Устройство векторного управления скоростью асинхронного двигателя

Авторы патента:

H02P21/04 - Устройства для управления или регулирования электродвигателей путем управления ориентацией поля; управление вектором

Владельцы патента RU 2524507:

Суховерхов Анатолий Игоревич (RU)
Шилов Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым приводам переменного тока, и может быть использовано для минимизации потерь электроэнергии при питании асинхронных электродвигателей, применяемых для насосов, вентиляторов и других машин и механизмов. Технический результат заключается в поддержании максимального и постоянного КПД двигателя во всем допустимом диапазоне изменения внешнего момента при заданной угловой скорости. Технический результат достигается тем, что в структуру предложенного устройства вводится вычислительный блок, который в условиях незначительной вариации внешнего момента М_с рассчитывает параметры скорости и потокосцепления. Это позволяет без применения датчика скорости, механически связанного с валом двигателя, и блока датчиков главного потокосцепления, размещаемых в зазоре статора, поддерживать максимальный и постоянный КПД двигателя во всем допустимом диапазоне изменения внешнего момента при заданной угловой скорости. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока, и может использоваться для минимизации потерь электроэнергии при питании асинхронных электродвигателей, применяемых для насосов, вентиляторов и других машин и механизмов.

Известен «Способ управления многофазным инвертором и устройство для его осуществления» (патент РФ на изобретение №1458951), содержащий инвертор, силовые выходы которого через датчики фазного тока подключены к статорным обмоткам асинхронного электродвигателя, а управляющие входы, через блок формирования управляющих импульсов, и связанный с датчиками фазного тока блок ШИМ-регулятров тока соединены с выходами прямого преобразователя двухфазно-трехфазных координат, выходы которого подключены к выходам прямого преобразователя декартовых координат, при этом ортофазный и синфазный входы прямого преобразователя декартовых координат соединены с выходами соответственно регулятора ортофазного тока и регулятора синфазного тока, задающий вход регулятора ортофазного тока подключен к выходу регулятора момента, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, задающим входом подключенного к блоку задания скорости.

Существенными признаками, общими с заявляемым устройством, являются: преобразователь двухфазно-трехфазных координат (в заявляемом устройстве блок фазных преобразований), преобразователь декартовых координат (в заявляемом устройстве блок координатных преобразований), контура регулирования токов статора, асинхронный двигатель.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются следующие недостатки аналога: высокие потери электроэнергии в асинхронном двигателе.

Известно устройство «Трансвектор» (Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. - М.: Энергия, 1979, с.431-437, рис.9-19), которое содержит блок регулирования переменных; контур регулирования намагничивающей составляющей тока статора и контур регулирования активной составляющей тока статора; первый и второй блоки координатных преобразований; блок векторного фильтра; первый, второй и третий блоки фазных преобразований; преобразователь частоты; блок датчиков тока фаз статора; блок датчиков главного потокосцепления двигателя; датчик угловой скорости; асинхронный двигатель; причем выходы блока регулирования переменных соединены с входами первого блока координатных преобразований, дополнительные входы первого блока координатных преобразований соединены с выходами блока векторного фильтра; выходы первого блока координатных преобразований соединены с входами первого блока фазных преобразований; входы первого блока фазных преобразований соединены с управляющими входами преобразователя частоты, выходы которого соединены с асинхронным двигателем; в воздушном зазоре асинхронного двигателя установлен блок датчиков главного потокосцепления, выходы которого соединены с входами третьего блока фазных преобразований; дополнительные входы третьего блока фазных преобразований соединены с выходами второго блока фазных преобразований, входы которого соединены с выходами блока датчиков тока фаз статора; выходы третьего блока фазных преобразований соединены с входами блока векторного фильтра; выходы второго блока фазных преобразований соединены с входами второго блока координатных преобразований, дополнительные входы которого соединены с дополнительными выходами блока векторного фильтра; выходы блока векторного фильтра, второго блока координатных преобразований и датчика угловой скорости двигателя, механически связанного с валом двигателя, соединены с входами блока регулирования.

Недостатками аналога является снижение коэффициента полезного действия (КПД) асинхронного двигателя при изменении момента нагрузки.

Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является «Система векторного управления скоростью асинхронного двигателя» (патент РФ на изобретение №2422979, патент на полезную модель №100688).

На фиг.1 изображена структурная схема «Система векторного управления скоростью асинхронного двигателя», содержащая: 1 - блок регулирования переменных; 2 - модуль вычисления экстремальных значений составляющих тока статора; 3 - модуль вычисления электродвижущей силы (ЭДС) и перекрестных связей; 4 - контур регулирования намагничивающей составляющей тока статора; 5 - контур регулирования активной составляющей тока статора; 6 - первый блок координатных преобразований; 7 - первый блок фазных преобразований; 8 - преобразователь частоты; 9 - второй блок координатных преобразований; 10 - второй блок фазных преобразований; 11 - блок датчиков тока фаз статора; 12 - блок векторного фильтра; 13 - третий блок фазных преобразований; 14 - блок датчиков главного потокосцепления; 15 - датчик угловой скорости; 16 - асинхронный двигатель.

Существенными признаками прототипа, общими с заявляемым устройством, являются: блок регулирования переменных, состоящий из модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, из модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей, контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора и контура регулирования активной составляющей тока статора, а также из первого блока координатных преобразований, первого блока фазных преобразований; преобразователя частоты; второго блока координатных преобразований; второго блока фазных преобразований; блока датчиков тока фаз статора; блока векторного фильтра; третьего блока фазных преобразований и асинхронного двигателя.

Недостатком прототипа являются необходимость наличия датчика угловой скорости, механически связанного с валом ротора асинхронного двигателя, а также наличия блока датчиков главного потокосцепления, размещенных в зазоре статора, что приводит к ограничению применения системы векторного управления скоростью асинхронного двигателя.

Задачей предполагаемого изобретения является замена датчика угловой скорости, механически связанного с валом ротора асинхронного двигателя, а также блока датчиков главного потокосцепления, размещенных в зазоре статора, на блок вычисления, который, при условии незначительных вариациях внешнего момента М_с и на основании параметров асинхронного

двигателя и тока фаз, позволяет рассчитывать значения угловой скорости и потокосцепления, что дает возможность поддержания максимального и постоянного КПД асинхронного двигателя при незначительном изменении внешнего момента М_с

Для достижения технического результата устройство векторного управления скоростью асинхронного двигателя содержит блок регулирования переменных, состоящий из модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей, контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора и контура регулирования активной составляющей тока статора, причем первый вход контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора соединен с первым выходом модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, на входы которого поступают сигналы заданной угловой скорости двигателя и момента сопротивления, соответствующего этой скорости; первый выход контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора соединен с первым входом первого блока координатных преобразований, а второй вход первого блока координатных преобразований соединен с выходом контура регулирования активной составляющей тока статора; выход первого блока координатных преобразований соединен со входом первого блока фазных преобразований, а выход первого блока фазных преобразований соединен со входом преобразователя частоты; первый вход контура регулирования активной составляющей тока статора соединен со вторым выходом модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, второй вход контура регулирования активной составляющей тока статора соединен со вторым выходом модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей, причем первый выход модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей соединен со вторым входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора; на входы модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей поступают сигналы обратных связей по намагничивающей и активной составляющим тока статора с выходов второго блока координатных преобразований, по величине главного потокосцепления ротора с выхода блока векторного фильтра, также выход векторного фильтра соединен с четвертым входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора, второй выход векторного фильтра соединен с вторым входом второго блока координатных преобразований, а также с третьим входом первого блока координатных преобразований, вход векторного фильтра соединен с выходом третьего блока фазных преобразований; один из выходов второго блока координатных преобразований соединен с третьим входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора, второй выход второго блока координатных преобразований соединен с третьим входом контура регулирования активной составляющей тока статора; вход второго блока координатных преобразований соединен с выходом второго блока фазных преобразований, а также со вторым входом третьего блока фазных преобразований, вход третьего блока фазных преобразований соединен с выходом блока датчиков тока фаз статора.

Для достижения технического результата вместо датчика угловой скорости, механически связанного с валом ротора асинхронного двигателя, а также блока датчиков главного потокосцепления, которые необходимо размещать в зазоре статора, используется вычислительный блок для расчета величины главного потокосцепления и угловой скорости на основании параметров асинхронного двигателя и тока фаз статора.

