Способ управления синхронным двигателем
:::.:.::;:::;;:, оп ислнии
ИЗОБРЕТЕН Ия (11) 604112
4 ;.ь .
В 4
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22 04 75 (21)2127198/24 0 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 04 78 Бюллетень №15 (45) Дата опубликования описания lg. ()11. Ь (51) М. Кл
Н 02 P 5/34
Гасударственный намнтет
Саввтв Мнннстрав СССР аа делам нзааретеннй н атнрытнй (53) УДЫ 621.313.13.
0 14.2(088.8) (72) Авторы изобретения
В. Н. Бродовский, E. С. Иванов и A. С. Липин (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ
ДВИГАТЕЛЕМ
Изобретение относится к области регулируемого электропривода переменного тока и предназначается для управления скоростью нагрузки с помощью синхронного двигателя.
Известен способ частотного регулирования скорости синхронных двигателей без обратной связи по положению ротора (1).
Этот способ не обеспечивает быстродействия из-за опасности выпадания двигателя из синхрониз»а.
Известен способ регулирования с использованиеч вентильного двигателя двойного питателя, ITQ требует дополнительного преобразователя токов ротора (2).
Известен также способ управления синхронным двигателем путем преобразования составЪ ляющих тока статора с помощью.гармонических функций и формирования сигналов управления для регуляторов токов статора и ротора по сигналам задания, например, сигналам скорости и потока возбуждения. Определение требуечых гармонических функций ведется по результатам измерения углового положения ротора (3).
Недостатком способа является сложность его реализации, обусловленная необходимостью измерения углового положения ротора
2 синхронной машины для формирования гармонических функций.
Целью изобретения является упрощение реализации способа.
Это достигается тем, что сначала устанав5 ливают требуемые сигналы задания, например, сигналы задания скорости и потока возбуждения, затем подают сигнал управления на рЕгулятор продольного тока ротора и с этого момента времени измеряют и интегрируют напряжения ориентации обмоток статора. По ре<О зультатам интегрирования формируют упомянутые гармонические функции, после чего подают сигналы управления на регуляторы составляющих тока статора и поперечного тока ротора.
Способ предусматривает определенную пос15 ледовательность включения сигналов задания и сигналов управления с интегрированием напряжений в обмотках статора, наводимых в момент задания продольного тока (потока возбуждения) ротора. Результаты интегрирования напряжений фаз статора используют для определения начальных значений гармонических функций, характеризующих угловое положение продольной оси ротора. Получив указанные гармонические функции, подают сигналы управления на регуляторы составляющих тока э5 статора и поперечного тока ротора. После пода604112 чн сигналов управления B(?3HIII((leò электромагнитный мочеHT двигателя, H(>,I действием которого ротор двигателя раскручивается до за>?3нг(ой скорости. Так как ротор вращается, lo в обмотках статора образуются напря>кен((я (Э, (С) частоты, определяемой скоростью вращения ротора. Эти напряжения интегрируют н по результатам интегрирования формируют тре буемые гармонические функции. Таким ооразом управление синхронным двигателем можно вести оез измерения углового положения его ротора. На практике применения предлагаемого способа ограничено задачами, в которых скорость нагрузки не бывает длительно равна нулк?.
Объясняется это несовершенством существуюJoJLLH«интеграторов. В этих случаях, когда скорость нагрузки может принимать нулевое значение на длительное время, необходимо перед началом регулирования скорости произвести включение привода в соответствии с предлагаемым способом.
На чертеже изобра>ке>(а структурная схема электропривода, построенн го в соответствии с предлагаемым способом. ()H3 содержит син«ронный двигатель 1, датчики токов статора 2, датчики напряжений статора 3, преобразователь частоты статора 4, датчики токов ротора 5. регулятор токов ротора 6, формирователь гармонических функций 7, блок коммутации 8, формирователь и;(пряжений ориентации 9, блок интсгпаторов !О, векторный анализатор 11, блок прям >го преобразования 12.
Узлы 8 и 9 введены в электропривод для получения сигналов, с помошьк? которы«формируются гармонические функции в узле 7.
Привод, показанный на чертеже, используют для регулирования скорости. В этом случае сигналы задания привода Up и U(, являются выходными сигналами вычислительного устройства. На в«од которого поступает «пгнал с выхода регулятора скорости.
Электропривод работает следующим образом.
