму каналу (регу- ных потоков в составляющи Ф„ Р лирование возбуждения) блок 9 зада- нулевой част е вой частоты, представленные в

1 ния амплитуды напряжения ротора оп- осях х и у с у, синхронно вращающихся ределяет амплитуды выходного напря- с полем двигател П я. осле возведения жения преобразователя 3 частоты рото- р в квадрат составляющих магнитного ра. потока к квадраторах 17 и 18 и сумПри подаче папряжения питания на мирования их во втор втором сумматоре 19 преобразователи частоты статора 2 и входной сигнал с последнего, пропорротора 3 блок 10 за ания д постоянной циональный квадрату амплитуды магнитчастоты токов ото а ( р р (задает посто- 26 ного потока Р в воздушном зазоре янную частоту порядка 3-5 Гц) откры- двигателя 1, поступает на вход блока вает управляемые вентили (тиристоры) 20 сравнения Н а другои вход последпреобразователя 3 частоты ротора и него поступает сигнал от задатчика по обмотке ротора асинхронного двигателя 1 начинает протекать трехфаэ- р в воздушном зазоре двигателя, С выхоный низкочастотный ток возбуждения, да блока 20 сравнения сигнал рассогсоэдающий вращающееся магнитное поле. ласования + и 4 я с помощью астатичесТак как вначале ротор асинхронного кого регулятора 16, выполненного в двигателя 1 неподвижен, то от дагчи- виде интегратора, преобразуется в ка 7 частоты токов статора, подклю- сигнал напряжения смещения + Ь(J „ и ченного к датчику 6 фазных нап яжеу ф х напряже- подается на третий управляющий вход ний, на управляюшлй вход преобразователя 2 частоты статора (на управ. ляющии вход инвентора) поступают сигналы ynpaB72HHH с частотой пита- 4р дения I тока намагничения ip=l+i, ния ротора Л., открывающие управ- чтобы обеспечить постоянство резульляемые вентили. При этом на обмотке статора асинхронного двигателя 1 з зоре машины = = const в протекает трехфазный ток и создается соответствии с заданной величиной и ° рщщма1нит}!Оеполефкоторое40дновременин при вращении в одном направлении и датчика 4 фазных токов статора преобс одинаковой скоростью с полем рото- разуются с помощью блока 5 преобразора взаимодействует с ним, создавая ваний токов статора в составляющие вращающий момент. Когда последний нулевой частоты i превысит момент сопротивления нагруз- ные в осях х и у. Выходные сигналы ки.ротор асинхронного двигателя 1 с блока 22 преобразований магнитных начнет вращаться ° потоков, представляющие собой составС выхода датчика 7 частоты токов ляющие нулевой частоты Р „ Ф и тоЯ« статора снимается после этого сигнал ки i,,i поступают на умножители 11

« с частотой, равной сумме или разнос- и 12, осуществляющие перемножение одти частот вращения Ы „ и питания рото- ноименных составляющих потока Ф и . ы =ы„сг, (1) ра и т.е. Ы =и +и тока i, и таким образом на выходе поступающий на управляющий вход преоб- умножителя 11 получают Ф „ 1„, а на раэователя 2 частоты статора и обеспе- выходе умножителя 12 — Ф i .

p + i p =О. х 9 (2)

Полученное условие реализуется с помощью сумматора 13 и астатического регулятора 14, выполненного в виде интегратора, сигнал с выхода которого при невыполнении (2) поступает на управляющий вход преобразователя

2 частоты статора (на управляющий вход инвертора) и определяет смещение фазы управляющих импульсов до тех пор, пока не выполнено условие (2) ортогональности векторов тока и потока. При этом достигается максимальное значение электромагнитного вращающего момента двигателя М=М„ „,=

= Фр 1 при данных значениях тока I статора и результирующего магнитноГо потока У в его воздушном зазоре.

Ипи при данной нагрузке на валу и заданном значении магнитного потока обеспечивается минимальный ток стато15

25

30 ра и, следовательно, минимальные электрические потери в обмотках статора и тиристорах преобразователя 2 частоты статора.

Асинхронный двигатель с фазным ротором в электроприводе обладает свойствами и характеристиками компенсированного двигателя постоянного тока 40 с независимым или компаундным возбуждением. При этом бесколлекторная вентильная машина характеризу-ется высокой кратностью воскового и максимального момента, динамической устойчи- 45 востью, высокими энергетическими показателями, возможностью регулирования скорости вращения во всем диапазоне двигательного и генераторного режима работы.