На фиг.2 приведена структурная схема заявляемого «Устройства векторного управления скоростью асинхронного двигателя», где:

1 - блок регулирования переменных;

2 - модуль вычисления экстремальных значений составляющих тока статора;

3 - модуль вычисления электродвижущей силы (ЭДС) и перекрестных связей;

4 - контур регулирования намагничивающей составляющей тока статора;

5 - контур регулирования активной составляющей тока статора;

6 - первый блок координатных преобразований;

7 - первый блок фазных преобразований;

8 - преобразователь частоты;

9 - второй блок координатных преобразований;

10 - второй блок фазных преобразований;

11 - блок датчиков тока фаз статора;

12 - блок векторного фильтра;

13 - третий блок фазных преобразований;

14 - вычислительный блок;

15 - асинхронный двигатель.

Блок регулирования переменных (1) содержит модуль вычисления экстремальных значений проекций тока статора (2), модуль вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей (3), причем первый вход контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора (4) соединен с первым выходом модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора (2), на входы которого поступают сигналы заданной угловой скорости двигателя и момент сопротивления, соответствующего этой скорости; выход контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора (4) соединен с первым входом первого блока координатных преобразований (6), выход которого соединен со входом первого блока фазных преобразований (7), второй вход первого блока фазных преобразований (6) соединен с выходом контура регулирования активной составляющей тока статора (5), выход первого блока фазных преобразований (7) соединен с входом преобразователя частоты (8); первый вход контура регулирования активной составляющей тока статора (5) соединен со вторым выходом модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора (2), второй вход контура регулирования активной составляющей тока статора (5) соединен со вторым выходом модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей (3), причем первый выход модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей (3) соединен со вторым входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора (4); на входы модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей (3) поступают сигналы обратных связей по намагничивающей и активной составляющим тока статора с выходов второго блока координатных преобразований (9), а по величине потокосцепления ротора с выхода блока векторного фильтра (12), также выход векторного фильтра (12) соединен с четвертым входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора (4), вход векторного фильтра (12) соединен с выходом второго блока фазных преобразований (13); второй выход векторного фильтра (12) соединен со вторым входом второго блока координатных преобразований (9), а также с третьим входом первого блока координатных преобразований (6); первый выход второго блока координатных преобразований (9) соединен с третьим входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора (4), второй выход второго блока координатных преобразований (9) соединен с третьим входом контура регулирования активной составляющей тока статора (5); первый вход второго блока координатных преобразований (9) соединен с выходом третьего блока фазных преобразований (10) и со вторым входом второго блока фазных преобразований (13), вход которого соединен с первым выходом вычислительного блока (14); вход третьего блока фазных преобразований (10) соединен с выходом блока датчиков тока фаз статора (11); на вход модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей (3) поступают сигналы по угловой скорости со второго выхода вычислительного блока (14), выход блока датчиков тока фаз статора (11) соединен с входом вычислительного блока (14), на второй вход которого поступают параметры асинхронного двигателя.

Работа заявляемого устройства может быть описана следующим образом: вычислительный блок 14 на основе сигналов блока датчиков тока фаз статора двигателя 11 и параметров асинхронного двигателя вычисляет значения физических переменных асинхронного двигателя 15, третий блок фазных преобразований 13, второй блок фазных преобразований 10, второй блок координатных преобразований 9 и блок векторного фильтра 12 осуществляют трехфазно-двухфазное преобразование токов статора, пересчет значений токов из неподвижной системы координат (α, β), связанную со статором электродвигателя в систему координат (x, y), вращающуюся синхронно с магнитным полем электродвигателя и ориентированную по вектору потокосцепления ротора, а также вычисляют значение модуля вектора потокосцепления ротора. Вычисленные значения i_sx, i_sy, ψ_rи ω являются сигналами обратных связей, поступающих на вход блока регулирования переменных 1. Блок регулирования переменных 1 на основании сигналов обратных связей и заданного значения скорости формирует на своих выходах сигналы, соответствующие заданным значениям проекций напряжения статора u_sx и u_sy. Эти сигналы, проходя

через первый блок координатных преобразований 6 и первый блок фазных преобразований 7, преобразуются в фазные напряжения, поступающие на входы преобразователя частоты 8, тем самым, задавая необходимый режим работы двигателя.

