Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемым электроприводам, построенным на базе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, и может быть использовано в системах общепромышленного назначения. Целью изобретения является повышения точности регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя. В электропривод с асинхронным электродвигателем 1, автономным инвертором напряжения 2, датчиком 3 токов статора введены блок 8 восстановления токов статора, блок 9 восстановления ЭДС ротора и датчик 10 напряжений статора, выходы которого подключены к пофазно объединенным соответствующим входам блоков 8 и 9. Другие входы блока 9 подключены к выходам датчика 3 токов статора, а выходы - к соответствующим входам блока 8, соединенного выходами с входами блока сравнения. Это позволяет исключить из контура регулирования тока статора помехи в выходных сигналах датчика 3 токов статора, благодаря чему повышается точность регулирования токов статора и частоты вращения ротора. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.,Я0„„Б52 З (51)5 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ AEHT СССР

f (21) 4383220/24-07 (22) 25.02.88 (46) 23.03.90. Бюл. - )1 (71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина (72) Н.Л.Архангельский, Б.С.Курнышев, С.К.Лебедев, В.В.Пикунов и А.Б.Виноградов (53) 621.316.71 8(088.8) (56) Кашканов В.В. Управление силовым преобразователем в замкнутом токовом контуре. — В кн.: Силовые вентильные преобразователи. — Новосибирск, 1984, с. 82-89.

Авторское свидетельство СССР

Р 1354380, кл. Н 02 P 7/42, 1985, (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемым электроприводам, построенным на базе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, и может быть использовано в системах обще2 промышленного назначения. Целью изобретения является повышение точности регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя. В элекTpoI!pHBop с асинхронным .лектродвигателем 1, автономным инвертором 2 напряжения, датчиком 3 токов статора введены блок 8 восстановления токов статора, блок 9 восстановления ЭДС ротора и датчик 10 напряжений статора, выходы которого подключены к пофазно объединенным соответствующим входам блоков 8 и 9. Другие входы блока 9 подключены к выходам датчика 3 токов статора, а выходы — к соответствующим входам блока 8, соединенного выходами с входами блока сравнения. Это позволяет исключить нз контура регулирования тока статора помехи в выходных сигналах датчика

3 токов статора, благодаря чему повышается точность регулирования токов статора и частоты вращения ротора.

5 ил.

1552333

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемым злектроприводам, построенным на базе асинхронных электр двигателей с корот-

5 козамкнутым ротором, H мо .ет быть использовано в системах общепромышленного назначения, Цель изобретения — повышение точНости регулирования токов статора и частоты вращения асинхронного электродвигателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг, 2 — схема блока вычисления линей- 5 алых комбинаций токовых ошибок; на фиг. 3 — схема блока определения знаков токовых ошибок; на фиг. 4 — схеМа блока восстановления токов статора на фиг. 5 — схема блока восстаНовления ЭДС ротора.

Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 (фиг. 1), подключенный обмотками статора к соответствующим выходам автономного инвертора 2 напряжения через датчик 3 токов статора, блок 4 сравнения с двумя парами входов и двумя выходами, блок 5 задания, выходы которого подключены к первой паре входов блока

4 сравнения, блок 6 определения знаков токовых ошибок и блок 7 вычисления линейных комбинаций токовь|х ошибок, два входа которого подключены к соответствующим выходам блока 4 сравнения, а выходы подключены к соответствующим входам блока 6 определения знаков токовых ошибок, соединенного выходами с соответствующими управляющими входами автономного ин- 40 вертора 2 напряжения. В электропри.ь вод введены блок 8 восстановления токов статора, блок 9 восстановления

ЭДС ротора и датчик 10 напряжений статора. 45

Блок 7 вычисления линейных комбинаций токовых ошибок (фиг. 2) выполнен с двумя масштабными элементами 11 и 12 и сумматором 13, подключенным к их выходам. Блок 6 определе- >0 ния знакоа токовых ошибок выполнен с тремя релейными элементами 14-16 (фиг. 3).

