Электропривод переменного тока



Электропривод переменного тока
Электропривод переменного тока
Электропривод переменного тока
Электропривод переменного тока
Электропривод переменного тока

 

H02P27/06 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2528612:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока. Технический результат заключается в уменьшении тока статора, обеспечивающего заданный момент двигателя, упрощении и повышении работоспособности устройства. В электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором и инвертор с ШИМ-регулятором тока, два датчика тока статора, датчик скорости, установленный на валу двигателя, блок расчета задания на момент двигателя, блок расчета задания модуля тока статора, блок задания фазных токов статора, блок задания частоты вращения поля статора, введен блок коррекции задания момента двигателя, содержащий дополнительные датчики тока ротора и блок вычислительных операций, осуществляющий выработку корректирующего сигнала задания момента двигателя в функции более просто определяемого параметра - тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания, вычисляемого на основании измеренных значений фазных токов статора и ротора двигателя. Инвертором формируются фазные токи статора с частотой и амплитудой, необходимой для формирования заданного значения момента при условии минимизации потребления тока статора из сети. Электропривод имеет систему коррекции с реально измеряемыми переменными, что упрощает алгоритм расчета корректирующего сигнала и снижает требования к управляющему контроллеру. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электроприводам переменного тока, и может использоваться для минимизации потерь электроэнергии при питании асинхронного электродвигателя от преобразователя частоты, а также регулирования момента и скорости асинхронных двигателей с фазным ротором.

Известен электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, трехфазный инвертор с ШИМ-регулятором тока, два датчика тока статора, с помощью которых реализуются обратные связи по фазным токам статора, датчик скорости, установленный на валу двигателя, с помощью которого реализуется обратная связь по скорости, регулятор скорости, блок расчета задания модуля тока намагничивания, регуляторы фазных токов намагничивания, блок расчета сигналов задания тока намагничивания, блок задания частоты вращения поля статора, блок коррекции задания на ток намагничивания, блок расчета скольжения двигателя для коррекции параметров регуляторов фазных токов намагничивания [1].

Недостатками данного устройства являются сложность и малая точность адаптивных регуляторов фазных токов намагничивания, параметры которых изменяются при изменении скольжения, а также большая погрешность вычисления угла между моментообразующими векторами, обусловленная температурным дрейфом параметров двигателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, трехфазный инвертор с ШИМ-регулятором тока, два датчика тока статора, с помощью которых реализуются обратные связи по фазным токам статора, датчик скорости, установленный на валу двигателя, с помощью которого реализуется обратная связь по скорости, регулятор скорости, блок расчета задания на момент двигателя, блок расчета задания модуля тока статора, блок задания фазных токов статора, блоки расчета фазных потокосцеплений ротора, блок расчета скольжения, блок задания частоты вращения поля статора, блок коррекции задания момента двигателя, с помощью которого формируется модуль вектора тока статора, в котором корректирующий сигнал определяется путем сравнения заданного и рассчитанного угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора, и суммируется с сигналом задания на момент двигателя [2].

Недостатками данного устройства являются сложность и малая точность адаптивных блоков расчета фазных потокосцеплений ротора, параметры которых изменяются при изменении скольжения, а также появление дополнительной погрешности вычисления угла между моментообразующими векторами, обусловленной температурным дрейфом параметров двигателя.

Целью изобретения является упрощение и повышение работоспособности схемы управления, минимизация тока статора за счет построения системы коррекции задания момента двигателя, осуществляющей выработку корректирующего сигнала в функции более просто определяемого параметра - тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания, вычисляемого на основании измеренных значений фазных токов статора и ротора двигателя.