По сравнению с вентильным двигателем постоянного тока на базе синхронной машины асинхронный двигатель с фаэным ротором обеспечивает коммутацию тока в обмотке якоря с частотой возбуждения при неподвижном роторе в режиме упора. Последнее позволяет снизить установленную мощность главного преобразователя — преобразова5 133242

В электроприводе с асинхронным двигателем с фаэным ротором осуществляется контроль ортогональности векторов тока статора и результирующего магнитного потока воздушного зазора двигателя (фиг.2), что выполняется при условии равенства нулю их скалярного произведения Ф =О или в координатах (х,у): 10 теля якоря и самого двигателя, работающих в условиях тяжелых повторных пусков-. Это имеет важное значение для тягового электропривода и гребного электропривода судов ледокольного типа.

Таким образом, введение в электропривод датчика ЭДС Холла, дополнительных интегратора и сумматора, двух квадраторов, блока сравнения, задатчика амплитуды, магнитного потока и блока преобразований магнитных потоков определяет поддержание в асинхронном двигателе с фазным ротором ортогональности результирующих векторов тока якоря и магнитного потока воздушного зазора, благодаря чему в сравнении с известным решением повышается перегрузочная способность электропривода.

Формула изобретения

Электропривод,содержащий асинхронный двигатель с фаэным ротором, статорные и роторные обмотки которого подключены соответственно к выходам преобразователей частоты статора и ротора, каждый иэ которых выполнен с тремя управляющими входами, датчики фаэных токов статора, подключенные выходами к управляющим входам блока преобразований токов статора, выполненного с двумя выходами, датчики фаэных напряжений статора, подключенные выходами к входам опорных сигналов блока преобразований токов статора и к входам датчика частоты токов статора, блоки заданий амплитуд напряжений статора и ротора, подключенные выходами к первым управляющим входам соответственно преобразователей частоты статора и ротора, блок задания постоянной частоты токов ротора, подключенный выходом к второму управляющему входу преобразователя частоты ротора, два умножителя, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока преобразований токов статора, а выходы умножителей подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к входу первого интегратора, соединенного выходом с третьим управляющим входом преобразователя частоты статора, отличающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способСоставитель А.Жилин

Редактор M. Áëàíàð Техред М.Дидык

Корректор С.Шекмар

Заказ 3842/50 Тираж 659 Подписно

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква Ж-35, Раушская наб., д.4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

7 1332427 8 ности путем поддержания в асинхрон- ков фаэных напряжений статора, а выном двигателе с фаэным ротором орто- ходы — к вторым входам двух умножигональности результирующих векторов телей и к входам двух квадраторов, тока якоря и магнитного потока воэ- выходы которых подключены к входам

5 душного зазора, введены датчик ЭДС второго сумматора, соединенного выХолла, установленный в воздушном ходом с одним входом блока сравнения, зазоре асинхронного двигателя с к другому входу которого подключен фазным ротором, второй интегратор, выход задатчика амплитуды магнитного два квадратора, второй сумматор, блок 1ð потока, при этом выход блока сравнесравнения, задатчик амплитуды магнит- ния подключен к входу второго ного потока и блок преобразований интегратора, соединенного выхомагнитных потоков воздушного зазора, дом с третьим управляющим вховходы которого подключены к выходам дом преобразователя частоты родатчика ЭДС Холла и к выходам датчи- 1Б тора.

Электропривод Электропривод Электропривод Электропривод Электропривод 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к асинхронным электродвигателям с встроенным тормозом

Изобретение относится к электромашиностроению

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к самотормо зящимся асинхронным электродвигателям

Изобретение относится к электромапшностроению

Изобретение относится к электромашиностроению , а именно к устройствам измерения мертвых ходов механизмов электроприводов

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электроприводам , включающим электродвигатели с шариковой передачей винт гайка

Изобретение относится к электромашиностроению, к электротехнике, к робототехнике и может быть использовано в любых исполнительных и силовых электроприводах возвратно-поступательного движения: в станкостроении, в робототехнике, в транспорте, в энергетике, во всех технологических процессах, требующих линейного, управляемого перемещения

Изобретение относится к электротехнике, точному машиностроению, робототехнике, в частности к линейным шаговым электромеханизмам, преобразующим импульсы электроэнергии в дискретное линейное перемещение исполнительного механизма, и может быть использовано в силовых и управляемых электроприводах, осуществляющих линейное возвратно-поступательное перемещение рабочих органов без ограничения создаваемых усилий, например в робототизированных системах сварочного, монтажно-сборочного и складского профилей

Изобретение относится к устройствам для выработки электроэнергии в области энергетики, в которой используются альтернативные источники энергии (ветер, проточная вода, обладающие кинетической энергией)

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электроприводам

Изобретение относится к электроприводам, а более конкретно к электроприводам машин и механизмов преимущественно с малыми и средними оборотами вращения валов рабочих органов, и может быть использовано в буровых и насосных устройствах, в гидроусилителях сверхмощных прессов, в карьерных и городских противо-смоговых вентиляторах, экранолетах, а также в производстве электроэнергии
Изобретение относится к машиностроению и к электромашиностроению
Наверх