Блок 8 Восстановления токов статора (фиг. 4) выполнен с двумя сумматорами 17 и 18, тремя парами масштабных элементов 19-24 и двумя интеграторами 25 и 26, выходы которых образуют выходы названного блока и подключены соответственно к входам масштабных элементов 19 и 20 (первой пары), соединенных выходами с первыми входами сумматоров 17 и 18. Вторые входы сумматоров 17 и 18 подключены соответственно к выходам масштабных элементов 21 H 22 (второй пары). Третьи входы сумматоров 17 и

18 подключены соответственно к выходам масштабных элементов 23 и 24 (третьей пары), выходы сумматоров

17 и 18 подключены к входам соответствующих интеграторов 25 и 26, а входы масштабных элементов 21-24 второй и третьей пар образуют соответственно первую и вторую пары входов блока

8 восстановления токов статора„

Блок 9 восстановления ЭДС ротора (фиг. 5) выполнен с двумя парами сумматоров 27-30, тремя парами масштабных элементов 31-36, двумя интеграторами 37 и 38 и двумя релейными элементами 39 и 40, выходы которых образуют выходы блока 9 и подключены соответственно к входам масштабных элементов 31 и 32 (первой пары) соединенных выходами с первыми входами сумматоров 27 и 28 соответственно.

Вторые входы сумматоров 27 и 28 подключены соответственно к выходам масштабных элементов 33 и 34 (второй пары). Третьи входы сумматоров 27 и 28 подключены к входам соответствующих интеграторов 37 и 38. Выходы интеграторов 37 и 38 соединены соответственно с входами масштабных элементов

33 и 34 второй пары и е первыми входами сумматоров 29 и 30, выходы которых подключены к входам соответствующих релейных элементов 39 и 40.

Входы масштабных элементов 35 и 36 третьей пары и вторые входы сумматоров 29 и 30 образуют, соответственно первую и вторую пары входов блока 9 восстановления ЭДС ротора.

При этом выходы датчика 10 напряжений статора подключены к пофазно соединенным входам первых пар входов блока 9 восстановления токов статора и блока 9 восстановления ЭДС ротора,, вторая пара входов которого подключена к выходам датчика 3 токов статора, а выход — к второй наре входов блока 8 восстановления токов статора, соединенного выходами с .второй парой входов блока 4 сравнения.

Электропривод работает следующим образом.

5 1552

Датчик 3 токов статора вырабатывает сигналы I, Ic, пропорциональные фазным токам статора асинхронного двигателя 1. Датчик 10 напряжений

5 статора вырабатывает сигналы UA „ U пропорциональные фазным напряжениям статора, Сигналы UA, Uc поступают с выходов датчика 10 напряжения статора на объединенные пофазно первые пары входов блока 8 восстановления токов статора и блока 9 восстановления ЭДС ротора, сигналы Iä, I поступают с выходов датчика 3 токов статора на вторую пару входов блока

9 восстановления ЭДС ротора, который

Формирует .на выходах сигналы Е,, х

F.,,пропорциональные оценкам фазных значений ЭДС ротора.

В блоке 9 восстановления ЭДС ротора интеграторы 37 и 38, масштабные элементы 31-36, сумматоры 27 и

28 обеспечивают реализацию следующих дифференциальных уравнений:

dIä RsLa + Т к

+ 25 л +,, ц л ,Е е

Ь 1.„-L.

4Ic R5La + ? к

dt L LR 1. c L L L

Сигналы Iäh, Т, пропорциональные оценкам фазных токов статора асинхронного двигателя 1, формирун.тся в блоке

8 восстановления токов статора, в котором с помощью масштабных элементов

19-24, интеграторов 25 и 26, сумматоров 17 и 18 реализуются следующие

- дифференциальные уравнения: л

J IA . Я1,д Lк — — = — — — -- Iq+ — — --z ПАdt зэк- .. 15 к-1.

