Способ частотного управления асинхронным электроприводом



Способ частотного управления асинхронным электроприводом
Способ частотного управления асинхронным электроприводом
Способ частотного управления асинхронным электроприводом
Способ частотного управления асинхронным электроприводом
Способ частотного управления асинхронным электроприводом
Способ частотного управления асинхронным электроприводом
Способ частотного управления асинхронным электроприводом
H02P23/00 - 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 2626325:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления асинхронных электроприводов (АЭП), в которых прямое измерение скорости вращения ротора двигателя, ввиду особенностей объекта регулирования, невозможно. Техническим результатом является повышение надежности и расширение области применения. Способ частотного управления асинхронным электроприводом, содержащий выпрямитель напряжения, емкостной фильтр и автономный инвертор напряжения, амплитуда и частота выходного напряжения которого формируются в соответствии с заданной частотой вращения двигателя, что реализуется в системе управления, замкнутой по частоте вращения через регулятор скорости, входным сигналом которого является рассогласование сигналов задания и обратной связи, для получения которого используют датчик скорости, установленный на валу электродвигателя. Сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения двигателя, формируют в системе управления путем сложения сигналов синхронной частоты и частоты скольжения, взятого со знаком минус, для формирования которого в систему управления дополнительно вводят вычислительный блок, на вход которого подают сигналы, пропорциональные среднему значению тока на входе инвертора, максимальному значению тока на входе инвертора и коэффициенту модуляции. Сигнал, соответствующий текущей частоте скольжения, определяют из выражения

где Isanom - значение активной составляющей тока статора в номинальном режиме работы,

ωrnom - частота скольжения в номинальном режиме работы,

Iвх – сигнал, пропорциональный среднему значению тока на входе инвертора,

Im – сигнал, пропорциональный максимальному току инвертора,

Rs - активное сопротивление фазы обмотки статора АД,

Udc - среднее значение напряжения конденсатора в промежуточном звене преобразователя частоты,

m - коэффициент модуляции. 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотно-регулируемым электроприводам, и может быть использовано в системах управления асинхронных электроприводов (АЭП) с автономным инвертором напряжения (АИН).

Известен способ частотного управления АЭП (Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием / Г.Г. Соколовский. - М.: Академия, 2006. - С. 176-181), который характеризуется формированием амплитуды и частоты выходного напряжения автономного инвертора, питающего асинхронный двигатель, в соответствии с требуемой частотой вращения двигателя, задаваемой в системе управления. Система управления, реализующая этот способ, замкнута по частоте вращения через регулятор скорости (PC), который формирует управляющий сигнал, в зависимости от сигнала рассогласования. Сигнал рассогласования формируется при сравнении сигнала задания и сигнала обратной связи, пропорционального частоте вращения. В качестве сигнала обратной связи используется сигнал датчика скорости (ДС), установленного на валу двигателя. Для сохранения постоянства перегрузочной способности при регулировании частоты вращения, изменение амплитуды и частоты формируемого напряжения, осуществляется в соответствии с законом постоянства потокосцепления статора, для чего используется функциональный преобразователь в канале задания напряжения.

Недостатком является сложность настройки функционального преобразователя в канале управления напряжением статора, а также необходимость в использовании датчика скорости вращения вала электродвигателя для создания замкнутого контура регулирования частоты вращения АЭП.

Известен способ частотного управления АЭП (патент РФ №2402865, опубл. 27.10.2010 г.), характеризующийся тем, что при управлении асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, питаемым от силового преобразователя, частота скольжения при частотном управлении не является постоянной или изменяющейся пропорционально электромагнитному моменту, а изменяется таким образом, чтобы обеспечить минимальные потери в двигателе, или условный минимум потерь при данных уровнях ограничения напряжения и тока, или максимально реализуемый электромагнитный момент, если заданный момент не реализуем при данных уровнях ограничения напряжения и тока.

Недостатками данного способа являются низкая надежность и ограниченная область применения, что связано с использованием в составе системы управления, которая его реализует, датчика скорости служащего для формирования сигнала обратной связи.