Предлагаемый электропривод переменного тока содержит трехфазный инвертор, два силовых выхода которого через датчики фазного тока подключены к двум статорным обмоткам асинхронного двигателя, а третий силовой выход инвертора соединен с третьей обмоткой статора напрямую, управляющие входы инвертора соединены с выходами блока ШИМ-регулятора тока, выходы двух датчиков фазного тока статора соединены с входами сумматора фазных токов статора, а также соединены с двумя входами первой группы фазных входов блока ШИМ-регулятора тока, а также соединены с двумя входами первой группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, выход сумматора фазных токов статора соединен с третьим входом первой группы фазных входов ШИМ-регулятора тока статора и с третьим входом первой группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, датчик скорости, установленный на валу двигателя, выход которого соединен с отрицательным входом блока сравнения, положительный вход которого подключен к блоку задания скорости, а выход блока сравнения подключен к входу пропорционально-интегрального регулятора скорости, выход которого подключен к входу блока ограничения, выход которого подключен к первому входу сумматора сигналов задания момента, выход которого подключен к входу формирователя задания модуля тока статора, выход которого подключен к амплитудному входу блока задания мгновенных значений тока статора, три фазных выхода которого соединены с тремя фазными входами второй группы входов ШИМ-регулятора тока, выход блока расчета параметра взаимной ориентации между векторами тока статора и параметра намагничивания соединен с отрицательным входом блока сравнения параметра взаимной ориентации, положительный вход которого соединен с блоком задания параметра взаимной ориентации, а выход блока сравнения параметра взаимной ориентации подключен ко входу блока коррекции задания момента двигателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора сигналов задания момента, выход пропорционального блока расчета электрической частоты соединен с частотным входом блока задания мгновенных значений тока статора, выход блока задания разности частот вращения поля статора и ротора двигателя соединен с первым входом сумматора цепи задания частоты, асинхронный двигатель выполнен с фазным ротором, выход датчика скорости соединен с первым входом блока ограничения частоты, со вторым входом которого соединен выход блока задания скорости, а выход блока ограничения частоты соединен со вторым входом сумматора цепи задания частоты, выход которого соединен с входом пропорционального блока расчета электрической частоты, два фазных вывода ротора через датчики фазного тока ротора соединены в общую точку, к которой также напрямую подключен третий фазный вывод ротора, выходы двух датчиков фазного тока ротора соединены с входами сумматора фазных токов ротора, а также соединены с двумя входами второй группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, выход сумматора фазных токов ротора соединен с третьим входом второй группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, параметром намагничивания двигателя является намагничивающий ток, а параметром взаимной ориентации между векторами тока статора и параметром намагничивания является тангенс угла между векторами тока статора и намагничивающего тока.

На фиг.1 приведена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг.2 приведена векторная диаграмма асинхронного двигателя для определения угла φ0.

Электропривод переменного тока содержит инвертор 1, два силовых выхода которого соединены через датчики тока 2 и 3 с двумя обмотками статора асинхронного двигателя 4, а третий выход инвертора 1 соединен с третьей обмоткой статора двигателя 4 напрямую. На валу двигателя 4 установлен датчик скорости 5. Управляющие входы инвертора 1 соединены с выходами блока широтно-импульсной модуляции (ШИМ) регулятора тока 6. Выходы датчиков тока 2, 3 соединены с отрицательными входами сумматора тока 7, а также с двумя отрицательными фазными входами блока ШИМ регулятора тока 6, еще с одним отрицательным фазным входом которого соединен выход сумматора тока 7. Выход датчика скорости 5 соединен с отрицательным входом блока сравнения скорости 8, положительный вход которого подключен к блоку задания скорости 9, а выход блока сравнения скорости 8 подключен к входу регулятора скорости 10, выход которого подключен ко входу блока ограничения 11, выход которого подключен к первому входу сумматора сигналов задания момента двигателя 12, выход которого подключен к входу формирователя задания модуля тока статора 13, выход которого подключен к амплитудному входу блока задания мгновенных значений тока статора 14, три фазных выхода которого соединены с тремя положительными фазными входами блока ШИМ регулятора тока 6. Второй вход сумматора сигналов задания момента 12 подключен к выходу блока коррекции задания момента двигателя 15, вход которого соединен с выходом блока 16 сравнения величин заданного и рассчитанного тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания, положительный вход которого соединен с выходом блока 17 задания тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания, а отрицательный вход блока сравнения 16 соединен с выходом блока 18 вычисления тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания. Выходы датчиков фазного тока статора 2, 3 и выход сумматора фазных токов статора 7 подключены к первым фазным входам блока 18 вычисления тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания. Два фазных вывода ротора двигателя 4 подключены к первым выводам датчиков 19, 20 фазного тока ротора, вторые выводы которых соединены в общую точку, к которой также напрямую подключен третий фазный вывод ротора. Выходы датчиков фазного тока ротора 19, 20 подключены к отрицательным входам сумматора фазных токов ротора 21, выход которого, а также выходы датчиков фазного тока ротора 19, 20, подключены ко вторым фазным входам блока 18 вычисления тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания. Выход датчика скорости 5 соединен с первым входом блока ограничения частоты 22, со вторым входом которого соединен выход блока задания скорости 9, а выход блока 22 соединен с одним входом сумматора 23 цепи задания частоты, второй вход которого соединен с блоком 24 задания разности частот вращения поля статора и ротора двигателя, выход сумматора 23 соединен со входом пропорционального блока расчета электрической частоты 25, выход которого соединен с частотным входом блока задания мгновенных значений тока статора 14.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Инвертор 1 через датчики 2,3 фазных токов питает статорные обмотки асинхронного двигателя 4 широтно-модулируемыми пульсациями силового напряжения, длительность которых определяется управляющими пульсациями, поступающими с выхода ШИМ регулятора тока 6. Формирование задания на блок ШИМ регулятора тока 6 происходит следующим образом.