После включения питания устанавл >вают си H(I.lhl зада(>ия LJp u
С помощью олока коммутации 8 подают сигнал Up на б?ок 6, который создает ток в продольной оомоткс ротора. Таким образом возннкае. возбуждение машины по продольной (>«и и ((зъ(еняс (ся потокосцепление обмоток «т лора, вследствие чего в них наводятся и 3 и 1? я ж е и I l я . Э1 и и а (! 1? я ж е н и я поступ 3 Io T в блок 9 и затем в блок интеграторов 10, на выхода«которого с по«?ощь(о блока 11 образуется пара напряжений. необ«одимая для форllipoB3IHIH гармонических функций.
Г!осле образован>(я гармоническ>>х функций в блокe 7 с помон(ью блока коммутации 8 подают сигналы 1 г> и Uq на блоки 6 и 12.
На практ>>ке трудно получить идеальные пнтсграторы. г(оэто?>? «роль игр TloT аперно5 дические звенья с м псих(ально ьозможной Hîñтоянной времени, например, с 0,5 — 20 «ек в зависимости ol поставленной требусмой задачи. Поскольку такие dilppHo (>(че(? к>((звенья не могу» длительно хранить информа>шю при
B«o. LHhlx cHJ JI3«i3«, равны«нулю, II производят интегрирование при частотах, меньших 0,5—
1 Гц, со зна (ительиыми погрешностями, то
5 необходимо сигнал задания по скорости выбирать при включении и в процессе работы привода соответствуюгцей величины. Поэтому привод предназначается в некотором диапазоне скоростей, исключающем зону нулевых скоростей, соответствующих частотам токов ст >тоГ с ! (>
При этом возможна работа привода при сигналах задания скорости обоих знаков с непрерывным реверсом.
Формирователь напряжений ориентации 9 формирует напря>кения в зависимости от выбранной системы ориентации cHH«poHHQ вращающейся системы координат. Он может формировать, например, напряжения, соответствующие потокосцеплению обмоток статора, или потоку в воздушном зазоре машины. Д,?я получения напряжений ориентации можно использовать специальные измерительные обмотки статора илп выделять эти напряжения из фазных напряжений двигателя, используя информацию о тоI(av статора.
Привод более прост по -равнению с известными приводами, реша(о>цими те же задачи, Т3К как в нем отсутствует электромеханический датчик положения для формирования гармонических функций.
Фор >(ула изобретения
Способ управления синхронным двигателем с электромагнитным возбуждением, создаваемым двухфазной обмоткой на роторе путем преобразования составляк>гцнх тока статора « помогцью гармонических функций и формирования сигналов управления для 1?егуг(>((oрoв токов статора >! ротора по сигналам задания, >>апример, сигна.(ам скорости и потока «озбуж.(ения, с последовательным включением снгна о лов задания и подачей сигналов управления на регулятор продольного тока ротора, (?>лииаюи(п((ся тем, что, с целью упрощения его реа;шзации, с момента подачи сигналов управления (>а регулятор продольного тока ротора измеряют и интегрируют напряжения ориентации обмоток статора, Но результатам интегрирован и я (1? о р м и 1? ю т y J i o ÷ ÿ J I ú T hi e. Г а 1? м о н и ч с с к ! Р ф у ! кции и JIDJIBI(?T сигналы управления на-регуляторы тока статора и попере lliol0 ток;I ротора.
Источники информации, пр(шятые во внимаьв нпе iipii ?кспертизе: 7
1.. «3ìóä«3HoB М. 3. и др. Частотно(регу.>ирование скорости электропрпводов переменного тока. Узб. ССР. Г(зд-во «ФАИ», с. 148-—
203.
2. Г1;iTeHT СИЛ ЛЪ 3686548. кл. 318 — 138, I 972.
3. Перевод ст. Байера Х, из журнала
«SiemcI1. ZcitschI Г1». 1971, т. 45, Ло 10. с. 765—
768, перевод U,--6664, 197,>, «. 8. б04112
Гоставите,ть В Тарасов
1 с к рсл О., 1у гона я K0ððñêTîI», I оиисик,>
I яра>к 8c}7 Г1ол исное
Р г и и к т о р 1. 11 и! i x к
Закво 212 1 47
I IIII I! iI1I I Государств ни!и ка: итс> а Гг в i;i >1и .и -и- в (.ГГ!>!
fii !< .Icl i li:i >Йрв;гliiilf i i>i крги и
I,I > 1,>. Л1огк в а, 71 - >, . I ç1 ив .;lii иап ..i 1 i>