Известен способ частотного управления АЭП (патент РФ 95118545/09, опубл. 10.07.1998 г.), характеризующийся жесткой связью между частотой и напряжением питания асинхронного двигателя посредством введения в канал регулирования напряжения функционального преобразователя, настраиваемого на требуемый закон изменения напряжения на асинхронном двигателе в функции частоты, отличающийся тем, что предварительно снимают характеристику изменения тока статора асинхронного двигателя, управляемого от преобразователя частоты на холостом ходу работы, затем в функциональном преобразователе настраивают начальную точку характеристики на достижение минимального тока статора, а коэффициент усиления канала регулирования напряжения выбирают в соответствии с требуемой жесткостью нагрузочной характеристики электропривода.

Недостатками являются уменьшение надежности и ограничение области применения АЭП, система управления которого реализует предложенный способ, так как в качестве источника сигнала обратной связи используется датчик скорости вращения.

Известен способ частотного управления АЭП (Толочко О.И. Скалярное частотное управление асинхронным электроприводом с улучшенными динамическими характеристиками. / О.И. Толочко, Г.С. Чекавский, П.И. Розкаряка // Електромеханiчнi i енергозберiгаючi системи. - 2012. - Т. 19, №3. - С. 309-312). Этот способ реализуется системой управления электроприводом, который состоит из асинхронного двигателя (АДКЗР), питающегося от автономного инвертора напряжения (АМН). АИН служит источником трехфазного напряжения, которое формируется при помощи широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Амплитуда и частота модулируемого напряжения задается системой управления. Система управления замкнута по скорости через ПИ - регулятор скорости (PC). На вход PC подается сигнал рассогласования между заданной и действительной частотой вращения, формирующийся при сравнении сигнала задания и сигнала текущей скорости. Для получения сигнала соответствующего текущей частоте вращения используется датчик скорости, установленный на роторе двигателя. PC формирует задание для внутреннего контура регулирования электромагнитного момента, замкнутого через регулятор момента (РМ). На вход РМ подается сигнал рассогласования, формируемый при сравнении сигнала задания от PC и вычисленного значения момента на валу двигателя. Выходом РМ является задание по частоте модулируемого напряжения. Закон постоянства потокосцепления статора реализуется за счет формирования амплитуды модулируемого напряжения, с учетом сигнала РМ и сигналов регулятора потока (РП). РП замкнуты по вычисленному значению проекций вектора потокосцепления и формируют корректирующий сигнал, позволяющий поддерживать значение потокосцепление статора постоянным и равным заданному.

Недостатком рассматриваемого способа является то, что при реализация данного способа, снижается надежности и ограничивается область применения АЭП, что связано с необходимостью установки на валу электродвигателя датчика скорости, который служит для формирования сигнала обратной связи.

Известен способ частотного управления АЭП с автономным инвертором напряжения. (Емельянов А.П. Скалярное управление асинхронным короткозамкнутым двигателем по активной составляющей тока статора / А.П. Емельянов, Б.А. Чуркин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. - 2014. - Т. 14. №3 - С. 85-90.), принятый за прототип. Способ управления характеризуется формированием амплитуды и частоты выходного напряжения автономного инвертора, питающего асинхронный двигатель, в соответствии с требуемой частотой вращения двигателя, задаваемой в системе управления. Система управления замкнута по скорости через регулятор скорости (PC). На вход PC подается сигнал рассогласования между заданной и действительной частотой вращения, формирующийся при сравнении сигнала задания и сигнала текущей скорости. Для получения сигнала соответствующего текущей частоте вращения используется датчик скорости, установленный на валу двигателя. PC формирует задание для внутреннего контура регулирования, замкнутого через активной составляющей тока статора (РТ). На вход РТ подается сигнал рассогласования, формируемый при сравнении сигнала задания от PC и измеренного значения активной составляющей тока. Выходом РТ является задание по частоте и амплитуде модулируемого напряжения. Достоинством данного способа является стабилизация электромагнитного момента двигателя при регулировании частоты вращения, что достигается применением дополнительного контура регулирования активной составляющей тока статора, которая прямо пропорциональна величине электромагнитного момента асинхронного двигателя.

