Выходное устройство для системы управления преобразователем

 

О П И С А Н И Е ()653721

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцма пмстимесиих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. саид-ву

t (22) ЗаЯвлЕно 18.02.77 (21) 2454209/24-07 (51) М. Кл, с присоединением заявки Ие (23) Приоритет

Н 02 P 13/16

Гесударстееннвй квинтет

СССР не делам нзабретеннк н еткрмтнй

Опубликовано 25.03.79Бюллетень № 11 (53) удК621.373. .5 (088.8) Дата опубликования описания 28.03.79 (72) Автор изобретения

Л. М. Тарасенко (71) Заявитель (54) ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ

УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Настоящее изобретение относится к системам управления преобразователями частоты с BBTDH0MHblMN инверторами и может быть использовано для привода испытательных стендов машиностроительных заводов, в текстильной промышленности (производстве искусственного волокна}, для шлифовальных станков и в других случаях.

Известны системы регулирования, построенные по подчиненному принципу, в которых используется смешанное регулирование обобщенных векторов по полярным и ортогональным координатам (1)(2j.

8 у

При этом внутренние подчиненные контуры

15 замыкаются пэ полярным координатам вектора ТоКВ или напряжения статора двигателя, а внешние кэнтуры — по ортогональным координатам. Необхэдимость смешанного регулирования обусловлена тем, что преэбразэватель частоты с авто

HoMHbIM инверторэм тока или напряжения управляется непосредственно по полярным

„координатам выходного вектора; двигатель же управляется по ортогональным координатам.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к данному является устройство (31, содержащее блоки формирования амплитуды и фазы, преобразователь ортогэнальных координат в полярные, связанный одним выходом с блоком формирования фазы, а другим выходом — со входом регулятора модуля выходного вектора инвертора, соединенного другим входом с датчиком входной величины инвертора, а выходомс блоком формирования амплитуды.

Недостатком известного выходного устройства является недостаточное быст родействие и значительные динамические ошибки, приводящие к существенным от клонениям диаграмм электромагнитного момента и скорости от оптимальных.

11елью настоящего изобретения является повышение быстродействия при снижении перерегулирования путем приблидсения законов управления преобразэва65372 1 тепем частоты по полярным. координатам выходного вектора преобразователя к . оптимальным законам управлении тем же вектором по ортогональным координатам. 5

Поставленная цель достигается тем, что выходное устройства для системы управления преобразователем привода переменного тока с выпрямителем и автономным инвертором, содержащее блок формирования фазы, выход которого соединен с выводом для подключения инвертора, блок формирования амплитуды, выход которага соединен с выводом для подключения выпрямителя, регулятор модуля, выход которого подключен ко входу блока формирования амплитуды, а один из входов — к выходу датчика входной величины инвертора, преобразователь координат, выход которого подключен ко входу блока формирования фазы, дополни-, тельно снабжено двумя каналами, каждый иэ которых состоит из включенных последовательно апериодического и интег ральнога звеньев, охваченных-отрицатель- ной обратной связью, блоком выделения модуля, корректирующим регулятором, причем каждый канал выходом подключен ко входу преобразователя координат, а входом - к блоку выделения модуля, выходом подключенного ко входу регулятора модуля, при этом другой вход регулятора модуля подключен к выходу корректируюшега регулятора, своими иходами

35 подключенного к датчику входной величины инвертора и к другому выходу преобразователя координат.

На чертеже .представлена функциональная схема устройства.

46

Преобразователь частоты 1 состоит из инвертара 2, подключенного входом к выходу блокаформирования фазы 3, силэвога фильтра 4 и выпрямителя 5, пэдклкъченнога иходом к выходу блока формирования амплитуды 6. К выходам А, И, C инвертара подключается нагрузка (синхронный или асинхронный двигатель).

Каналы выходного устройства содержат апериодические 7, 8 и интегральные

9, 10 звенья и подключены ко входам преобразователя координат 11, подключенного выходом к блоку формирования фазы 3, а входы каналов входного устройства подключены к блоку выделения

55 модуля 12, подключенного выходом ко иходу регулятора модуля 13 и выходу корректирующего регулятора 14, подклю ченнэгD входом к выходу датчика входной величины инвертора 15.

На вход первого выходного устройства подается сигнал задания v» стабили1 зируемай координаты. На вход аналогичного втэрогэ канала подается сигнал задания м программнэй координаты. Вь%

М- .% ходные сигналы, v и v эбэих кана1 лов подключены ко входам преобразователя координат 11, один иэ выхэдэв которого, представляющий задание Р фаЮ зы выходного вектора инвертора, связан с блоком 3 формирования фазы. Сигналы ц подключены также к блоку 12

ы выделения модуля, своим выходом связанного с регулятором 13 модуля выходного вектора инвертора, подключенного к блоку 6. Другой вход регулятора 13 связан с выходом компенсируюшего регулятора 14, на иходы которого поданы сигнал v êcððeêöèè модуля выходного вектора и сигнал Y действительного значения иходной величины инвертора, подаваемый с датчика 15.