Введение в структуру управления вычислительного блока позволяет избежать основного недостатка применения «Системы векторного управления скоростью асинхронного двигателя», т.к. дает возможность избежать установки датчика угловой скорости, механически связанного с валом ротора асинхронного двигателя, и избежать установки блока датчиков главного потокосцепления, размещаемых в зазоре статора, но при этом увеличивается относительная погрешность КПД асинхронного двигателя.

Для устройства векторного управления скоростью асинхронного двигателя, КПД асинхронного двигателя определяется выражением:

$η = \frac{ω}{k_{2} {(\frac{k_{1}}{k_{2} + k_{3} ω^{β}})}^{0,5} + k_{1} {(\frac{k_{1}}{k_{2} + k_{3} ω^{β}})}^{- 0,5} + ω}$

где $k_{1} = \frac{4 (r_{s} L_{r}^{2} + r_{r} L_{m}^{2})}{3 p^{2} L_{m}^{2}}$ , $k_{2} = \frac{3 r_{s}}{L_{m}^{2}}$ , $K_{3} = \frac{Δ P_{с т .. н о м .}}{314^{β} ψ_{r н о м}^{2}}$ , r_s и r_r - активные сопротивления обмоток, L_r - индуктивность обмотки ротора, L_m - взаимная индуктивность обмоток, ΔР_ст..ном и ψ_rном - номинальные значения потерь в стали и потокосцепления ротора, β≈1,2 - коэффициент, зависящий от марки стали, p - число пар полюсов обмотки статора, ω - угловая скорость, полученная путем вычисления, на основании параметров асинхронного двигателя и тока фаз. Сравнительный анализ относительной погрешности поддержания максимального КПД для векторного управления скоростью асинхронного двигателя показывает, что при наличии датчика угловой скорости двигателя и блока датчиков потокосцепления не превышает 2%, а при использовании вычислительного блока, с помощью которого вычисляются значения угловой скорости и главного потокосцепления, не превышает 4%.

На фиг.3 представлены полученные в ходе компьютерного моделирования сравнительные диаграммы КПД асинхронного электродвигателя типа 4A200L4 при управлении с помощью системы «Трансвектор» (светлые колонки), с помощью «Системы векторного управления скоростью асинхронного двигателя» (серые колонки) и при управлении с помощью заявляемого устройства (черные колонки).

Результаты эксперимента в полной мере подтверждают аналитические выкладки и позволяют сделать следующие выводы. В условиях незначительной вариации внешнего момента М_с КПД электродвигателя η, при управлении посредством заявляемого устройства, постоянен и максимален. Управление двигателем с помощью заявляемого устройства позволяет поддерживать максимальный КПД при любом допустимом значении М_с с относительной погрешностью не более 4%.