Недостатками данного способа являются низкая надежность и ограниченная область применения АЭП, что вызвано использованием в составе системы управления датчика скорости для формирования сигнала обратной связи.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и расширение области применения АЭП.

Технический результат достигается тем, что сигнал обратной связи пропорциональный частоте вращения двигателя, формируют в системе управления путем сложения сигналов синхронной частоты и частоты скольжения, взятого со знаком минус, для формирования которого в систему управления дополнительно вводят вычислительный блок, на вход которого подают сигналы, пропорциональные среднему значению тока на входе инвертора, максимальному значению тока на входе инвертора и коэффициенту модуляции, при этом сигнал, соответствующий текущей частоте скольжения определяют из выражения ,

где Isanom - значение активной составляющей тока статора в номинальном режиме работы,

ωrnom - частота скольжения в номинальном режиме работы,

Iвх – сигнал, пропорциональный среднему значению тока на входе инвертора,

Im – сигнал, пропорциональный максимальному току инвертора,

Rs - активное сопротивление фазы обмотки статора АД,

Udc - среднее значение напряжения конденсатора в промежуточном звене преобразователя частоты,

m - коэффициент модуляции.

Способ частотного управления асинхронным электроприводом поясняется следующей фигурой:

фиг. 1 - схема структуры системы управления

фиг. 2 - график изменение частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя при изменении задания

фиг. 3 - график относительная ошибка определения частоты вращения ротора АД при регулировании

1 - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

2 - датчик входного тока автономного инвертора напряжений;

3 - блок обработки сигнала;

4 - блок вычисления активной составляющей тока статора и частоты скольжения;

5 - блок сложения сигналов частоты скольжения и частоты модуляции;

6 - блок вычисления частоты вращения ротора;

7 - блок сложения сигналов текущей и заданной частоты вращения;

8 - блок задания частоты вращения;

9 - пропорционально-интегральный регулятор скорости вращения;

10 - блок сложения сигналов текущей и заданной активной составляющей тока статора;

11 - пропорционально - интегральный регулятор тока;

12 - блок задания номинальной частоты напряжения статора;

13 - блок сложения сигналов требуемого отклонения и заданной частоты модуляции;

14 - блок вычисления коэффициента модуляции;

15 - блок вычисления угла обобщенного вектора напряжения;

16 - блок формирования опорных сигналов широтно-импульсной модуляции;

17 - блок сложения сигналов модулирующих напряжении и сигналов компенсации падения напряжения на активном сопротивлении статора;

18 - блок формирования сигналов управления автономным инвертором напряжения;

19 - блок вычисления нормированного значения падения напряжения на активном сопротивлении статора;

20 - автономный инвертор напряжения;

21 - датчики тока фаз статора;

22 - емкостной фильтр;

23 - трехфазный выпрямитель напряжения.

Способ частотного управления электроприводом, реализуется системой управления и осуществляется следующим образом. Для управления асинхронным двигателем 1 используют преобразователь частоты, который состоит из выпрямителя напряжения 23, емкостного фильтра 22 и автономный инвертор напряжения 20, на выходе которого формируют напряжение, амплитуда и частота которого соответствуют требуемой частоте вращения электродвигателя. Требуемое напряжения формируют при помощи системы управления, которая осуществляет управление силовыми ключами инвертора в зависимости от заданной частоты вращения. Для регулирования частоты вращения в широком диапазоне значений и обеспечения необходимой точности регулирования в системе управления используют контур регулирования, содержащий пропорционально-интегральный регулятор скорости 9 и блок сложения сигналов текущей и заданной частоты вращения 7. Контур регулирования скорости замкнут по сигналу обратной связи. В качестве сигнала обратной связи используют сигнал пропорциональный текущей частоте вращения вала электродвигателя. Для формирования сигнала обратной связи используют сигнал пропорциональный входному току инвертора (iвх), который получают при помощи датчика входного тока автономного инвертора напряжений 2. Вычисляют среднее (Iвх) и максимальное (Im) значение входного тока, для чего в систему управления вводят блок обработки сигнала 3. Затем вычисляют текущее значение активной составляющей тока статора, в соответствии с выражением: , где Rs - активное сопротивление фазы обмотки статора АД, Udc - среднее значение напряжения блок вычисления угла обобщенного вектора напряжения 15 в номинальном режиме, m - коэффициент модуляции. По полученному значению Isa определяют текущую частоту скольжения ωr как , где kа - коэффициент пропорциональности.