Блок ll предназначен для выполнения преэбраэований:

d " =си сАg ч " y„»".

В блоке 12 реализуется соотношение

Y =4(Ч» ) .(ч»)2 (2)

Как видно из (1) и (2), блоки 11 и 12 легко реализуются на обычных аналоговых сумматорах и функциональных элементах.

Работа устройства в типовом режиме протекает следующим образом.

Сначала иэ внешней части системы регулирования (на чертеже не показана) подается задающий сигнал У на вход

1 авена 7 и на иход блока 12. Замкнутый . контур, состоящий из звеньев 7 и,9, настроенный на модульный оптимум, формирует оптимальный закан изменения вэ времени задаюшего сигнала v одной из ХФ артоганальных координат выходного вектора инвертора. Блок 11, преобразующий задающие сигналы по ортогональным координатам в задающие сигналы по полярным координатам, вырабатывает задание фазы d âûõîäíîãî вектора, которое лН воспроизводится блоком 3. . Однэвременно блок 1 формирует в соответствии с (2) задание модуля вьходнаго вектора, которое отрабатывается

653721 контуром с регулятором 13, настроенным на мэдульный оптимум, путем воздействия на блэк управления 6. Из-за нелинейности связи между ортогональными ч, Ч и полярными ч,д; координатами вектора

Ч при обработке сигнала Ч по линейном закону (модульного оптимума). имеет место значительное отклонение изменений составляющих ч, ч эт оптимальных значений. Эти отклонения уменьшаются корректируюшим регулятором 14, на входе которого имеется разность между оптимальным ч и действительным

+М ч значениями модуля выходного вектора.

Регулятор 14 вырабатывает корректирую- шее воздействие для регулятора 13, приближая закон изменения модуля к требуемому. HB этом (первом) этапе формируется ч составляющая вектора {стабилизируемая координата) .

На втором этапе, аналогично предыдушему, и сле подачи задающего воздействия Ч > производится формирование

%.

Чя сэставляюшей вектора {программная координата) .

Устройство предназначено для использования в системах управления преобразователями BGHHxpoHHblx электроприводов с инверторами тока и напряжения. В пер30 вом случае V< есть намагничивающая, а Ч - активная составляющая тэка статора. Во втором случае:ч и ч — соответственно синфазные указанным тэкам составляюшие напряжения статора.

Данное устройство может быть также использовано в системах управления преобразователями синхронных электроприводов с инверторами тока и напряжения.

Устройство обеспечивает практическую независимость формирования обоих ортогональных координат выходного вектора при непосредственном управлении его полярными координатами и приближение законов изменения ортогональных координат этого вектора к оптимальным.

В конечном счете это позволяет повысить быстродействие при снижении перерегулирования.

<Рормула изобретения

Выходное устройство для системы управления преобразователем электропривода переменного тока с выпрямителем и автономным инвертором, содержащее блок формирования фазы, .выход которого соединен с выводом для подключения инвертора, блок формирования амплитуды с выходом, соединенным с выводом для подключения выпрямителя, регулятор модуля, выход которэгэ подключен ко аходу блока формирования амплитуды, а один из входов — к выходу датчика входной величины инвертора, преобразователь координат с выходом, подключенным ко входу блока формирования фазы, о тличаюшееся тем,что,сцелью повышения быстродействия при снижении перерегулирования путем приближения законов управления преобразователем частоты по полярным координатам вы.ходного вектора преобразователя к оптимальным законам управления тем же вектором по ортогэнальным координатам, онэ дополнительно снабжено двумя каналами регулирэвания, каждый из которых состоит из включенных последовательно апериодического и интегрального звеньев, охваченных отрицательной обратной связью, блоком выделения модуля и корректирующим регулятором, причем каждый канал выходом подключен ко входу преобразователя координат, а входом — и блоку выделения модуля, выходом подключенным ко входу регулятора модуля, при этом другой вход регулятора модуля подключен к выходу корректирующего регулятора, своими входами подключенного к датчику входной величины инвертэра и к другому выходу преобразователя ко орд и нат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Heeler й. D narnisch ЬосИсиеМ1де

vrehzcxH8qqeeung einer umrichterqespe Mes Assncbr nrnascbine -Reqeturqs1есИпйсйе praxis un Pr ozep-Rechentechni%, 1973, н 9.

2. Тарасенко Л. М. Асинхронный двигатель с массивным обмэтанным ротором как обьект частотного управленияЭП Электропривод, вып. 1 (54), 1977.

3. Патент ФРГ.No 1941312, кл. 21 с 59/36, приоритет от

14.08.69.. 153721

Заказ 1305/41

Тираж 056 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 130З5, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель О. Парфенова

Редактор Д. Мепуришвилн Техред Л. Алферова Корректор И. КовальчУк