Сигнал задания на скорость ω 2 * , поступающий с блока задания скорости 9, сравнивается на блоке сравнении 8 с сигналом текущей скорости вращения ротора ω-, поступающего с датчика скорости 5, и поступает на вход пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора 10, сигнал с выхода которого поступает на блок ограничения 11. Сигнал с выхода блока ограничения 11 поступает на первый вход сумматора сигналов задания момента 12, на второй вход блока 12 поступает корректирующий сигнал с выхода блока коррекции задания момента двигателя 15. Сигнал с выхода сумматора сигналов задания момента 12 поступает на вход формирователя задания модуля тока статора 13, с выхода которого задание на модуль тока статора поступает на амплитудный вход блока задания мгновенных значений тока статора 14, в котором формируются заданные мгновенные значения тока статора.

При разгоне двигателя его скорость ω2 меньше скорости задания ω 2 * , и сигнал разности Δ ω = ω 2 * ω 2 на выходе блока сравнения 8 не равен нулю, он поступает на вход ПИ-регулятора скорости 10, ограничивается блоком ограничения 11. Сигнал задания на момент двигателя проходит через сумматор 12, и дает задание блоку 13 на формирование величины модуля пускового тока статора.

После окончания разгона двигателя в установившемся режиме при достижении заданной скорости, когда Δω становится равным нулю, сигнал на выходе ПИ-регулятора скорости 10 становится меньше порогового значения, установленного блоком ограничения 11, вследствие чего поступающий сигнал через сумматор 12 на блок 13 обеспечивает формирование модуля тока статора в соответствии с величиной нагрузки на валу двигателя.

Частота тока статора формируется следующим образом. С датчика скорости вращения ротора 5 поступает сигнал ω2 на первый вход блока ограничения сигнала частоты вращения ротора 22, на второй вход которого также поступает сигнал ω 2 * с блока задания скорости 9, сигнал ωогр на выходе блока 22, поступающий на первый вход сумматора 23, определяется в соответствии с правилом

{ ω 2 о о г = ω 2 , е с л и ω 2 ω 2 * ; ω 2 о о г = ω 2 * , е с л и ω 2 > ω 2 * . ( 1 )

На второй вход сумматора 23 с блока 24 поступает сигнал задания разности частот вращения поля статора и ротора двигателя Δω, сумматор 23 проводит вычисление механической частоты вращения магнитного потока статора ω 1 * в соответствии с формулой:

ω 1 * = ω 2 о о г + Δ ω . ( 2 )

Сигнал с выхода блока 24 поступает на вход пропорционального блока 25, осуществляющего пропорциональный перерасчет желаемой механической частоты вращения поля статора в электрическую частоту тока статора в соответствии с выражением

ω 1 Э Э * = ω 1 * p n , ( 3 )

где pn - число пар полюсов.