Коэффициент пропорциональности рассчитывают как , где Isanom - значение активной составляющей тока статора в номинальном режиме работы, ωrnom - частота скольжения в номинальном режиме работы. Для вычисления Isa и ωr используют блок вычисления активной составляющей тока статора и частоты скольжения 4, на вход которого подают сигналы (Iвх, Im). Выходной сигнал блока вычисления активной составляющей тока статора и частоты скольжения 4, который соответствует текущей частоте скольжения, подают на отрицательный вход блока, сложения сигналов частоты скольжения и частоты модуляции 5, суммируют с сигналом соответствующим синхронной частоте поля статора и вычисляют текущую частоту вращения ротора электродвигателя при помощи блока вычисления частоты вращения ротора 6 в соответствии с выражением: ω=(ωsr)⋅kω, где - коэффициент; Zp - число пар полюсов электродвигателя. Затем получают сигнал рассогласования Δω, сравнивая сигнал текущей частоты вращения с заданным в блоке задания частоты вращения 8 значением ω*, используя для этого блок сложения сигналов текущей и заданной частоты вращения 7. Сигнал рассогласования подают на вход пропорционально - интегрального регулятора скорости вращения 9, на выходе которого получают сигнал задания по активной составляющей тока статора , который складывают помощи блока сложения сигналов текущей и заданной активной составляющей тока статора 10 с выходным сигналом Isa блока вычисления активной составляющей тока статора и частоты скольжения 4, пропорциональным текущему значению этой величины. Полученный сигнал рассогласования подают на вход пропорционально-интегрального регулятора тока 11. На выходе пропорционально-интегрального регулятора тока 11 получают сигнал ±Δωs, который соответствует требуемому отклонению частоты напряжения от номинального значения. Требуемое для заданной частоты вращения значение частоты модуляции напряжения формируют путем сложения сигнала отклонения и заданного в блоке задания номинальной частоты напряжения статора 12 номинального значения в виде , для чего используют блок сложения сигналов требуемого отклонения и заданной частоты модуляции 13. Сигнал пропорциональный частоте ωs используют для формирования угла θ (блок вычисления угла обобщенного вектора напряжения 15) и коэффициента модуляции m (блок вычисления коэффициента модуляции 14). Угол θ получают путем интегрирования входного сигнала θ(t)=∫ωS(t)dt. Коэффициент модуляции определяют как отношение частот . Выходные сигналы блоков вычисления коэффициента модуляции 14 и вычисления угла обобщенного вектора напряжения 15 подают на вход блока формирования опорных сигналов широтно-импульсной модуляции 16 и получают сигналы, которые соответствуют фазному напряжению двигателя Затем складывают сигналы (uа, ub, uc), при помощи блока сложения сигналов модулирующих напряжении и сигналов компенсации падения напряжения на активном сопротивлении статора 17, с сигналами пропорциональными падению напряжения на активном сопротивлении статора, которые формируют на выходе блока вычисления нормированного значения падения напряжения на активном сопротивлении статора 19, подавая на вход этого блока сигналы датчиков тока фаз статора 21. Полученные сигналы (eа, еb, еc) в виде опорного напряжения подают на блок формирования сигналов управления автономным инвертором напряжения 18 и формируют сигналы управления ключами инвертора (Sa, Sb, Sc), для чего используют широтно-импульсную модуляцию. Подавая управляющие сигналы на ключи автономного инвертора напряжения 20, формируют фазное напряжение электродвигателя, которое соответствует заданной частоте вращения.

