Электропривод с синхронным двигателем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)551785 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01. 73(21) 1864014/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.77Бюллетень №11 (45) Дата опубликования описания16.06.77 (51) М. Кл.

Н 02 Р 5/34

Н 02Р 7/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ао делам иэаоретений н открытий (53) УДК 621.316. .717 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Вейнгер, Ф. И, Андреев, И. М. Серый, Ю. С-. Тартаковский, А. А. Янко-Триницкий, Л. Х. пацковский и И. С. Кузнецов

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (71) Заявитель (54) ЗЛЕКТРОПРИВОД С СИНХРОННЪ|М

ЛВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электроприводам на основе синхронных двигателей с электр oMar Hèòíûì возбуждением, предназначенным для регулирования скорости нагрузки. б

Известны электроприводы с синхронным двигателем для регулирования скорости нагрузки, содержащие датчик углового положения ротора двигателя, выходы ко -орого подключены к блоку прямого преоб азова- |0 ния переменных (1). В этих приводах сигналы датчиков непосредственно участвуют в формировании требуемых токов статора (момента) двигателя и поэтому погрешности датчиков ухудшают характеристики l5 приводов.

Известны электроприводы с синхронным двигателем для регулирования скорости нагрузки, содержащее датчик углового 20 положения ротора и блоки прямого и обратного преобразований I 21 . В этих приводах погрешности датчиков угла сутдественно проявляются при формировании сигналов обратной связи по токам статора, 25 т. е. при работе датчика совместно с блоком обратного преобразования.

Таким образом, недостатком известных приводов с синхронными двигателями является влияние погрешностей датчика угла на характеристики привода в целом.

Цель изобретения — уменьшение влияния погрешностей датчика угла на характеристики электропривода с синхронным двигателем.

Указанная цель достигается тем, что вводятся измерители продольного и поперечного потокосцеплений ротора, выход из мерителя продольного потока сцепления ротора подключен к входу формирователя продольного потокосцепления статора и к входу регулятора продольного тока ротора, выход измерителя поперечного потокосцепления ротора подключен к входу формирователя поперечного потокосцепления статора и к входу регулятора поперечного тока ротора, входы измерителя продольного потока сцепления ротора подключены к выходу продольного тока статора блока обратного преобразования, к выходам регу551785 пятера и датчика продольного тока ротора, входы измерителя поперечного потокосцепления ротора подключены к выходу поперечного тока статора блока обратного преобразования, к выходам регулятора и датчика поперечного тока ротора, при этом входы регуляторов продольного и поперечного токов статора подключены соответственно к датчикам одноименных токов ротора.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устр ойство содержит: синхронный двигатель 1 с продольной и поперечной обмотками poropa, датчик углового положения 2, датчик скорости 3, датчики 4 токов ротора„источник питания 5 продольной обмотки ротора $, источник питания 6 поперечHDH обмотки p )Top:" g измерители 7 и 8 пэтокосцеплений обмоток ротора, регуляторы продольного 9 и поперечного 10 тоIcoR porэра, зад."пгник HIITpHctIBHDGTN 1 1, нелинейный э.:емецr 12, регулятор скорости .13, множительные элементы 14, элементы 15 гибкой связи (ЯС -цепи), формирователи 16 продольного и поперечного потокосцепления сгагора, регуляторы продольного 17 и поперечного 18 токов статора, блоки прямого LB и обратного 20 преобразований, источники 21 питания статора, датчики 22 rococo сгатэра.

Злектропривод работает спедующим образом.

Сигнал задания 0 скорости нагрузки поступает на вход задатчика интенсивности

1l и далее на вход регулятора скорости

13, на другой вход которого поступает сигнал обратной связи с датчика скорости

Сигнал с выхода регулятора 13 вместе с сигналом 1 образует сигналы задания для регуляторов 9, 10 и 17, 18 то« ков ротора и статора.

Сигналы с выходов регуляторов 9 и 10 воздействуют на источники питания 5 и 6, которые питают обмотки ротора продольными и поперечными токами.

Сигналы с датчиков 4 токов ротора поступают на входы регуляторов 9 и 10 токов ротора, HB входы которых поступают также сигналы продольного и поперечного потокосцеплений ротора с выходов измеритепей 7 и 8. На входы измеритепей 7 и 8 постулают сигналы продольного и поперечного токов ротора от датчиков 4, а также сигнапы с вых дов регулятор ов 9 и 10.

Измерители 7 и 8 потокосцеплений ротора выполнены в виде интеграторов, которые интегрируют напряжения, наводимые потокосцеплениями обмоток ротора.

ЭО

Формирование указанных напряжений обеспечивается за счет связей входов измери» телей 7 и 8 с выходами блоков 4, 9 и 10.

