Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводами. Целью изобретения является повышение точности определения координат асинхронного двигателя в статических и динамических режимах работы. В устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики 2 фазных токов статора и датчики 4 фазных напряжений статора, введены два блока умножения 13,14, сумматор и релейный элемент 12, выход которого соединен с дополнительными входами блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора и блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора. Каждый из указанных блоков 6,7 снабжен двумя дополнительными блоками умножения. При этом обеспечивается формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе, благодаря чему повышается точность. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А2

{ 1) Н 02 P 5/402

ГОСУДАРСТВЕННЬ!Й HGMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1399882 (21) 4413663/24-07 (22) 21.04.88 (46) 30,06.90. Бюп. 1I - 24 (71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина (72) Н.Л.Архангельский, Б.С.Курньппев, С.К.Лебедев, В.В.Пикунов и С.А,Рубцов (53) 621.316.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1399882, кл. Н 02 P 5/402, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В РЕГУЛИРУЕИОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводами. Целью изобретения является повьппение точности QII ределения координат асинхронного дви„„80„„1575285 гателя в статических и динамических режимах работы. В устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики 2 фазных токов статора и датчики 4 фазных напряжений статора, введены два блока умножения 13, 14, сумматор и релейный элемент 12, выход которого соединен с дополнительными входами блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора и блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора. Каждый из укаханных блоков 6, 7 снабжен двумя дополнительными блоками умножения. При этом обеспечивается формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе,благодаря чему повьппается точность.3 ил.

3 1575285 4

Изобретение относится к электро,технике, а именно к устройствам для определения координат асинхронного двигателя, может быть использовано в регулируемых асинхронных электроприэ водах и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N- 1399882.

Цель изобретения — повышение точности определения координат асинхрон- 10 ного двигателя в регулируемом электроприводе в статических и динамических режимах работы.

На фиг.! представлена функциональная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе; на фиг.2 схема блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора; на фиг.3 — схема блока вычисления состав-2О ляющих вектора тока статора.

Устройство для определения коорI динат асинхронного двигателя 1 (фиг. 1) содержит датчики 2 фазных токов статора, подключенные выходами к входам блока 3 преобразования токов, датчики 4 фаэных напряжений статора, подключенные выходами к входам блока 5 преобразования напряжений, блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, снабженный пятью входами, блок 7 вычисления составляющих вектора тока статора, снабженный девятью входами, два элемента 8 и

9 сравнения, три релейных элемента

10 — 12, два умножителя 13 и 14 и сумматор 15.

Первая пара входов блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора объединена пофазно 40 с первой парой входов блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора, с первыми входами соответствующих элементов 8 и 9 сравнения и подключена к выходам блока 3 преобразова- 45 ния токов, вторая пара входов объединена пофазно с второй парой входов блока 7 и подключена к выходам первого 10 и второго 11 релейных элементов, дополнительный пятый зход блока

6 объединен с дополнительным девятым входом блока 7 и подключен к выходу третьего релейного элемента 12, выходы блока 6 подключены к третьей паре входов блока 7, четвертая пара входов которого подключена к выходам бло-55 ка 5 преобразования напряжений статоМ ра, а выходы блока 7 подключены к вторым входам соответствующих элементов 8 и 9 сравнения, выходы которых подключены к входам первого 10 и второго 11 релейных элементов. Выходы первого 10 и второго 11 релейных элементов подключены к первым входам соответственного первого 13 и второго

14 умножителей, вторые входы которых пофаэно подключены к выходам блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, а выходы — соответственно к первому и второму входам сумматора 15, выход которого подключен к входу третьего релейного элемента 12.

Блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора (фиг.2) содержит два сумматора 16 и 17, два апериодических звена 18 и 19, выходы которых образуют выходы укаэанного блока, а входы подключены к выходам сумматоров 16 и 17 соответственно,. две пары масштабных элементов 20 и

21, 22 и 23, входы которых образуют первую и вторую пару входов блока, а выходы подключены к первым и вторым входам сумматоров 16 и 17 соответственно, к третьим входам которых подключены выходы умножителей 24 и 25, первые входы которых объединены и образуют дополнительный пятый вход блока 6, вторые входы умножителей 24 и

25 пофазно подключены к выходам апериодических звеньев 18 и 19 соответственно.

Блок 7 вычисления составляющих вектора тока статора (фиг.3) образуют два сумматора 26 и 27, два апериодических звена 28 и 29, выходы которых образуют выходы указанного ! блока, а входы подключены к выходам сумматоров 26 и 27 соответственно,четыре пары масштабных элементов 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35, 36 и 37, входы образуют соответственно первую, вторую, четвертую и третью пары входов блока 7, выходы масштабных элементов 30, 32, 34 и 36 и 31, 33, 35 и 37 подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам сумматоров 26 и 27 соответственно, к пятым входам которых пофаэно подключены выходы умножителей 38 и 39, первые входы которых объединены и образуют дополнительный вход блока 7, а вторые входы объединены пофазно с третьей парой входов указанного блока.

dI Ь ж"

° В ° ае

К L

К,Lя

Ф.

U » I

Sa( т

- 1.т ЗЫ ья(1 L R- LJ я m (4)

" яс

LÄ(1 Ь„- 1. ) Е.

Е. Ь„- Е.

1. Ь„-Ь

1Е,"

В

ЗИ -U

2 /

dt L Ья

К 1.