Способ управления позволяет повысить надежность и увеличить область применения асинхронного электропривода, что достигается за счет системы управления, в которую введены блок вычисления частоты скольжения и сумматор, позволяющие вычислять частоту вращения ротора и осуществлять ее регулирование без датчика скорости. Для реализации способа не требуется знания точных параметров электродвигателя, что существенно упрощает настройку системы управления. Областью применения данного способа являются системы управления электроприводами вентиляторов проветривания шахт и аппаратов воздушного охлаждения.

Способ поясняется следующими примерами. Проверка работоспособности способа частотного управления электроприводом производилась в среде визуального моделирования Matlab/Simulink. При моделировании использовались параметры электродвигателя 4А200М2УЗ, момент сопротивления механизма задавался в виде зависимости:

где ω - частота вращения двигателя (рад/с); Pмех - механическая мощность нагрузки (Вт); ωном - номинальная частота вращения электродвигателя (рад/с.)

При моделировании были приняты следующие значения Рмех=25 кВт, ωном=314 рад/с. Приведенный момент инерции электропривода составил Jпр=0.8 кг⋅м.

В процессе моделирования в системе управления задавалось ступенчатое изменение скорости вращения электродвигателя с шагом 0,1⋅ωном, при этом фиксировалась относительная ошибка определения скорости вращения:

где ωвыч - частота вращения вала электродвигателя вычисляемая в системе управления (рад/с); ωизм - измеренная частота вращения вала электродвигателя (рад/с.)

Для получения значения ωизм использовался стандартный наблюдатель координат электропривода из библиотеки Matlab/Simulink.

Результаты моделирования представлены на фиг. 2 и 3

Из результатов моделирования следует, что способ частотного управления электроприводом, который реализуется в системе управления, основанный на изменении частоты и амплитуды модулируемого автономным инвертором напряжения, для задания которого используется сигнал обратной связи по частоте вращения, вычисляемой в системе управления по сигналу, пропорциональному значению активной составляющей тока статора, позволяет регулировать частоту вращения электропривода и поддерживать ее на заданном уровне (фиг. 2). При этом ошибка определения частоты вращения по линеаризованной зависимости частоты скольжения от активной составляющей тока статора не превышает 1% в диапазоне регулирования скорости (1:10) (фиг. 3).

Способ частотного управления асинхронным электроприводом, содержащий выпрямитель напряжения, емкостной фильтр и автономный инвертор напряжения, амплитуда и частота выходного напряжения которого формируются в соответствии с заданной частотой вращения двигателя, что реализуется в системе управления, замкнутой по частоте вращения через регулятор скорости, входным сигналом которого является рассогласование сигналов задания и обратной связи, для получения которого используют датчик скорости, установленный на валу электродвигателя, отличающийся тем, что сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения двигателя, формируют в системе управления путем сложения сигналов синхронной частоты и частоты скольжения, взятого со знаком минус, для формирования которого в систему управления дополнительно вводят вычислительный блок, на вход которого подают сигналы, пропорциональные среднему значению тока на входе инвертора, максимальному значению тока на входе инвертора и коэффициенту модуляции, при этом сигнал, соответствующий текущей частоте скольжения, определяют из выражения

где Isanom - значение активной составляющей тока статора в номинальном режиме работы,

ωrnom - частота скольжения в номинальном режиме работы,

Iвх - сигнал, пропорциональный среднему значению тока на входе инвертора,

Im - сигнал, пропорциональный максимальному току инвертора,

Rs - активное сопротивление фазы обмотки статора АД,

Udc - среднее значение напряжения конденсатора в промежуточном звене преобразователя частоты,

m - коэффициент модуляции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах, в которых требуются глубокое регулирование скорости, высокая перегрузочная способность, обеспечение тяжелого пуска из стопорного режима.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электроприводов, в которых необходимо осуществлять экономически и технически обоснованную узкую задачу двухступенчатого регулирования скорости однофазного асинхронного двигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя. Техническим результатом является обеспечение нейтрализации отрицательного действия ЭДС самоиндукции на обмотках статора электродвигателя, уменьшение расхода электрической энергии.