Сигнал ω 1 Э Л * с выхода блока 25 подается на частотный вход блока задания мгновенных значений тока статора 14, на амплитудный вход которого поступает сигнал задания на модуль тока статора | I 1 * | , на выходе блока 14 формируются мгновенные значения фазных сигналов задания на ток статора, зависящие от времени t в соответствии с формулами:

{ I 1 a * = | I 1 * | sin ( ω 1 * t ) ; I 1 b * = | I 1 * | sin ( ω 1 * t 2 π / 3 ) ; I 1 c * = | I 1 * | sin ( ω 1 * t + 2 π / 3 ) . ( 4 )

Сформированные таким образом сигналы задания на фазные токи статора поступают на фазные входы положительной группы входов регулятора тока 6. На фазные входы отрицательной группы входов регулятора тока 6 поступают сигналы с датчиков тока 2, 3 и сумматора токов 7. В регуляторе тока 6 сравниваются заданные и измеренные значения фазных токов статора и формируются на шести выходах сигналы управления, подаваемые на шесть управляющих входов трехфазного инвертора 1.

Момент двигателя формируется и поддерживается на требуемом уровне путем поддержания на требуемом уровне амплитуды тока статора | I ˙ 1 | , а также задания постоянной величины абсолютной разности между скоростями вращения поля статора и ротора Δω, при этом осуществляется коррекция задания момента двигателя, влияющего на амплитуду тока статора при отклонении угла между векторами тока статора и тока намагничивания от заданного значения. Момент асинхронного двигателя можно определить по формулам 3

M = 3 2 p n L m | I ˙ 1 | | I ˙ m | sin ϕ 0 , ( 5 )

где φ0 - угол между векторами тока статора I ˙ 1 и тока намагничивания .

M = 3 2 p n ÷ L m 2 L 2 σ ' + L m | I ˙ 1 | 2 ( L 2 σ ' + L m ) Δ ω p n R 2 ' ( ( L 2 σ ' + L m ) Δ ω p n R 2 ' ) 2 + 1 , ( 6 )

где Lm - взаимная индуктивность статора и ротора; L 2 σ ' - приведенная индуктивность рассеяния ротора; R 2 ' - приведенное активное сопротивление ротора.

Момент двигателя при постоянном значении тока статора будет максимальным при задании блоком 24 оптимального значения сигнала Δωопт

Δ ω о п т = 1 p n R 2 ' L 2 σ ' + L m . ( 7 )

Оптимальное значение угла между векторами тока статора и тока намагничивание составляет φопт=45°, при этом tgφопт=1.

Блок формирователя задания модуля тока статора 13 получает входной сигнал с выхода сумматора 12, производит формирование задания модуля тока статора в соответствии с формулой

I 1 * = M 2 3 1 p n L 2 σ ' + L m L m 2 [ ( L 2 σ ' + L m ) R 2 ' + R 2 ' ( L 2 σ ' + L m ) Δ ω * p n ] , ( 8 )

и подает этот сигнал на амплитудный вход блока задания мгновенных значений тока статора 14.

Блок 18 вычисления тангенса угла φ0 работает следующим образом. На входы блока 18 поступают измеренные мгновенные значения фазных токов статора и ротора. На основании использования треугольника токов, приведенного на векторной диаграмме (Фиг.2), в соответствии с тригонометрическим соотношением

ϕ 0 = arcsin I 2 cos δ k e I 1 , ( 9 )

где ke - коэффициент трансформации двигателя.

Угол δ мал, поэтому можно принять cosδ≈1. Модули токов статора и ротора определяются на основании формул преобразования переменных трехфазной системы координат в двухфазную систему.

I α = 3 2 k c I A = 3 2 2 3 I A = 3 2 I A ; ( 10 )

I β = 3 2 k c ( I B I C ) = 3 2 2 3 ( I B I C ) = 1 2 ( I B I C ) ; ( 11 )

I = I α 2 + I β 2 , ( 12 )

где kc - согласующий коэффициент пропорциональности, выбор которого осуществляется из условий инвариантности мощности реальной трехфазной машины и приведенной двухфазной машины ( k с = 2 / 3 ) .

