Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в горно-металлургической промышленности . Целью изобретения является повышение устойчивости и надежности работы и улучшение динамических характеристик электропривода за счет увеличения точности формирования токов ротора асинхронного двигателя. Указанная цель достигается введением в электропривод переменного тока блоков умножения 11, 12, 13, 14, инвертора 15, сумматоров 16, 17. Указанные блоки вxo,ят в состав фазового дискриминатора 6 электропривода. В результате в фазовом дискриминаторе 6 реализуется зависимость ( (icx J-PBOA if a-) гзмд io i-awPi где i,, i,, i,, ip,,- действительные и заданные значения активной и реактивной составляющих тока ротора. Сигнал d 1 поступает на вход регулятора частоты скольжения независимо от реальных изменений величин коэффициентов обратной связи цепей формирования активного и реактивного токов ротора. Наличие такого сигнала на входе регулятора и повышает точность формирования токов. 3 ил. с ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 02 Р 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (? 1) 4096256/24 — 07 (22) 04. 08. 86 (46) 07. 02. 88, Бюл. 1(5 (7 1) Научно-ис следовательский эл ектротехнический институт Г1роизводственного объединения "ХЭ113" (72) В.A.Ррухимович и И.И.Эпштейн (53) 621.313.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 517128, кл. Н 02 P 7/62, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 1037405, кл. H 02 Р 7/42, 1980. (54) ЭПГКТРОПРИВО, 1 ПНРЕ1ГН1НОГО ТОКЛ (57) Изобретение относится K электротехнике и может быть использовано в горно-металлургической промышленности. Целью изобретения является повышение устой чивости и надежности работы и улучшение динамических характеристик электропривопа за счет увеличения точности формирования токов ротора асинхронного двигателя. Указанная цель достигается введением в электропривод переменного тока блоков умножения 11, 12, 13, 14, инвертора 15, сумматоров 16, 17. Указанные блоки вхо,ят в состав фазового дискриминатора 6 электропривода. В результате в фазовом дискриминаторе

6 реализуется зависимость ац = (l ър вад 1 р 1 3 ) / (. г г зад а lnsop)s р 3 „действитель ные и заданные значения активной и реактивной составляющих тока ротора.

Сигнал 1(поступает на вход регулятора частоты скольжения независимо от реальных изменений величин коэффициентов обратной связи цепей формирования активного и реактивного токов ротора. Наличие такого сигнала на входе регулятора и повышает точность формирования токов. 3 ил.

1372578

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу переменного тока на базе машины двойного питания с непосредственным пре5 образователем частоты в цепи ротора, и может быть использовано в механизмах, требующих высоких динамических свойств и повышенной надежности, например, в горно-металлургической про- 1О мышленности при регулировании числа оборотов ротора относительно синхронной скорости питающего поля.

Цель изобретения — повышение устойчивости и надежности работы и улучшение динамических характеристик электропривода за счет увеличения точности формирования токов ротора асинхронного двигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода переменного тока на фиг. 2 — схема фазового дискриминатора; на фиг. 3 — векторная диаграмма тока ротора.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1 (фиг.1) с фазным ротором, регулируемый источник 2 тока, преобразователь

3 координат, формирователь 4 гармонических сигналов, регулятор 5 частоты скольжения, фазовый дискриминатор 6 с блоком деления на выходе, формирователь 7 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, блок 8 обратного преобразования, датчики 9 35 тока и датчики 10 напряжения статора, подключенные выходами к входам блока

8 обратного преобразования.

Обмотки статора асинхронного двигателя 1 с фазным ротором предназна- 4Q чены для подключения к сети, а обмотки ротора подключены к выходу регулируемого источника 2 тока, вход которого соединен с выходом преобразователя 3 координат, первый и вто- 45 рой входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя 4 гармонических сигналов, соединенного входом с выходом регулятора 5 частоты скольжения и с входом обратной связи по частоте скольжения формирователя 7 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, первый выход которого соединен с первым входом фазового дискриминатора 6 и третьим входом преобразователя 3 координат, а вто,рой выход соединен с четвертым входом преобразователя 3 координат. Вход регулятора 5 частоты скольжения соединен с выходом фазового дискриминатора 6, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 8 обратного преобразования, соединенного третьим выходом с входом обратной связи по реактивному току статора формирователя 7 сигналов задания активного и реактивного токов ротора, В фазовый дискриминатор 6 введены первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 блоки умножения (фиг.2), инвертор 15, первый 16 и второй 17 сумматоры. Первые входы первого 11 и четвертого 14 блоков умножения соединены и образуют первый вход фазового дискриминатора 6.

Первые входы второго 12 и третьего

13 блоков умножения соединены и образуют четвертый вход фазового дискриминатора 6, подключенный к второму выходу формирователя 7 сигналов задания активного и реактивного то1 ков ротора.

Вторые входы первого 11 и второго 12 блоков умножения соединены и образуют второй вход фазового дискриминатора 6. Вторые входы третьего

13 и четвертого 14 блоков умножения соединены и образуют третий вход фазового дискриминатора 6. Выходы первого 11 и третьего 13 блоков умножения соединены соответственно с с первым и вторым входами первого сумматора 16, выход которого соединен с входом для делителя блока 18 деления. Выход четвертого блока 14 умножения соединен с входом инвертора 15, выходы второго блока 12 умножения и инвертора 15 соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора 17, выход которого соединен с входом для делимого блока 18 деления.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Обмотки ротора электродвигателя 1, подключенные к регулируемому источнику 2 тока, подвергаются управляющему воздействию со стороны системы регулирования. Сигналы задания выходных токов регулируемого источника 2 тока поступают с выходов преобразователя 3 координат. На его входы подаются гармонические сигналы sin g t, cos p t с выходов формирователя 4 гармонических сигналов и сигналы заданулю.

