Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины

 

Социалистические

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВХОРШОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Доттолиитедьное к авт. саид-ву(22)Заявлено 14,01.80 (21) 2870897/24-07

1 (И)М. Кл.

Н 02 Р 7/42 с присоеиинеиием заявки,%— (есударстеенныб квинтет ссс

lo Авлам изобретений и открытий (2З)Приоритет

Опубаяковано 23 s09 ° 81 ° Б цц етень Я 35

Д,ата опубликования описания 25.09. 81 (5З ) Л К 62! . 316,,718.5 (088.8) И,И. Столявов 1 Ге Ае Синельников и (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина, ордена Окт и ордена Трудового Красного Знамени гор им. Г.В.Пле..-анова н Ленинградское проек экспериментальное отделение ВНИИПроектэ (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИАГНИТНЬК ПОТОКОМ

АСИНХРОННОЙ ИАШИНЫ (Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотно-управляемому электроприводу и может быть использовано для регулирования магнитного потока в асинхронных ма5 шинах.

Известно устройство для стабили-. зации магнитного потока асинхронной машины по ЭДС измерительной -катушки, охватывающей полюсное деление статора (11.

Однако известное устройство имеет малую точность в статических режимах и имеет очень большую погрешность в переходных режимах и в силу этого тб совершенно неприемлемо в устройствах, где необходимо управлять переходными режимами.

Известно также устройство для управления магнитным потоком, в ко тором исходная информация о потоке

"формируется с помощью датчиков Холла, размещенных в .воздушном зазоре машины. Дпя управления магнитным поГ током машины все измеренные переменные пересчитываются в систему координат, связанную с вектором потока, а затем осуществляется управление потоком. Для пересчета используется устройство для непрерывного измерениянаправления вектора потока — тригонометрический анализатор, который представляет собой двухфазный генератор, следующий за двухфазной систеМой, образованно т вектором потока и специальными пересчетными блоками 12).

Недостатком;устройства является его сложность так как помимо устройств для нейосредствениого измерения и управления потоком требуются еще двольно сложные устройства для двухкратного преобразования координат.

Кроме тоГо, управление магнитным потоком в описываемом устройстве ведется по первой гармонике магнитного .поля, а при питании от преобразователей частоть высшие гармонические составляют до 40-50Х от общего

8666 потока. Все это снижает точность ра-, боты устройства.

Наиболее близким к изобретению па технической сущности является устройство для управления магнитным

S потоком в асинхронном двигателе с тремя измерительными катушками, расположенными в пазах статора, выходы которых подсоединены к входам трех интеграторов, выходы которых подсоединены к выпрямителям, Выходы выпрямителей подсоединены к входу сумматора, выход которого подключен на другой сумматор, с которым связан блок задания потока, а выход этого сумматора подключен к входу регулятора, выход которого подключен на первый вход блока умножения. Второй вход блока умножения подключен к задатчику частоты. Выход блока умноже-

И ния соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного тока, питающего преобразователь частоты, а выход блока деления подклю25 чен к первому входу преобразователя частоты. Ин:".еграторы вырабатывают сигналы, прспорциональные магнитному потоку. Эти сигналы выпрямляются, суммируются, сравниваются с заданием и ошибка подается на регулятор. Сиг30 нал, получаемый с регулятора, умножается, с помощью блока умножения на задаваемую частоту напряжения статора и передается на устройство управления тиристорным преобразователем ГЗД .

В известном устройстве задание напряжения на статоре двигателя достаточно точно обеспечивает управление магнитным потоком в установившемся режиме. Однако, в переходных режимах такое устройство не обеспечивает точного управления, т.е. напряжение определяется не по значению частоты вращения вектора потока машины, а по 45 частоте, которая задается и которая в переходных режимах может значительно отличаться от действительной частоты вращения. вектора потока асинхронной машины. Кроме того, определение Sa результирующего потока производится выпрямлением сигналов, т,е, без уче" та фазовых соотношений между векторами и может значительно отличаться от модуля, т.е. величины вектора SS потока, Цель изобретения —. повышение точ-ности работы.

83 4

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее интеграторы, соединенные с измерительиьии катушками, блоки деления и умножения, первый-и второй сумматоры, регулятор потока, соединенный с выходом второго сумматора, вход которого соединен с выходом вычислителя модуля вектора потока, входы которого соединены с выходами интегратора, преобразователь частоты, выход которого подключен к асинхронной машине, введены вычислитель квадрата модуля производной потока, определитель частоты вращения вектора потока, причем входы вычислителя квадрата модуля производной потока соединены соответственно с измерительными катушками, а выход с первым входом блока деления, входы определения частоты вращения вектора потока соединены с выходами интеграторов потока и измерительными катушками, а его выход соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу регулятора потока, а выход связан соответственно с вторым входом блока деления и первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока деления, а выход сумматора подключен к входу управления напряжения преобразователя частоты.