Учитывая известные соотношения между обратными тригонометрическими функциями

arcsin υ = a r c t g υ 1 υ 2 , ( 13 )

получим выражение тангенса угла φ0 в виде

t g ϕ 0 = t g ( arcsin I 2 k e I 1 ) = I 2 k e I 1 1 ( I 2 k e I 1 ) 2 . ( 14 )

На вход блока 15 с выхода блока сравнения 16 поступает разность

Δ t g ϕ 0 = t g ϕ 0 * t g ϕ 0 . ( 15 )

При неоптимальном значении угла φ0 сигнал Δtgφ0 от блока сравнения 16 поступает на вход блока 15, который вырабатывает корректирующий сигнал задания момента двигателя ΔM*, поступающий на сумматор 12. Если Δtgφ0<0, то происходит уменьшение сигнала коррекции задания момента двигателя ΔM* с шагом приращения ξ=0,0005Мн, пока угол φ0 не станет равным 45°, если Δtgφ0>0, то происходит увеличение сигнала коррекции задания момента двигателя ΔM* с шагом убывания ξ=0,0005, если Δ(tgφ0)=0, то значение задания на момент не изменяется. Считывание мгновенных значений tgφ0 и расчет Δtgφ0 происходит циклически с дискретностью, определяемой быстродействием системы.

Преимущество предлагаемого электропривода переменного тока заключается в минимизации тока статора, обеспечивающего заданный момент двигателя, за счет более простого и точного определения требуемого сигнала коррекции задания момента двигателя, выполняемого на основании сравнения заданного и вычисленного тангенса угла между векторами тока статора и тока намагничивания, определяемого с помощью измеренных мгновенных значений токов статора и ротора.

Источники информации

1. Патент РФ №2396696, МПК H02 27/04. Электропривод переменного тока. В.Н.Мещеряков, В.А.Корчагина. Опубл. 10.08.2010. Бюл. №22.

2. Патент РФ №2447573, МПК H02 27/04. Электропривод переменного тока. В.Н.Мещеряков, Зотов В.А., Мещерякова О.В. Опубл. 10.04.2012. Бюл. №10.

Электропривод переменного тока, содержащий трехфазный инвертор, два силовых выхода которого через датчики фазного тока подключены к двум статорным обмоткам асинхронного двигателя, а третий силовой выход инвертора соединен с третьей обмоткой статора напрямую, управляющие входы инвертора соединены с выходами блока ШИМ-регулятора тока, выходы двух датчиков фазного тока статора соединены с входами сумматора фазных токов статора, а также соединены с двумя входами первой группы фазных входов блока ШИМ-регулятора тока, а также соединены с двумя входами первой группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, выход сумматора фазных токов статора соединен с третьим входом первой группы фазных входов ШИМ-регулятора тока статора и с третьим входом первой группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, датчик скорости, установленный на валу двигателя, выход которого соединен с отрицательным входом блока сравнения, положительный вход которого подключен к блоку задания скорости, а выход блока сравнения подключен к входу пропорционально-интегрального регулятора скорости, выход которого подключен к входу блока ограничения, выход которого подключен к первому входу сумматора сигналов задания момента, выход которого подключен к входу формирователя задания модуля тока статора, выход которого подключен к амплитудному входу блока задания мгновенных значений тока статора, три фазных выхода которого соединены с тремя фазными входами второй группы входов ШИМ-регулятора тока, выход блока расчета параметра взаимной ориентации между векторами тока статора и параметра намагничивания соединен с отрицательным входом блока сравнения параметра взаимной ориентации, положительный вход которого соединен с блоком задания параметра взаимной ориентации, а выход блока сравнения параметра взаимной ориентации подключен ко входу блока коррекции задания момента двигателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора сигналов задания момента, выход пропорционального блока расчета электрической частоты соединен с частотным входом блока задания мгновенных значений тока статора, выход блока задания разности частот вращения поля статора и ротора двигателя соединен с первым входом сумматора цепи задания частоты, отличающийся тем, что асинхронный двигатель выполнен с фазным ротором, выход датчика скорости соединен с первым входом блока ограничения частоты, со вторым входом которого соединен выход блока задания скорости, а выход блока ограничения частоты соединен со вторым входом сумматора цепи задания частоты, выход которого соединен с входом пропорционального блока расчета электрической частоты, два фазных вывода ротора через датчики фазного тока ротора соединены в общую точку, к которой также напрямую подключен третий фазный вывод ротора, выходы двух датчиков фазного тока ротора соединены с входами сумматора фазных токов ротора, а также соединены с двумя входами второй группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, выход сумматора фазных токов ротора соединен с третьим входом второй группы фазных входов блока вычисления параметра взаимной ориентации между вектором тока статора и параметром намагничивания, параметром намагничивания двигателя является намагничивающий ток, а параметром взаимной ориентации между векторами тока статора и параметром намагничивания является тангенс угла между векторами тока статора и намагничивающего тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в электроприводном транспортном средстве для подавления вибраций. Технический результат - подавление или демпфирование неожиданных вибраций или толчков во время прерывания в передаче крутящего момента.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования подведенной электрической мощности в выходные мощности во множестве различных фаз.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом трехфазном электроприводе, выполненном на основе надсинхронного вентильного каскада, асинхронного вентильного каскада или двигателя двойного питания.

