RU2709098C1 - Device for matched control of electric drives with electronic reduction - Google Patents

Device for matched control of electric drives with electronic reduction Download PDF

Info

Publication number
RU2709098C1
RU2709098C1 RU2018131390A RU2018131390A RU2709098C1 RU 2709098 C1 RU2709098 C1 RU 2709098C1 RU 2018131390 A RU2018131390 A RU 2018131390A RU 2018131390 A RU2018131390 A RU 2018131390A RU 2709098 C1 RU2709098 C1 RU 2709098C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
adder
unit
multiplier
Prior art date
Application number
RU2018131390A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Светлана Владимировна Гаврилова
Виктор Иванович Доманов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2018131390A priority Critical patent/RU2709098C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709098C1 publication Critical patent/RU2709098C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in electrical engineering. Device comprises two electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors, a unit for setting reduction, an offset unit, two multipliers and a unit for calculating speed. Signal from the speed setting unit is transmitted to the first inputs of the adders. Output of the first adder is connected to the input of the first electric drive and to the input of the multiplier. Signal from the output of the first electric drive is transmitted to the input of the adder. Connection of the output of this adder with the second inputs of the initial adders creates positive and negative feedback, respectively. Signals from the output of the adder and the unit for setting reduction are transmitted to the inputs of the multiplier. From the output of the multiplier, the signal is transmitted to the input of the second electric drive, the output of which is connected to the input of the adder, which is connected to the other adder. Output of the setting unit of reduction is connected to the first input of the adder, the second input of which receives the signal of the displacement unit. Output of this adder is connected to the input of the multiplier. Output of the multiplier is connected to the input of the speed calculation unit, from the output of which the signal is transmitted to the second input of the adder.
EFFECT: technical result consists in coordinated rotation, controlled speed control and possibility of change in reduction ratio of electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для обеспечения согласованного по скорости управления двух электроприводов на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами, и может быть использовано в электротехнической промышленности.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended to provide a speed-controlled control of two electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors, and can be used in the electrical industry.

Известно устройство, содержащее два асинхронных двигателя с соединением обмоток роторов между собой, вал каждого из которых соединен со вспомогательным синхронным двигателем, регулируемый выпрямитель, подключенный к обмоткам роторов синхронных двигателей, обмотки статоров которых соединены между собой; выпрямитель, подключенный к обмоткам роторов асинхронных двигателей, инвертор, подключенный к выходу выпрямителя через дроссель, блоки управления инвертором и регулируемым выпрямителем (см. а.с. СССР №758458, опубл. 23.08.1980).A device is known that contains two induction motors with connecting the rotor windings to each other, the shaft of each of which is connected to an auxiliary synchronous motor, an adjustable rectifier connected to the rotor windings of the synchronous motors, the stators of which are connected to each other; a rectifier connected to the windings of the rotors of asynchronous motors, an inverter connected to the output of the rectifier through the inductor, control units for the inverter and adjustable rectifier (see AS USSR No. 758458, publ. 08.23.1980).

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства, относится значительная габаритная мощность электрических машин и низкий КПД системы.The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known device include a significant overall power of electric machines and low efficiency of the system.

Известно устройство, содержащее два асинхронных двигателя с фазными роторами, обмотки статоров которых подключены к источнику переменного тока через регулятор напряжения, а обмотки роторов соединены между собой (см. патент ПНР №89511, кл. Н02р 7/74, 1977).A device is known that contains two induction motors with phase rotors, the stator windings of which are connected to an alternating current source through a voltage regulator, and the rotor windings are interconnected (see patent PNR No. 89511, class N02p 7/74, 1977).

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства, относится значительная величина ошибки при высоких скоростях вращения двигателей.The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known device include a significant error at high engine speeds.

Известно устройство, содержащее два асинхронных двигателя с короткозамкнутыми роторами, два регулятора напряжения, датчики тока, корректирующее звено и фазо-чувствительный выпрямитель (см. патент РФ №2601740, опубл. 14.10.2016),принят за прототип.A device is known that contains two asynchronous motors with squirrel-cage rotors, two voltage regulators, current sensors, a corrective link and a phase-sensitive rectifier (see RF patent No. 2601740, publ. 14.10.2016), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства, относится невозможность изменения коэффициента редукции.The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known device include the impossibility of changing the reduction coefficient.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства согласованного управления двумя электроприводами на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами с электронной редукцией.The objective of the invention is to provide a device for coordinated control of two electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors with electronic reduction.

Технический результат, который может быть получен при реализации технического решения, заключается в согласованном вращении, управляемом регулировании скорости и возможности изменения коэффициента редукции электроприводов на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами.The technical result that can be obtained by implementing the technical solution consists in coordinated rotation, controlled speed control and the possibility of changing the reduction coefficient of electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors.

Технический результат достигается тем, что устройство содержит два электропривода на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами.The technical result is achieved in that the device contains two electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors.