Устройство векторного управления скоростью асинхронного двигателя, содержащее блок регулирования переменных, состоящий из модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей, контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора и контура регулирования активной составляющей тока статора, причем первый вход контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора соединен с первым выходом модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, на входы которого поступают сигналы заданной угловой скорости двигателя и момента сопротивления, соответствующего этой скорости; первый выход контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора соединен с первым входом первого блока координатных преобразований, второй вход первого блока координатных преобразований соединен с выходом контура регулирования активной составляющей тока статора; выход первого блока координатных преобразований соединен с входом первого блока фазных преобразований, а выход первого блока фазных преобразований соединен с входом преобразователя частоты; первый вход контура регулирования активной составляющей тока статора соединен с вторым выходом модуля вычисления экстремальных значений проекций тока статора, второй вход контура регулирования активной составляющей тока статора соединен со вторым выходом модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей, причем первый выход модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей соединен со вторым входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора; на входы модуля вычисления электродвижущей силы и перекрестных связей поступают сигналы обратных связей по намагничивающей и активной составляющим тока статора с выходов второго блока координатных преобразований, по величине главного потокосцепления ротора с выхода блока векторного фильтра, также выход векторного фильтра соединен с четвертым входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора, вход векторного фильтра соединен с выходом третьего блока фазных преобразований, второй выход векторного фильтра соединен со вторым входом второго блока координатных преобразований и третьим входом первого блока координатных преобразований; первый выход второго блока координатных преобразований соединен с третьим входом контура регулирования намагничивающей составляющей тока статора, второй выход второго блока координатных преобразований также соединен с третьим входом контура регулирования активной составляющей тока статора, вход второго блока координатных преобразований соединен с выходом второго блока фазных преобразований и со вторым входом третьего блока фазных преобразований; вход второго блока фазных преобразований соединен с выходом блока датчиков тока фаз статора, отличается тем, что для поддержания максимального и постоянного КПД при изменении внешнего момента асинхронного электродвигателя путём вычисления значений потокосцепления и угловой скорости на основании параметров асинхронного двигателя и тока фаз статора введён вычислительный блок, при этом один выход вычислительного блока соединен с входом третьего блока фазных преобразований, а второй соединен с входом модуля вычисления электродвижущей силы (ЭДС) и перекрестных связей, на один из входов вычислительного блока вводятся параметры асинхронного двигателя, а второй соединен с выходом блока датчиков тока фаз статора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования мощности постоянного тока в мощность переменного тока. Техническим результатом является предотвращение быстрых флуктуаций тока, связанных с операциями включения/выключения каждого элемента переключения.

Способ управления асинхронным двигателем // 2513035

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемых асинхронных двигателях. Техническим результатом является упрощение алгоритма управления асинхронным двигателем при наборе и сбросе заданной частоты вращения и при пуске асинхронного двигателя на «выбеге».

Однофазно-трехфазный полупроводниковый реверсивный коммутатор, ведомый однофазной сетью переменного тока // 2507673

Изобретение относится к реверсивным полупроводниковым коммутаторам, ведомым однофазной сетью переменного тока, и предназначено для использования в нерегулируемом электроприводе переменного тока для запуска и работы от однофазной сети трехфазных асинхронных двигателей.

Энергосберегающая система управления асинхронным электроприводом // 2498496

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления электроприводами общепромышленного применения. Технический результат - снижение энергопотребления частотно-регулируемого асинхронного электропривода при снижении нагрузок двигателя ниже номинальных.

Контроллер для системы запуска нагрузки // 2496218

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах запуска нагрузки такой, как электродвигатель. Техническим результатом является понижение пульсирующего тока в сглаживающем конденсаторе даже при ШИМ управлении инвертором в режиме двухфазной модуляции.

Устройство управления для вращающейся машины переменного тока // 2491692

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты вращающейся машины переменного тока и ее схемы возбуждения от перегрузок по току.

Устройство управления для вращающейся машины переменного тока // 2491692

Устройство управления для электродвигателя // 2486658

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателем, имеющего ротор с постоянными магнитами. .

Контроллер для вращающейся машины переменного тока // 2483423

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления возбуждением вращающейся машины переменного тока. .

Контроллер для вращающейся машины переменного тока // 2483423

Инверторное устройство и способ управления инвертором // 2533167

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления инверторным устройством. Техническим результатом является увеличение срока службы переключающих элементов. Инверторное устройство в своей основе включает в себя инвертор (3), компонент (12, 26, 27) детектирования скорости вращения и компонент (9) управления. Инвертор (3) включает в себя множество пар переключающих элементов (Q1-Q6). Компонент (9) управления управляет состоянием включения-выключения переключающих элементов (Q1-Q6), чтобы преобразовывать постоянный ток от источника (1) энергии постоянного тока в переменный ток, попеременно выполняя первое и второе управления, когда скорость вращения двигателя (4), соединенного с переключающими элементами, больше, чем предписанная скорость вращения. Первое управление включает переключающие элементы (Q1, Q3, Q5), которые непосредственно соединены с положительным электродом источника энергии, и выключает переключающие элементы (Q2, Q4, Q6), которые непосредственно соединены с отрицательным электродом источника энергии. Второе управление включает переключающие элементы (Q2, Q4, Q6), которые непосредственно соединены с отрицательным электродом, и выключает переключающие элементы (Q1, Q3, Q5), которые непосредственно соединены с положительным электродом. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Электропривод автономного объекта с вентильным двигателем // 2537957