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию, а именно к станциям управления двигателями электроцентробежных насосов, и может быть использовано для добычи пластовой жидкости с помощью насосов.

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.

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».

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемых электроприводах переменного тока. Технический результат заключается в уменьшении тока статора, обеспечивающего заданный момент двигателя, повышении работоспособности устройства.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также транспортных средств.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вращающихся электрических машинах. Техническим результатом является повышение технологичности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных частотно-регулируемых электроприводах. Техническим результатом является получение увеличенного числа уровней напряжения на выходе преобразователя частоты при меньшем числе вторичных обмоток входного многообмоточного трансформатора и при меньшем количестве силовых ячеек и обеспечение возможности управления положением байпасных ключей не только при неисправности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах переменного тока. Техническим результатом является минимизация входной мощности электродвигателя и достижение дополнительного энергосбережения при сохранении условия стабильного функционирования электродвигателя. Система и способ для управления приводом электродвигателя переменного тока содержит систему управления с запрограммированным энергосберегающим алгоритмом, в которой оптимизирована работа привода электродвигателя. Система управления вводит привод начальную команду "напряжение-частота" на основе начальной характеристики напряжение/частота (В/Гц), принимает в режиме реального времени выходные данные привода, генерируемые в соответствии с начальной командой "напряжение-частота" и передает в обратном направлении множество измененных команд "напряжение-частота". Каждая команда из множества измененных команд "напряжение-частота" содержит отклонение от начальной характеристики "В/Гц". Система управления также определяет в режиме реального времени значение параметра электродвигателя, соответствующее каждой из указанного множества измененных команд "напряжение-частота"; и передает в обратном направлении в привод электродвигателя переменного тока измененную команду "напряжение-частота" так, чтобы указанное значение параметра электродвигателя, определяемое в режиме реального времени, находилось в пределах области допустимых значений для этого параметра электродвигателя. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования переменного напряжения или тока в переменное напряжение или ток без промежуточного пеобразования в постоянное напряжение или ток. Техническим результатом является обеспечение произвольного и непрерывного регулирования прохождения тока от входного фазного вывода к выходным фазным выводам прямого преобразователя. Прямой преобразователь (1) снабжен n входными фазными выводами (U1, V1, W1) и p выходными фазными выводами (U2, V2, W2), где n≥2 и p≥2, n·p двухполюсными коммутационными элементами (2) для переключения, по меньшей мере, одного положительного и, по меньшей мере, одного отрицательного напряжения между полюсами. Каждый выходной фазный вывод (U2, V2, W2) последовательно соединен с каждым входным фазным выводом (U1, V1, W1) через один коммутационный элемент (2). Для обеспечения произвольного и непрерывного регулирования прохождения тока от входного фазного вывода к выходному фазному выводу прямого преобразователя и для обмена электрической энергией между двухполюсными коммутационными элементами в каждое последовательное соединение включена по меньшей мере одна индуктивность (3). 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе шахтных подъемных машин (ШПМ). Технический результат заключается в снижении пути, проходимого подъемным сосудом в период аварийной остановки ШПМ, повышении межремонтного срока тормозных колодок, а следовательно, и повышении производительности шахтной подъемной установки. Для этого устройство содержит асинхронный двигатель с фазным ротором, главный контактор с замыкающими контактами и размыкающим блок-контактом, контактор динамического торможения с замыкающим контактами, пусковой резистор, полууправляемый трехфазный выпрямитель и тиристоры с токоограничивающими резисторами, резистор в цепи возбуждения, шунт, тиристорный коммутатор, стабилитрон и оптрон. 