Изобретение относится к автоматическим регуляторам электродвигателей. Быстродействующий адаптивный регулятор частоты вращения содержит блок инвертирования, пропорциональную и интегральную части регулятора, четыре блока сравнения, два блока умножения, блок единичной функции, блок выделения модуля, нелинейный ограничитель.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с асинхронными исполнительными двигателями. Техническим результатом является повышение быстродействия следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в тяговом приводе трамваев, троллейбусов, электровозов, электромобилей. Техническим результатом является повышение эффективности процесса преобразования частоты, расширение функциональных возможностей, области использования и уменьшение массогабаритных показателей частотного привода.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к цепи (16) питания М фазной синхронной машины (14), содержащей: преобразователь (22) постоянного входного тока в многофазный переменный ток; накопительную батарею (47); средство (30) детектирования короткого замыкания до и внутри машины (14); устройство (26) для изоляции машины (14) от перенапряжений и/или перегрузок по току многофазного переменного тока; средство (28) управления преобразователем (22), изолирующим устройством (26) и средством (27) короткого замыкания, выполненным с возможностью соединения М выходов (31) источника питания друг с другом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах преобразования мощности. Техническим результатом является осуществление преобразования мощности с помощью двухплечевого управления ШИМ-модуляцией с высокой универсальностью, которое может ослаблять ограничения на коэффициент мощности и может эффективно использовать свои возможности независимо от коэффициента мощности.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к контроллерам синхронных двигателей с разделенными фазами и датчиками положения ротора, содержащим, по меньшей мере, один силовой переключатель с устройством управления и источник питания постоянного тока в средней точке разделенных фазных обмоток двигателя, снабженный компонентой бесперебойного питания источника.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях энергии. Техническим результатом является повышение надежности функционирования за счет обеспечения требуемого значения тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении активными двунаправленными преобразователями частоты на базе активных выпрямителей напряжения и автономных инверторов напряжения в составе промышленных реверсивных автоматизированных электропроводов для компенсации индуктивного или емкостного потребления мощности различными нагрузками в питающей сети. Техническим результатом является повышение коэффициента мощности, снижение электрических потерь и стабилизация напряжения в питающей сети. Способ управления активным двунаправленным преобразователем частоты в системе автоматического регулирования активного выпрямителя напряжения позволяет регулировать реактивный ток в зависимости от уровня реактивной мощности в питающей сети. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемом электроприводе, в том числе с ограниченным углом поворота с нагружением, содержащим компоненту типа «сухого» трения. Технический результат - повышение быстродействия и точности отработки электроприводом входных сигналов, приводящих к изменению знака скорости, при наличии в нагружении компоненты типа «сухое» трение, в том числе, когда трение покоя превышает трение движения на начальном участке разгона. Способ управления электроприводом, в котором формируют траекторную компоненту сигнала управления, исходя из требуемого закона движения нагрузки, кинематически связанной с подвижным элементом двигателя, измеряют скорость движения нагрузки, формируют компоненту сигнала управления пропорциональную статической фрикционной характеристике, и прибавляют полученное значение к траекторной компоненте сигнала управления, а полученную сумму используют для управления двигателем. Особенностью является то, что используя измеряемую скорость нагрузки, определяют ожидаемые моменты остановки перед сменой знака скорости нагрузки, формируют фрикционную компоненту сигнала управления с использованием скорости, ожидаемой после возобновления движения нагрузки, формируют фрикционную компоненту сигнала управления с опережением к моменту ожидаемого возобновления движения нагрузки. Электропривод содержит двигатель и кинематически связанный с его подвижным элементом датчик скорости, последовательно соединенные формирователь компенсации трения и сумматор, при этом сумматор также имеет вход для сигнала от внешней системы. Особенностью является то, что в него введен формирователь упреждения, причем вход формирователя упреждения соединен с выходом датчика скорости, выход формирователя упреждения соединен со входом формирователя компенсации трения, а выход сумматора соединен со входом двигателя. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразователем электроэнергии трехфазного электродвигателя переменного тока. Техническим результатом является подавление пульсаций напряжения между выводами сглаживающего конденсатора. Устройство (15) управления электродвигателем является аппаратурой управления электродвигательной системой, имеющей преобразователь (13) электроэнергии, сглаживающий конденсатор (14) и трехфазный электродвигатель (14) переменного тока, устройство (156u, 156v, 156w) генерации, которое генерирует сигнал (Vmu, Vmv, Vmw) модуляции путем прибавления сигнала третьей гармоники (Vh1) к командному сигналу напряжения (Vu, Vv, Vw) фазы; управляющее устройство, которое управляет работой преобразователя электроэнергии с использованием сигнала модуляции; и устройство (155) настройки, которое настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения (VH) между выводами сглаживающего конденсатора в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена, было меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электропривода с трехфазным двигателем, питаемыми от многоуровневого инвертора на управляемых полупроводниковых приборах (УПП) (транзисторах или запираемых тиристорах), шунтированных «обратными» диодами. Техническим результатом является исключение возможности возникновения автоколебаний и возможности увеличения отклонений мгновенных значений фазных токов от заданных, снижение частоты переключений УПП инвертора до приемлемого уровня без использования дополнительных реакторов. Соединение нулевой точки обмотки статора двигателя с точкой нулевого потенциала инвертора обеспечивает устойчивую работу блока управления с тремя регуляторами фазных токов так, что при всех условиях мгновенные значения токов не выходят за границы заданного токового коридора; при этом независимо от степени искажения фазных противо-ЭДС двигателя искажения токов фаз двигателя высшими гармониками минимальны. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов для перемешивания сыпучих, пастообразных и жидких веществ, в автоматизированных электроприводах механизмов с колебательным движением рабочего органа, вибрационных установках в горной промышленности, строительстве, машиностроении или сельском хозяйстве. Технический результат: улучшение энергетических показателей электропривода колебательного движения за счет формирования колебательного режима работы в вентильном электродвигателе с регулируемыми выходными параметрами движения и поддержания резонансного режима работы за счет управления собственной частотой. Вентильный электропривод колебательного движения содержит датчик положения, механически соединенный с валом двигателя, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, источник переменного тока и сумматор, соединенный своим выходом с входом инвертора напряжения, выход которого подключен ко второй статорной обмотки двигателя. Первая статорная обмотка вентильного двигателя подключена к выходу фильтра низкой частоты, который соединен своим входом с выходом выпрямителя, вход которого подключен к источнику переменного тока. Выход датчика положения соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Выход задающего генератора частоты колебаний соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. 2 ил.