40 1. — — — - —. Ел, Ь,1.,-L л

С1 Т

«с = — ----- I + ---- Ц,—

dt Ь,Ь -Ь с L5LR Lm Ñ л — -» — — E

LssLR-Ь с У

45 Lm л — — — — — Е

Е?, -т, с Кроме того, пары интегратор — . масштабный элемент 25, 19 и 26, 20 представляют собой фильтры низкой частоты, на которых выделяются и

Фильтруются импульсные сигналы ЕАсп

Е, соответствующие действительным ср значениям фазных ЭДС ротора, при этом исключаются помехи в выходных сигналах датчика 3 токов статора, а сигналы IA, I на выходе блока 8 восстановления токов статора пропорциональны Оействительным фазным токам ста% если Ык > О, если hI+ (О, если Ы, >О если 5I (О л

E,signAIA= л +

Eå а Ип с

+Е где К,L L L — параметры схемы замещения асинхронного электродвигателя 1;

IA,I — вычисленные значения фазных токов статора.

Сигналы Т,, Т. и IA, I пофазно сравниваются с помощью сумматоров 29 и

30 в соответствии с уравнениями

+ 4.

Ь?д=Т4 А и

he =I+-I с с с „ \, а результаты сравнения воздействуют иа релейные элементы 39 и 40, с выхода которых получают импульсные сигналы Ед, Е в соответствии с уравнениями где E — постоянная величина, Ес>0.

333 6

В установившемся режиме работы блока, когда его свободное двлижение закончено, средние значения Гл, .А с соответствуют л

Е> =Ел, с

= p сс1 - с ° л

Переменные Е>, Ес создают такой вектор управления движением блока, чтобы слежение за вектором тока статора осуществлялось во всех режимах работы реального двигателя, т.е. чтобы в каждом канале обратная связь была бы отрицательной в любой Мо мент„времени. Импульсные сигналы л . EA, Ec изменяются с частотой много больше, чем фазные значения напряже" ния и тока статора асинхронного двигателя в электроприводе, Кроме того, высокая частота переключений релейных элементов 39, 40 обеспечивает малое свободное движение системы. л

Сигналы 1А, F. поступают с выхода блока 9 восстановления ЭДС ротора на вторую пару входов блока 8 восстановления токов статора.

- т

L Ic в

-6Т ;6Х поступают ня ения знаков тоформчрует выU по уравнетора асинхронного электроцвигатеЛ1 1. и

Выходные сигналы I>, Х„блока 8 восстановления токов статора поступа5 ют на втору70 пару вхОЦОВ блока 4 срав пения, на первую пару входов котороГО ITocò 17;»oò сиГнЯ11г» Ip с ВыхО/77 дов блока 5 задания, БПОк сРЯ1371Рл11351 4 ф07эмиГУет cI33 II;!лы 61, AIc но следующим уравнениям:

Л 4=,7. - j-S3 сг с"

Сигналы Ь I 77, Л I с IIO cry!7a!oT ходы блока 7 вьг1исления линейных коь;бичац3ий токовг»х ошибок, который формирует Вь1ходные сигналы Б,, S„, Б,. по следующим уравнениям:

Си налы Б39 Бг р S3 входы блока 6 Определ

EOBb1X O1tI15O7(KOTOPbIÉ ходнг»= сигналы U,, U ниям

) -Uo, если Б >0, 30

3 О,. если Бг) 0

U:=-SiР77 S

Г " . I-U если S с0 г (-Uo, ec.-, Б, 0

;,н Б = -U если Б (0, 0 я — 3

Где 1.„- пОстоянная величина, U,) О, Сигналы U<, U>, U- поступают на управляющие входы автономного инвер-, торя 2 напряжения.

