Устройство для измерения магнитногопотока электродвигателя переменного toka

 

Союэ Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 07. 79 (21) 2803085/24-0? с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 06. 81. Бюллетень ¹ 2)

Дата опубликования описания 09.06.81 (51)M. Кд.

Н 02 P 7/42

Государственный комитет

СССР

А0 делам изобретений и PNpblTH11 (53) УДК 62-83:

:621.313 ° 333. .072.9(088.8) о (72) Автор изобретения

В. А. Скрыпник. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН1Я МАГНИТНОГО

ПОТОКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования частотно-управляемыми электроприводами.

Известно устройство для измерения

5 магнитного потока электродвигателей переменного тока, основанные на косвенном измерении потока машины по напряжению и току статора (1) или с помощью специальных измерительных обмоток, заложенных в пазы статора дви-, гателя переменного тока 12).

В указанных устройствах косвенного измерения магнитного потока двигателя имеется общий недостаток — отсутст15 вие достоверной информации о магнитном потоке в машине при нулевой частоте питающего напряжения (режим постоянного тока), что существенно влияет на качество процессов регулирования частоты вращения ротора частотно-управляемого электропривода, особенно это сказывается в быстродействующих реверсивных электроприводах.

В указанных устройствах используются операционные усилители, поэтому интегратор из-за всегда имеющегося напряжения смещения идет в насьпцение.

Реально такое устройство выдает постоянный сигнал, равный напряжению насьйцения операционного усилителя.

Для исключения этого 1твления интегратор может быть охвачен дополнительной обратной связью с пропорциональноинтегральным звеном.

В таких устройствах в установившемся режиме поток Ф (Р) = O. Этим устраняется эффект насыщения интегратора, однако поток равен нулю, в то время как в реальной машине он существует и равен

Ч =Ь -1 где 1., — ток статора;

Ь„ — индуктивность контура намагничивания машины.

Кроме того, при наличии дополнительной обратной связи в интеграторе искажаются фазочастотные характерис836749

10 Ч =-(uu-1Q-4 ++t — -L . )Ж=

1 Г, а11 - а1, а111

rn т,) q qq 1д прад+ ni ) тики устройства и не обеспечивается 1 точное определение пространственного положения вектора потока, что необходимо при построении векторно-матричных систем регулирования.

Известно также устройство для из мерения магнитного потока электродвигателя переменного тока, которое содержит датчики тока и напряжения, интегратор, дифференцирующее звено и сумматор ГЗ). В нем, кроме охвата интегратора обратной связью, преду— смотрены регуляторы нулевого потока, которые подключаются при достижении частоты питающего напряжения нулевого 15 значения и удерживают выходной, сигнал ,схемы измерения потока, равным нулю, что устраняет дрейф интеграторов, но одновременно исключает информацию о реальном потоке электродвигателя.При

20 использовании дополнительной измерительной обмотки для измерения магнитного. потока электродвигателя очевидно, что в режиме постоянного тока в ней

ЭДС от основного напряжения не наво25 дится, в то время как поток в электрической машине существует.

Целью изобретения являются расширение диапазона измерения магнитного потока электродвигателя переменного

30 тока до нулевой частоты питающего напряжения включительно, а также увеличение точности определения пространственного положения вектора магнитного потока электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчики тока и напряжения, первый интегратор, дифференцирующее звено и сумматор, снабжено вторым интегратором и ограничителями выходных напряжений интег- 40 раторов, каждое из которых подключено параллельно соответствующему интегратору, вход первого интегратора соединен с выходом датчика напряжения, вход второго интегратора соединен с 45 выходом датчика тока и выходом дифференцирующего звена, вход. которого соединен с выходом датчика тока,. подключенным к выходу сумматора, а выходы интеграторов подключены к входу сумматора.

На чертеже изображена схема устройства для измерения потока электродвигателя.

Устройство подключено к выходу 55 преобразователя 1 частоты, питающего асинхронный электродвигатель 2, содержит датчики напряжения 3 и тока 4, 4 включенные в статорные цепи электродвигателя, дифференцирующее звено 5, интеграторы б и 7 с ограничителями 8 и 9 напряжения и сумматор 10.

Устройство работает следующим образом.

Выражение для потока можно записать в вцде где U †.напряжение статора;

R< — активное сопротивление статора;

Т вЂ” постоянная интегрирования; — индуктивность рассеяния статора;

4 - потокосцепление намагничивающего контура статора.

Согласно этому выражению собрана схема устройства измерения потока двигателя, где на операционном усилителе собран интегратор 6, реализующий зависимость,10 haft.

Т.

В дифференцирующем звене 5 осуЩествляется операция дифференцирования dl, на интеграторе 7, выполненном на операционном усилителе, реализуется операция суммирования и интегрирования согласно зависимости -J fi R —ъ of

1- 1

-(11+ L ) dt и наконец в сумматоре 10 реализуется операция суммирования. С помощью ограничителей 8 и 9 величина выходного напряжения интеграторов 6 и 7 выставляется одинаковой как для положительной, так и для от-. рицательной полярности.

В режиме постоянного тока оба интегратора идут в насыщение и величина выходного напряжения определяется уставкой ограничения. Так как уставки ограничения одинаковые, а полярность напряжений разная, поскольку на входы поступают сигналы противоположной полярности, то эти напряжения взаимно компенсируют друг друга в сумматоре 10, и выходное напряжение сумматора 10 будет пропорционально измеряемому магнитному потоку, определяемому в соответствии с выражением

44= 1с „.

Для подавления высокочастотных гармоник, присутствующих в токе статора электродвигателей при питании от пре836749 образователя частоты, дифференцирующее звено 5, выполненное на усилителе, должно иметь фильтр.для исключения погрешности для основной составляющей тока. Дифференциальный усилитель можно не ставить, а дифференцирование выполнять установкой в цепь датчика тока дросселя. Однако при современном уровне электроники установка дифференцирующего усилителя является 10 технологичной и экономичной, позволяет легко производить подстройку на различные параметры двигателей.

Таким образом, введение дополнительных блоков интегратора и ограни- 15 чителя, а также выполнение указанных связей позволили получить информацию о потоке во всем диапазоне изменения скорости, что обеспечивает повышение о качества регулирования ассинхронных 2у двигателей,.а именно обеспечение задающего момента на низких скоростях вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Ф 1806769, кл. Н 07 P 7/58, 1972.

2. Патент США 11 4023083, кл. 318-227, 1977.

3. Заявка ФРГ Ф 2635965,, кл. Н 02 P 1/00, 1978.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитно1 го потока электродвигателя переменного тока, содержащее датчики тока и напряжения, первый интегратор, диф" ференцирующее звено и сумматор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения магнитного потока и повышения точности определения пространственного положения вектора магнитного потока, оно снабжено вторым интегратором и двумя ограничителями выходного напряжения, каждый из которых, подключен параллельно соответствующему интегра". тору, вход второго интегратора подключен к выходу датчика тока и выходу дифференцирующего звена, входом соединенного с выходом датчика тока, подключенного к выходу сумматора, вход которого соединен с выходами интеграторов, а вход первого интегратора соединен с выходом датчика напряжения.

836749

Составитель В. Тарасов

Редактор Г. Петрова Техред С.Мигунова Корректор Г. Назарова

Заказ 3203/43 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3035 Москва, Ж вЂ” 35, Раушскаа ваб., д. 4/5

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