11 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромагнитным моментом асинхронного двухфазного двигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором. Технический результат - повышение коэффициента полезного действия, снижение тепловыделение в обмотках двигателя за счет введения режима работы с уменьшенным электромагнитным моментом. Обмотка возбуждения асинхронного двигателя соединена с источником питания переменного тока, последовательно включенным через блок компенсирующей нагрузки, который, в свою очередь, соединен параллельно с блоком коммутации. Вход блока коммутации связан с выходом блока управления коэффициентом усиления, выход которого связан с первым входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления. Вход блока управления коэффициентом усиления и второй вход усилителя с управляемым коэффициентом усиления связаны с источником напряжения управления, а выход усилителя с управляемым коэффициентом усиления связан с входом усилителя мощности, который параллельно подключен к обмотке управления. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для запуска электродвигателя. Техническим результатом является повышение надежности запуска электродвигателя в отсутствие сведений о начальном положениии ротора. Способ запуска электродвигателя (100), содержащего ротор, включает следующие этапы: приведение ротора во вращение в первом направлении при помощи первого крутящего момента, причем максимальное значение первого крутящего момента не превышает максимальное значение крутящего момента, противодействующего вращению ротора, так что ротор затормаживается в первом положении покоя; приведение ротора, находящегося в первом положении покоя, во вращение во втором направлении, противоположном первому направлению вращения, до затормаживания ротора в заданном втором положении покоя и запуск вращения ротора, находящегося во втором положении покоя, в первом направлении вращения. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству цифровой обработки сигналов импульсного датчика перемещения ротора электродвигателя-энкодера, которые могут быть использованы в электроприводе, в частности тяговом электроприводе транспортных средств различного вида и назначения. Для обработки информации об угловом положении ротора используется наблюдатель механических переменных состояния электропривода и прогнозатор, для функционирования которых предварительно до начала работы электропривода задают равными нулю начальные значения углового положения ротора электродвигателя, угловой скорости вращения ротора и момента нагрузки на валу электродвигателя, и начальный корректирующий сигнал прогнозатора. В течение каждого цикла вычислений получают измеренное значение углового положения ротора, рассчитывают предварительное значение корректирующего сигнала прогнозатора. Далее получают значение корректирующего сигнала прогнозатора и определяют прогнозируемое на начало следующего цикла вычислений значение углового положения ротора. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в повышении точности оценивания углового положения и угловой скорости вращения ротора электродвигателя, что позволяет существенно улучшить характеристики системы управления приводом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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.

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.

Изобретение относится к области электромеханики. Технический результат: снижение энергопотребления в режиме холостого хода. В устройство, состоящее из трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, тиристорного регулятора для снижения энергопотребления в режиме холостого хода путем автоматического перевода устройства в импульсный режим, в цепь каждой фазы статора последовательно после тиристоров дополнительно включены три индуктивности и параллельно обмоткам статора асинхронного двигателя дополнительно подключены три конденсатора. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электроприводе. Технический результат заключается в повышении надёжности. Частотный электропривод содержит трехфазный электродвигатель, обмотки которого соединены треугольником и подключены к инвертору напряжения. Полюса инвертора соединены с полюсами выпрямителя и фильтра, выполненного в виде двух последовательно соединенных конденсаторов. Электродвигатель снабжен отводами от середин обмоток, к которым присоединены выводы трехфазной конденсаторной батареи, соединенной звездой, нулевая точка которой соединена со средней точкой последовательно включенных конденсаторов фильтра. 1 ил.
Наверх