На чертеже приведена структурная схема устройства для управления магнитным потоком асинхронной машины °

Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины I, снабженной измерительными катушками

2 и 3, содержит интеграторы 4 и 5 потока, вычислитель 6 модуля вектора потока, вычислитель 7 квадрата модуля производной потока, определителя

8 частоты вращения вектора потока, первого и второго сумматоров 9 и IO регулятора 11 потока, блока 12 умно жения, блока 13 деления и преобра1 зователя 14 частоты. Измерительные катушки 2 и 3 соединены с входами интеграторов 4.и 5 потока и опреде" лителя 8 частоты вращения в ктора потока, на входы которого так же подсоединены выходы интеграторов 4 и 5 потока. Выходы интеграторов 4 и

5 потока подключены на вход вычислителя б модуля вектора потока, выход которого подключен к входу второго сумматора 10, на дрязгой вход

866683

Формула изобретения

Устройство для управления магнитнчм потоком асинхронной машины с измерительными катушками, содержащее интеграторы, соединенные с измерительньпки катушками, блок деления и умножения. певвый и второй сумматоры, регулятор потока, соединенный с выходом второго сумматора, вход которого соединен с выходом вычислителя модчля вектора потока, входы которого соединены с выходами интеграторов потока, преобразователь частоты, выход которого подключен к асинхронной машине, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены вычислитель квадрата модуля производ-, ной потока, определитель частоты .вращения вектора потока, причем входы вычислителя квадрата модуля производной потока соединены соответственно с измерительными катушками, а выход с первым входом блока деленкя, входы определителя частоты вращения вектора потока подключены.которого подается задание потока.

Выход второго сумматора 10 подается на вход регулятора 11 потока,,вы ход которого подается на первый вход блока 12 умножения, другой вход которого подключен к выходу определителя 8 частоты вращения вектора пото" ка. Измерительные катушки 2 и 3 подсоединены к входам вычислителя 7 квадрата модуля производной потока, 1О выход которого подключен к первому входу блока 13 деление, Второй вход блока 13 деления подключен к выходу блока 12 умножения. Выход блока 12 умножения подключен к входу сумматора 9, с другими входами которого соеди1 ен выход блока 13 деления, а выход сумматора 9 подключен к первому входу преобразователя 1ч частоты, на второй вход которого подается сигнал задания частоты.

Устройство работает следующим образом.

Магнитный поток асинхронной машины 1 индуктирует ЗДС в измерительных катушках 2 и 3,- которые установлены на статоре машины. Интегрируя ЗДС в этих катушках интеграторами .4 и 5 потока. определяются мгновенные значения потоков по осям. Вычислитель 30 б модуля вектора потока по сигнал ам, снимаемым с интеграторов 4 и 5 потока находит величину модуля потока и пеоедает ее в сумматор 10, в котором этот сигнал сравнивается с заданием по модулю потока, Ошибка передается на регулятор 11. Сигнал, снимаемый с регулятора 11, умножается блоком 12 умножения на сигнал, прбпорциональный мгновенному значению щ частоты вращения вектора потока, «оторый вырабатывается определителем

8 частоты вращения вектора потока, На вход определителя -8 частоты вт»ащения вектора потока подаются сигналы .от,измерител ных катушек 2 и 3 и от интегратот»ов 4и 5 потока ° которые позволяют определить частоту вращения вектора потока. В результате на выходе блока 12 умножения формирует" ся сигнал, пропорциональный задаваемомч напряжению, который передается на сумматор 9. На другой вход сумматова 9 подается сигнал от блока 13 деления. На вход блока !3 деления подан сигнал от вычислителя 7, квадрата модуля производной от магнитно. го потока, на вход которого подан»тся сигналы от измерительных катушек

2 и 3. На другой вход блока 13 деления подается сигнал, вырабатываемый блоком 12 умножения, В сумматоре 9 добавляется сигнал, который обеспечивает поддержание заданного потока в переходных режимах. Сигнал формируемый сумматором 9, передается в канал системы чправления преобоазова-. тели 14 частоты, который управляет величиной выходного напряжения преобразователя.

Такни образом, заданное напряжение йормирчется с ччетом мгновенного значения частоты вращения вектора потока, и кроме того, сигнал формируемый блоком дел ния, создает дополнительнчю составляющую напряже-ния, которая поддерживает поток неизменным в певеходных режимах» вызванных возмчщениями при изменении момента сопротивления или изменением задания. Благодаря введению сигнала, пропорционального мгновенному значению частоты вращения вектора потока а также введению в задание напряжения составляющей, которая компенсирует переходную составляющую, предлагаемое устройство позволяет повысить точность работы как в установившемся режиме, так и в переходных режимах работы асинхпонной машины.

866683 к выходам интеграторов и к измери". тельным катушкам, выход соединен с первым входом блока умножения, вто" рой вход которого подключен к выходу регулятора потока, а выход соединен соответственно с вторым входом блока деления и первым входом первого сумматора, второй вход которого сое,динен с выходом блока деления, а выход первого сумматора — с входом управления напряжения преобразователя частоты.

Источники информации принятые so внимание при экспертизе

1, Сандиор А,С. и Сарбатов P.C.

Автоматическое частотное управление асинхроннымидвигателями, И., "Энергия", 1974, с.94.

2. Патент ФРГ В 1941312 щ кл. Н О2 P 5/14, 1971 °

3. Патент США Ф 4611489, кл.318227, 1978.

Подписное

Заказ 8094/77 Тираж 733

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035 Москва Ж-35 Ра ская наб, . 4/5 э s Y д

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

Составитель В. Тарасов

Редактор Н, Данкупич Техред А.Савка Корректор С. Шекмао