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в вентильном электроприводе автономных объектов. Техническим результатом является повышение энергоэффективности за счет оптимизации в режиме пуска и использования режима рекуперативного торможения. Электропривод автономного объекта с вентильным двигателем содержит датчик положения ротора, автономный инвертор напряжения, регулятор скорости, тригонометрические преобразователи. Выходы регулятора тока в проекции на ось q и регулятора тока в проекции на ось d подключены к вычислителю, а выход вычислителя подключен к управляющему входу автономного инвертора напряжения, который соединен с обмотками вентильного двигателя через обратную связь по току, через обратную связь по скорости и через обратную связь по потоку в проекции на ось d. 1 ил.

Ограничение тока перегрузки при регулировании питаемых от инверторов трехфазных двигателей // 2539557

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления и/или регулирования при эксплуатации трехфазного двигателя. Технический результат - повышение эффективности и надежности ограничения тока статора при высокой динамике при эксплуатации двигателя. Трехфазный двигатель питается от 3-фазного выпрямителя тока с использованием регулятора (123) тока статора и регулятора (113) частоты скольжения или с использованием регулятора тока статора и регулятора вращающего момента. Для ограничения образующего вращающий момент компонента тока основного колебания тока статора, то есть тока через статор двигателя (N), подводимую к регулятору (113) частоту скольжения или регулятору вращающего момента заданную величину (ω*Sl) ограничивают до максимальной величины (ω*Sl_i_max) частоты скольжения или максимальной величины вращающего момента; для ограничения образующего поток компонента тока основного колебания тока статора ограничивают скорость, с которой изменяется подведенная к регулятору (123) потока статора заданная величина (ψ*S), до максимальной величины (ΔψS,max, на выходе от 119). Максимальную величину (ω*Sl_i_max) частоты скольжения или максимальную величину вращающего момента вычисляют в зависимости от заданной максимальной величины (iS,max) тока для величины основного колебания тока статора и в зависимости от отфильтрованной фактической величины (|iSd|f) образующего поток компонента (iSd) тока основного колебания тока (iS) статора. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство оценивания параметров и процессов асинхронного электродвигателя // 2543495

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматизированной идентификации параметров электропривода с асинхронными электродвигателями. Технический результат - расширение области применения. Устройство содержит трехфазный асинхронный электродвигатель, параметры которого подлежат оцениванию, датчики фазных напряжений статора, датчики фазных токов статора, преобразователь фазных напряжений и преобразователь фазных токов статора, позволяющие преобразовывать фазные напряжения и токи статора в напряжения и токи обобщенной машины, настраиваемую модель асинхронного электродвигателя, пять блоков вычисления оценок параметров, сумматоры. Устройство позволяет оценивать параметры, переменные величины и частоту вращения асинхронного электродвигателя без использования датчиков частоты вращения, углового ускорения и устройств дифференцирования. 8 ил.

Устройство преобразования мощности // 2543502

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях мощности. Технический результат - повышение коэффициента мощности и коэффициента полезного действия. Звено (3) DC содержит конденсатор (3а), подключенный параллельно выходу схемы (2) преобразователя, и выдает пульсирующее напряжение (vdc) звена DC. Схема (4) инвертора преобразует выход звена (3) DC в АС путем коммутации и подает АС в подключенный к ней двигатель (7). Контроллер (5) управляет коммутацией схемы (4) инвертора таким образом, что токи (iu, iv и iw) двигателя пульсируют синхронно с пульсацией напряжения (vin) питания. Контроллер (5) управляет коммутацией схемы (4) инвертора в соответствии с нагрузкой двигателя (7) или рабочим состоянием двигателя (7) и снижает амплитуду пульсации токов (iu, iv и iw) двигателя. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Схема управления синхронным двигателем с постоянными магнитами // 2543998