L (1. 1.„- L„) 1

111.я- Lт (5) 1в

Х

5 Й t кь (1 »

L(LLL) 1 я ф

1 L„-L

30 Х (= Х sign (I - I ); (Ц)

Х@ Хо sign (Iz> - Е ), (9) где Х вЂ” амплитуда управляющих воздействий.

В установившемся режиме работы. устройства, когда его свободное движение закончено, средние значения перемен-. х, =-я „ (lo)

40 РсР (11)

Для осуществления следящего режима за направлением вектора потокосцепления ротора в уравнения (4 ) -(7 ) введено дополнительное слагаемое вида о где р — переменный параметр, который .обращается в нуль в устано50 вившемся режиме.

Согласно уравнениям (10) и(11) векФ торы Х и (y „ортогональны. Но условие ортогональности выполняется лишь в одном случае, когда р=0. При 4 0 в

55 уравнения (4) (7) входят другие переменные: х = х + pq (13) х - х + pq (14) где R К „, L, L,1 щ — параметры асинхронного двигателя;

Х, Х вЂ” дополнительные переменные; — переменный параметр.

Проекции вычисленного вектора потокосцепления ротора формируются в блоке 6, реализукицем следующие дифференциальные уравнения:

dy" К„ К 1.„

%et — + ° I +X+ p g» .(6)

-Д 1я Ra(Ея se(w Д () (7)

Составляющие вектора тока статора

I>, E>@, полученные на выходе блока

3 преобразования токов, и составляющ е Е;иэ Е, у сфорроване Hà Выходах блока 7, сравниваются с помощью элементов 8 и 9 сравнения. Результаты сравнения воздействуют на релейные элементы 10 и 11, с выходов которых получают импульсные сигналы Х,, Х

:модулированные во времени, выполняющие функцию управляющих воздействий в контуре регулирования:

5 1575285 6

Устройство для определения коор- обобщенных векторов тока Е,Ы. Ез и динат асинхронного двигателя в регу- напряжения 11, Ц5 статора в декартолируемом электроприводе работает сле- вой Системе координат o(, p неподвиждующим образом. ной относительно статора асинхронБлок 3 преобразования токов и блок ного двигателя.

5 преобразования напряжений осущест- Проекции вычисленного вектора тока

Ф Ф вляют преобразование фазных токов и статора I><, I> формируются в блоке иапряжений, поступающих с соответству- 7, реализующем следующие дифференциющих датчиков 2 и 4, в составляющие 10 альные уравнения:

1575285 которые не ортогональны вектору потокосцепления ротора.

Таким образом, условие р 0 соответствует ортогональному взаимному расположению векторов Х и у». В этом случае выполняется условие х -х (15) что свидетельствует о выполнении равенства . „=V (16)

Умножители 13 и 14, сумматор 15 и релейный элемент 12 выполняют сле1 дующую опер аиию: р= R„õ, + ц » х„(17) где р — импульсный сигнал, характеризующий степень отклонения

» векторов Х и от орто" гонального расположения, Уравнение (17 ) является скалярным произведением двух векторов Х и оно обращается в нуль в случае ортогонального расположения этих векторов, таким образом должно выполняться условие

Х. у =0. (18)

Переменные Х,!, Х создают такой ! вектор управления движением устройства, чтобы слежение за вектором тока статора и направлением вектора потокосцепления ротора осуществлялось во всех режимах работы реапьного асинхронного двигателя таким образом, чтобы в каждом канале обратная связь быпа отрицательной в любой момент времени.

Сигналы Х, Х, р изменяются с частотой намного больше, чем напряжение и ток асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе. Кроме того, высокая частота переключений обеспечивает малое свободное движение системы.

Таким образом, введение в предпалгаемое устройство сумматора, двух умножителей, релейного элемента, двух умножителей в блок вычисления составляющих вектора потокосцеппения ротора и образование их связей с остальными элементами схемы обеспечивают формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе,благодаря чему в сравнении с известным

55 устройством повышается точность определения координат асинхронного двигателя.

Формула изобретения

Устройство для определения координат асинхронного двигателя в ре гулируемом электроприводе по авт.св.

У 1399882, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повьрпения точности определения координат асинхронного электропривода в статических и динамических режимах работы, введены дополнительный сумматор, дополнительный релейный элемент и два умножителя, блок вычисления составлякицих вектора потокосцепления ротора снабжен двумя умножителями, первые входы которых объединены и образуют дополнительный пятый вход указанного блока, вторые входы указанных умножителей подключены к выходам соответствующих апериодических звеньев, а выходы — к дополнительным входам соответствующих сумматоров блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, блок вычисления составляющих вектора тока статора снабжен двумя умножителями, первые входы которых объединены и образуют дополнительный девятый вход указанного блока, вторые входы указанных умножителей объединены пофазно с третьей парой входов блока вычисления составлякщих вектора тока статора, а выходы умножителей подключены к дополнительным входам соответствукзцих сумматоров блока вычисления составляющих вектора. тока статора„ при этом первые входы введенных в указанное устройство умиожителей объединены пофазно с вторыми парами входов блоков вычисления составляющих векторов, тока статора и потокосцепления ротора и подключены к выходам соответствующих релейных элементов, вторые входы введенных умножителей подключены пофазно к выходам блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, дополнительный пятый вход которого и дополнительный девятый вход блока вычисления составлякщих вектора тока статора объединены и подключены к выходу дополнительного релейного элемента, соединенного входом с выходом дополнительного сумматора.

Составитель А.Жилин Фиг.,У

Редактор А.Огар Техред M.Цндык. Корректор В,Кабаций

Заказ 790 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

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