В рассматриваемом электроприводе сигнал d q формируется таким образом, чтобы ослабление величины токов ротора по сравнению с сигналами задания, а также величина коэффициента обратной связи цепей формирования сигналов активного и реактивного тГ>ков ротора не влияли на качество и устойчивость работы электропривода во всем диапазоне рабочих частот.

Это обеспечивается формированием в фазовом дискриминаторе 6 сигнала путем выделения его из сигнала

40

1а (1)

1 1 а Зад р 3ар, Для этого нужно, чтобы входными сигналами фазового дискриминатора 6 были сигналы задания активного и реактивного токов ротора и сигналы реальных значений активного и реактивного токов ротора

При о= О

1р

1р

3>А а

1 а 3ад (2) з 13725 ния активного и реактивного токов ротора с выходов формирователя 7 сигналов задания активного и реактивного токов ротора. Частота сигналов sin et, cos p t пропорциональна

5 величине аналогового сигнала, поступающего на вход формирователя 4 гармонических сигналов с выхода регулятора 5 частоты скольжения. Этот же аналоговый сигнал служит сигналом обратной связи по частоте скольжения для формирователя 7 сигналов задания активного и реактивного токов ротора.

Сигнал обратной связи по реактивному току статора формируется в блоке

8 обратного преобразования и поступает на вход обратной связи по реактивному току статора формирователя 7 сигналов задания активного и реактивного токов ротора.

Входным сигналом регулятора 5 частоты скольжения является выходной сигнал Л фазового дискриминатора 6.

Так как сигнал является входным сигналом астатического регулятора (регулятора 5 частоты скольжения), при появлении ненулевого значения

d q выходной сигнал регулятора 5 частоты скольжения меняется таким образом, чтобы сигнал Л(" стал равным

78 где К коэффициент ослабления, который может меняться с изменением частоты скольжения привода. момент времени, в который принять за начальный, то имеЕсли аЧ= О, ем:

1 =Ki

Нач а Зад (3)

1 К! рвач р3ад

При появлении ненулевого значения фазового рассогласования (ь у О, фиг.3) имеем:

1а 1-а а нам а3 (4) 1 = 1 41

Р нач

С учетом малого значения д имеем:

51 = QADI 1

COS У =.3 i COS

=И 1,, (5) 41 = 4i s nq =3qi sing

=Лф 1

Тогда из (1) с учетом (2-5) получаем:

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, регулируемый источник тока, преобразователь координат, формирователь гармонических сигналов, регулятор частоты скольжения, фазовый дискриминатор с блоком деления

la 1 РЗа* 1 p 1а Зад (6)

Д б

+ ръаЛ а а За*

Выражение (6) реализуется в фазовом дискриминаторе 6 с помощью блоков

11-18.

Таким образом, введение в фазовый дискриминатор блоков умножения, сумматоров и инвертора обеспечивает образование входного сигнала 4 для регулятора частоты скольжения вне зависимости от реальных изменений величин коэффициентов обратной связи цепей формирования активного и реактивного токов ротора, благодаря чему в сравнении с известным решением увеличивается точность формирования токов, исключается возможность попадания системы регулирования скорости электропривода в неустойчивый режим работы и повышается надежность работы.

1372578 на выходе, формирователь сигналов за. дания активного и реактивного токов ротора, блок обратного преобразования, датчики тока и напряжения статора, йодключенные выходами к входам

5 блока обратного преобразования, обмотки статора асинхронного двигателя с фазным ротором предназначены для подключения к сети, а обмотки ротора подключены к выходу регулируемого источника тока, вход которого соединен с выходом преобразователя координат, первый и второй входы которого с.оединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя гармонических сигналов, соединенного входом с выходом регулятора частоты скольжения и с входом обратной связи по частоте скольжения формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, первый выход которого с.оединен с первым входом фазового дискриминатора и третьим входом преобразователя координат, а второй выход соединен с четвертым входом преобразователя координат, вход регулятора частоты скольжения соединен с выходом фазового дискриминатора, второй и третий входы которого со30 единены соответственно с первым и вторым выходами блока обратного преобразования, соединенного третьим выходом с входом обратной связи по реактивному току статора формирователя сигналов задания активного и реактив- З5 ного токов ротора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности работы и улучшения динамических характеристик электропривода за счет увеличения точности формирования токов ротора, в фазовый дискриминатор введены первый, второй, третий и четвертый блоки умножения, инвертор, первый и второй сумматоры, первые входы первого и четвертого блоков умножения соединены и образуют первый вход фазового дискриминатора, первые входы второго и третьего блоков умножения соединены и образуют четвертый вход фазового дискриминатора, подключенный к второму выходу формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, вторые входы первого и второго блоков умножения соединены и образуют второй вход фазового дискриминатора, вторые входы третьего и четвертого блоков умножения соединены и образуют третий вход фазового дискриминатора, выходы первого и третьего блоков умножения соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с входом для делителя блока деления, выход четвертого блока умножения соединен с входом инвертора, выходы второго блока умножения и инвертора соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого соединен с входом для делимого блока деления.

1372578

13 72578 ражие (p

Составитель А.Жилин

Техред N.дидык

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор 11.Òóïèöà

Заказ 498/54 Тираж 583 Подписное

ВНИИГП1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-п.l. øt.ðафннеc Kîå предприятие, г. Ужгород, у.t. 11р екlная, 4