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие стиральной машины. Технический результат - уменьшение энергопотребления. Схема (1) управления, которая управляет синхронным двигателем (M) с постоянными магнитами, используемым для приведения в действие барабана в стиральных машинах, содержит преобразователь (2), который преобразует напряжение сети переменного тока в напряжение постоянного тока, трехфазный инвертор (3), который инвертирует постоянный ток, получаемый от преобразователя (2), в трехфазный ток (Ia, Ib, Ic), блок (4) оценки скорости и положения, который определяет данные, связанные с положением и скоростью ротора, посредством датчиков напряжения во время запуска и работы двигателя (M), и микроконтроллер (5), который обеспечивает управление двигателем (M) за счет отправки синусоидальных переключающих сигналов в трехфазный инвертор (3) с сигналами, получаемыми от блока (4) оценки скорости и положения. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ оптимального регулирования тягового электропривода автономного транспортного средства с асинхронными тяговыми электродвигателями // 2547123

Способ регулирования тягового привода может быть использован в тяговых асинхронных электроприводах автономных транспортных средств, в том числе пневмоколесных машин, тракторов, а также тепловозов. Обеспечивает работу ДВС на предельной и частичных характеристиках в режимах наибольшей экономичности и распределение тяговых усилий между активными колесами транспортного средства при прямолинейном движении, а при малых скоростях - и на поворотах, аналогичное распределению тяговых усилий в широко применяемом и хорошо зарекомендовавшем себя дифференциальном приводе. Изменения значений обратных связей по напряжению и току обратно пропорционально частоте вращения генератора. Частотное регулирование каждого электродвигателя электропривода осуществляется посредством задания предварительно рассчитанных параметров (абсолютного скольжения и тока) в функции частот вращения электродвигателей, обеспечивающих работу электродвигателей в оптимальном режиме. При этом каналы задания частот напряжений электродвигателей не имеют обратных связей. Технический результат заключается в обеспечении работы ДВС в режиме наибольшей экономичности. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ векторного управления скоростью вращения трехфазной машины // 2557071

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах векторного управления скоростью вращения асинхронного электродвигателя, синхронного электродвигателя, машины двойного питания, в том числе в системах бездатчикового управления скоростью вращения и системах прямого управления моментом вращения. Техническим результатом является повышение точности регулирования скорости вращения и момента вращения трехфазной машины. В способе векторного управления скоростью вращения трехфазной машины преобразование фазных токов, магнитных потокосцеплений и напряжений статора в результирующие векторы токов, магнитных потокосцеплений и напряжений статора и ротора и преобразование в их проекции на ортогональные оси координат и преобразование между векторами статора и ротора производят так, как указано в материалах патента. 3 табл., 3 ил.

Система и способ демпфирования крутильного колебания без использования датчиков // 2559200

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для демпфирования крутильных колебаний во вращающейся системе. Технический результат - осуществление демпфирования колебаний без использования датчиков вращающегося момента. Система контроллера для демпфирования крутильного колебания соединена с преобразователем, который питает электрическую машину, соединенную с цепью привода, и содержит входной интерфейс, конфигурированный для приема измеренных данных, связанных с переменными преобразователя или электрической машины, и контроллер, связанный с входным интерфейсом. Контроллер вычисляет по меньшей мере одну динамическую компоненту вращающего момента вдоль секции вала цепи привода на основании данных, полученных от входного интерфейса, генерирует данные управления для преобразователя для демпфирования крутильного колебания в механической цепи привода на основании упомянутой по меньшей мере одной динамической компоненты вращающего момента и посылает данные управления в преобразователь для модулирования активной мощности, обмен которой осуществляется между преобразователем и электрической машиной. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Устройство управления электродвигателем с постоянными магнитами без использования датчиков положения // 2560090

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателями с постоянными магнитами. Технический результат - повышение точности определения углового положения при низких угловых скоростях вращения ротора электродвигателя с постоянными магнитами. В устройстве управления без использования датчика положения электродвигателя с постоянными магнитами использован блок вычисления индуцированного напряжения, в который вводят значение тока, измеренное в координатах γ-δ в течение периода нулевого вектора напряжения, и информацию о производной электрического тока, и вычисляют электродвижущие силы еγ, еδ электродвигателя. Вычисленные электродвижущие силы еγ, eδ электродвигателя вводят в блок оценки скорости вращения, определяют оценочную угловую скорость ω∧ вращения и с помощью интегрирования по времени оценочной угловой скорости вращения вычисляют оценочную фазу θ∧. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.