Изобретение относится к устройству управления транспортным средством. Технический результат – улучшение пусковых свойств. Предусмотрено устройство управления транспортным средством, которое включает в себя коммутируемый реактивный электромотор и электронный модуль управления, выполняющий управление по току коммутируемого реактивного электромотора. При этом выполняется первое управление по току для вращения ротора в обратном направлении относительно направления, в котором транспортное средство начинает движение, если транспортное средство не начинает движение даже тогда, когда коммутируемый реактивный электромотор выводит максимальный крутящий момент в пределах допустимого диапазона. Выполняется управление для вращения ротора в направлении движения транспортного средства, когда оно начинает движение после того, как задействовано первое управление по току. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления двигательной системой, включающей в себя: преобразователь (13) энергии, сглаживающий конденсатор (12), трехфазный AC двигатель (14) и датчик (14v, 14w) тока. Контроллер двигателя обеспечен электронным блоком (15) управления. Электронный блок управления определяет целевую фазу (156), которая является фазой второго командного сигнала фазного напряжения, имеющего наибольшее отличие от первого командного сигнала фазного напряжения, имеющего уровень сигнала, который не является ни максимальным, ни минимальным уровнем сигнала, на основе командных сигналов трехфазного напряжения (Vu, Vv, Vw), генерируемых из значения (Iv*, Iw*) обнаружения датчика тока, и корректирует значение (157v, 157w, 158v, 158w) обнаружения датчика тока, который обнаруживает фазный ток целевой фазы, чтобы напряжение на зажимах (VH) сглаживающего конденсатора соответствовало требуемому значению напряжения. 14 з.п. ф-лы, 20 ил.