Иэ-за неидеальности реальных измерителей 7 и 8 определение потокосцеплений роторов может вестись со значительными погрешностями. Для исключения этого измерителя выполняются охваченными слабой жесткой отрицательной обратной связью и на их входы поступают сигналы с выходов блока обратного преобразования 19.

Сигналы на выходах этого блока формируются с помощью датчика углового положения 2.

Сигналы с выходов измерителей 7 и 8 используются в качестве сигналов обратной связи на входах регуляторов 9 и 10, а также для получения потокосцеплений статора в формирователях 16, на входы которых, кроме указанных сигналов, поступают сигналы с датчиков токов 4.

Сигналы с выходов формирователей 16 с помощью узлов 14 и 15 преобразуются в сигналы компенсации влияния внутренних связей по ЭДС вращения как в извес ных приводах. На входы обратной связи регуляторов 17 и 18 поступают сигналы с датчиков тока ротора, благодаря чему изменение токов ротора приводит к изменению токов статора. В свою очередь, изменение токов р от эра пр он сходит при изменениях потокосцеплений обмоток ротора, которые изменяются при регулировании токов статора.

Рассмотрим, каким образом уменьшается влияние погрешностей датчика 2 и бла ка обратного преобразования 19 на харак« теристики синхронного привода.

В установившемся режиме работы привода сигналы на выходе блока 19 являются сигналами постоянного тока. При наличии погрешностей датчика 2 и блока 19 в выходных сигналах блока 19, кроме постоянной составляю чей, содержится пульсирующая составляющая, частота которой определяется скоростью вращения двигателя. При непосредственном использовании сигналов с выхода блока 19 в качестве, например, сигналов обратной связи IIO току статора характеристики привода оказываются неудовлетворительными из-еа наличия периодической составляющей в сигнале обратной связи.

B предложенном приводе сигналы блока

l9 оказываются профильтрованными с помощью интеграторов измерителей 7 и 8.

При значительной постоянной времени измерителей 7 и 8 погрешности датчика

2 будут проявляться практически только

551785 при работе привода с нулевой скоростью, причем влияние этих погрешностей будет сказыват ся на величине коэффициента усиления привода по моменту. При этом изменения коэффициента усиления привода по моменту, возникающие из-за погрешностей реальных датчиков угла, не являют . ся существенными для работы привода в режиме упора с нулевой скоростью под нагрузкой. 19

Погрешности датчика 2 влияют на величины фазных напряжений, питающих обмотки статора, однако эти величины оказываются внутри замкнутого контура регулирования токов статора и при соответствующем вы- N боре характеристик этих контуров влияние погрешностей датчиков сводится к минимуму. Формирование потокосцеплений стато» ра в блоках 16 ведется практически без влияния погрешностей датчика 2 и, след>- 20 вательно, исключается влияние погрешностей датчика 2 на работу привода по каналу компенсации ЭДС вращения.

В пр едлагаемом прив оде р е ализ ован способ регулирования токов статора, пре25 дусматривающий измерение потокосцеплений обмоток р отор а, р егулир ование этих потокосцеплений путем изменения токов ротора и использование результатов измерения токов ротора в качестве сигналов

30 обратной связи и в регуляторах токов статора. Применение этого способа позволило уменьшить впияние погрешности датчика углового положения ротора на характерис85 тики привода. В другом варианте привода датчик углового положения 2 и интегратор 8 могут быть заменены датчиками

Холла, установленными по продольной и поперечной осям синхронного двигателя.

4О

Привод согласно изобретению может быть применен в тех случаях, когда синхронный двигатель работает в услов*, вибрации, ударов и применение прецизионного датчика угла оказывается практически невозможным.

Ф ор мул а изобретения

Электропривод с синхронным двигателем, содержащий регуляторы продольного и поперечного токов статора и ротора, формирователи продольного и поперечного потокосцеплений статора, блок обратного преобразования с выходами продольного и поперечного токов статора, датчики продольного и поперечного токов и углового положения ротора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния погрешностей датчика углового положения и блока обратного преобразования на точность работы электропривода, введены измерители продольного и поперечного потокосцеплений р отора, выход каждого из которых подключен к входу формирователя соответственно одноименного (продольного или поперечного) потокосцепления статора и входу регулятора одноименного тока ротора, а входы каждого из измерителей подключены соответственно к одноименным выходам блока обрат ного преобразования, к выходам регуляторов и датчиков одноименных токов ротора, при этом входы регуляторов продольного и поперечного токов статора подключены соответственно к датчикам одноименных токов ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бродовский В. Н., Кузнецов Ю. A. Синхронный тиристорный электропривод с частотно токовым управлением", "Электричество", 1969, № 3.

2. Авторское свидетельство по заявке № 185 1400/07, кл. Н 02 P 5/34, 30.11.72 r.

551785

Составитель Е. Иванов

Редактор P. Киселева Техред A. Богдан Корректор

Заказ 135/32 Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4