1.аким образом,. введение блока 8 40 восстановления токов статора, блока

9 восстановления ЗДС ротора, датчика

10 напряжений статоря позволяет исключить из контура регулирования тока

: статора помехи в выходньгх сигналах 45 датчика 3 токов статоря, 1то позволяет рея71изовать контур регулирования тока статора без координатных преобразоьЯнии фазных перемРнных и вьгчисления вектора эквивалентного ня- 50 пряжения стяторя двиГятеля, ЗслРдст

ВИЕ ЭТ01 О ПОВИ17ЯЕТСЯ ТОЧНОСТЬ РЕГУ гп3роВания токов стят Оря и чястоты вращения ротора асинхронного элек .,О ЦВИ вЂ”, 1 Т ЛЯ g СРЯВНЕ1П1И C И дэ сп 13Ь373

РЕШЕ77ИЕМ Ф

:т Q p ì ó J.3 à I s о б р е т ения

Злектропривод, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенны1 обмотками статора к соответствующим выходам автономного инвертора напряжения, выполненного с тремя управляющими входами, датчик токов статора с двумя выходами, блок сравнения с двумя парами входов и двумя выходами, блок задания, выходы которого подключены к первой паре входов Олока сравнения, блок определения знаков токовых ошибок с тремя репейными элементами, входы и выходы которых образуют соответству7ощие входы и выходы названного блока, блок вычисления линейньг..комбинаций токовых ошибок с двумя масштабными элементами и с сумматором, подключенным к их Выходам, при этом два входа блока вычисления линейных комбинаиий токовых ошибок, образованные входами масштабных элементов, подключень. к соответствующим выходам блока сраВнения, а выходы, образованные выхода6 ми масштабных элементов и сумматора, подключенг» к соответствуюшим входам блока определения знаков токовых ошибок, соединенного выходами с соответствующими управляющими входами автономного инвертора напряжения, о т л и ч а 1о шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования токов статора и частоты вращения асинхронного электродвигателя, введены блок восстановления токов статора, блок восстановления ЗДС ротора и датчик напряжений статора, причем блок восстановления токов статора выполнен с. двумя сумматорами, тремя парами масштабных элементов и двумя интеграторами, выходы которых Образуют выходь1 названного блока и подключены соответственно к входам масштàбнг»х элементов первой пары, соединенньгх выходами с первыми входами соответствующих сум7аторов, BTopbIB входы которых подключены соответственно к выходам масштабных элементов

Второй пары, третьи входы сумматоров подключены соответственно к выходам масштабных элементов третьей пары, выходы сумматоров подключены к входам соответствующих интеграторов, а входы масштабных элементов Второй и третьей пар образуют соответственно первую и Вторую пару входoB блока восстановления токов статора, блок восстановления ЗДС ротора вьп1олнен с двумя парами сумматоров,. тремя нарами масштабных элементов, двумя ин91 15 теграторами и двумя релейными элементами, выходы которых образуют выходы названного блока и подключены соответственно к входам масштабных элементов первой пары,.соединенных выходами с первыми входами сумматоров первой пары, вторые входы которых подключены соответственно к выходам масштабных элементов второй пары, третьи входы сумматоров первой. пары подключены соответственно к выходам масштабных элементов третьей пары, выходы сумматоров первой пары подключены к входам соответствующих интеграторов, соединенных выходами соответственно с входами масштабных элементов второй пары и с первыми входами сумматоров второй пары, выходы

52333 10 которых подключены к входам соответствующих релейных элементов, а входы масштабных элементов третьей пары и вторые входы сумматоров второй пары

5 образуют соответственно первую и вторую пару входов блока восстановления

ЭДС ротора, при этом выходы датчика напряжений подключены к пофазно

1ð объединенным входам первых пар входов блока восстановления токов статора и блока восстановления ЭДС ротора, вторая пара входов которого подключена к выходам датчика токов статора, а выходы — к второй паре входов блока восстановления токов статора, соединенного выходами с второй парой входов блока сравнения.

1552333 с Ед

4М) иг, Составитель А.Жилин

Редактор Е.Папп Техред Л.Олийнык Корректор B.Êàáàöèé Заказ 338 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101