Предложен многофазный электрический двигатель, который содержит ротор и статор. Ротор содержит ряд магнитов, ориентированных в направлении статора, содержащего, в свою очередь, множество фазных обмоток, ориентированных в направлении магнитов. Фазные обмотки соединены с блоками управления с возможностью выборочной подачи тока на фазные обмотки для создания электромагнитной силы, которая действует на магниты ротора и обеспечивает его вращение. Двигатель содержит по меньшей мере два блока управления, каждый из которых выполнен с возможностью управления подачей тока на три фазные обмотки таким образом, что на каждую из трех фазных обмоток подают разные фазные токи, сдвиг по фазе между которыми составляет 120°, а ни один из двух блоков управления не использует одну и ту же фазу тока. Распределение тока по меньшей мере по шести фазам и использование двух или более блоков управления, работающих как простые трехфазные двигатели, обеспечивает возможность работы при пониженном напряжении без недостатков, связанных с большими токами, и, кроме того, значительно упрощает управление обычными системами. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Привод клапана включает в себя приводной вал для регулирования при эксплуатации клапана между открытым положением и закрытым положением, индукционный двигатель переменного тока для приведения в действие приводного вала, бесконтактный датчик положения, выполненный с возможностью выдачи при эксплуатации сигнала, представляющего угловое положение приводного вала или клапана, и контроллер, выполненный с возможностью управления двигателем переменного тока в соответствии с сигналом, выдаваемым датчиком положения. Технический результат – устранение предрасположенности к гистерезису и к проблемам, обусловленным эффектом свободного зазора и гидравлического удара, возникающих при скачках давления или волне от вынужденной остановки текучей среды для привода клапана. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами. Техническим результатом является обеспечение стабильности токов в синхронной машине при ее работе с высокой скоростью и напряжением насыщения. Способ управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, включающий в себя измерение тока, подаваемого на три фазы машины, преобразование трех измеренных токов в постоянную составляющую (Id) и в квадратурную составляющую (Iq) тока на основании преобразования Парка, получение заданного значения (Iq_req) для квадратурной составляющей (Iq) тока. Если постоянная составляющая (Id) тока является отрицательной, активируют режим управления с уменьшением потока, при котором машиной управляют на основании постоянной составляющей (Vd) и квадратурной составляющей (Vq) напряжения указанной машины, при этом постоянную составляющую (Vd) и квадратурную составляющую (Vq) напряжения управления синхронной машиной определяют в плоскости Парка. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления асинхронных электроприводов, в которых прямое измерение скорости вращения ротора двигателя, ввиду особенностей объекта регулирования, невозможно. Техническим результатом является повышение надежности и расширение области применения. Способ частотного управления асинхронным электроприводом, содержащий выпрямитель напряжения, емкостной фильтр и автономный инвертор напряжения, амплитуда и частота выходного напряжения которого формируются в соответствии с заданной частотой вращения двигателя, что реализуется в системе управления, замкнутой по частоте вращения через регулятор скорости, входным сигналом которого является рассогласование сигналов задания и обратной связи, для получения которого используют датчик скорости, установленный на валу электродвигателя. Сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения двигателя, формируют в системе управления путем сложения сигналов синхронной частоты и частоты скольжения, взятого со знаком минус, для формирования которого в систему управления дополнительно вводят вычислительный блок, на вход которого подают сигналы, пропорциональные среднему значению тока на входе инвертора, максимальному значению тока на входе инвертора и коэффициенту модуляции. Сигнал, соответствующий текущей частоте скольжения, определяют из выражения где Isanom - значение активной составляющей тока статора в номинальном режиме работы,ωrnom - частота скольжения в номинальном режиме работы,Iвх – сигнал, пропорциональный среднему значению тока на входе инвертора,Im – сигнал, пропорциональный максимальному току инвертора,Rs - активное сопротивление фазы обмотки статора АД, Udc - среднее значение напряжения конденсатора в промежуточном звене преобразователя частоты,m - коэффициент модуляции. 3 ил.

Наверх