Особенностью является то, что устройство содержит блок задания редукции, узел смещения, два перемножителя и блок вычисления скорости, при этом выход блока 1 задания скорости соединен с первыми входами сумматоров 2 и 3, выход сумматора 2 соединен с входом электропривода 4 и входом перемножителя 5, выход электропривода 4 соединен с входом сумматора 6, выход сумматора 6 соединен с вторыми входами сумматоров 2 и 3, создавая положительную и отрицательную обратную связь, соответственно, выход сумматора 3 и выход блока 7 задания редукции соединены с входами перемножителя 8, выход перемножителя 8 соединен с входом электропривода 9, выход электропривода 9 соединен с входом сумматора 10, выход сумматора 10 соединен с входом сумматора 6, выход блока 7 задания редукции соединен с первым входом сумматора 11, второй вход которого соединен с выходом узла 12 смещения, выход сумматора 11 соединен с входом перемножителя 5, выход перемножителя 5 соединен с входом блока 13 вычисления скорости, выход которого соединен со вторым входом сумматора 10.The feature is that the device contains a reduction task unit, an offset unit, two multipliers and a speed calculation unit, while the output of the speed setting unit 1 is connected to the first inputs of the adders 2 and 3, the output of the adder 2 is connected to the input of the electric drive 4 and the input of the multiplier 5, the output of the electric drive 4 is connected to the input of the adder 6, the output of the adder 6 is connected to the second inputs of the adders 2 and 3, creating a positive and negative feedback, respectively, the output of the adder 3 and the output of the reduction task unit 7 are connected to the input by the multiplier 8, the output of the multiplier 8 is connected to the input of the electric drive 9, the output of the electric drive 9 is connected to the input of the adder 10, the output of the adder 10 is connected to the input of the adder 6, the output of the reduction task unit 7 is connected to the first input of the adder 11, the second input of which is connected to the output of the unit 12 bias, the output of the adder 11 is connected to the input of the multiplier 5, the output of the multiplier 5 is connected to the input of the speed calculation unit 13, the output of which is connected to the second input of the adder 10.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1-2 приведены графики переходных процессов пуска (t=0), изменения коэффициента редукции (t=1с), действия момента M1(t=3c), на фиг. 3-4 приведены графики переходных процессов при действии управляющих и возмущающих сигналов, соответствующих фиг. 1, 2, при условии, когда параметры модели не согласованы с реальными параметрами электроприводов, на фиг. 5 представлена структурная схема устройства согласованного управления электроприводами с электронной редукцией.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1-2 are graphs of the starting transients (t = 0), changes in the reduction coefficient (t = 1s), the action of the moment M 1 (t = 3c), in FIG. 3-4 are graphs of transients under the action of control and disturbing signals corresponding to FIG. 1, 2, provided that the model parameters are not consistent with the actual parameters of the electric drives, in FIG. 5 is a structural diagram of a device for coordinated control of electric drives with electronic reduction.

Устройство содержит два электропривода на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами, блок задания редукции, узел смещения, два перемножителя и блок вычисления скорости, при этом выход блока 1 задания скорости соединен с первыми входами сумматоров 2 и 3, выход сумматора 2 соединен с входом электропривода 4 и входом перемножителя 5, выход электропривода 4 соединен с входом сумматора 6, выход сумматора 6 соединен с вторыми входами сумматоров 2 и 3, создавая положительную и отрицательную обратную связь, соответственно, выход сумматора 3 и выход блока 7 задания редукции соединены с входами перемножителя 8, выход перемножителя 8 соединен с входом электропривода 9, выход электропривода 9 соединен с входом сумматора 10, выход сумматора 10 соединен с входом сумматора 6, выход блока 7 задания редукции соединен с первым входом сумматора 11, второй вход которого соединен с выходом узла 12 смещения, выход сумматора 11 соединен с входом перемножителя 5, выход перемножителя 5 соединен с входом блока 13 вычисления скорости, выход которого соединен со вторым входом сумматора 10.The device contains two electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors, a reduction task unit, an offset unit, two multipliers and a speed calculation unit, while the output of the speed setting unit 1 is connected to the first inputs of the adders 2 and 3, the output of the adder 2 is connected to the input of the electric drive 4 and the input of the multiplier 5, the output of the electric drive 4 is connected to the input of the adder 6, the output of the adder 6 is connected to the second inputs of the adders 2 and 3, creating a positive and negative feedback, respectively, the output of the sum RA 3 and the output of the reduction task unit 7 are connected to the inputs of the multiplier 8, the output of the multiplier 8 is connected to the input of the electric drive 9, the output of the electric drive 9 is connected to the input of the adder 10, the output of the adder 10 is connected to the input of the adder 6, the output of the reduction task unit 7 is connected to the first input the adder 11, the second input of which is connected to the output of the offset unit 12, the output of the adder 11 is connected to the input of the multiplier 5, the output of the multiplier 5 is connected to the input of the speed calculation unit 13, the output of which is connected to the second input of the adder 10.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с блока 1 задания скорости суммируется с сигналом положительной обратной связи с сумматора 6 и поступает на вход первого электропривода, а также суммируется с сигналом отрицательной обратной связи с сумматора 6 и поступает на множительное звено 8, куда подается также сигнал с блока 7 задания редукции. С помощью блока 7 задания редукции задается коэффициент редукции между первым и вторым электроприводом. С блока 7 задания редукции также сигнал суммируется с сигналом узла 12 смещения и поступает на множительное звено 5, куда также поступает сигнал с входа первого электропривода. Выходной сигнал с множительного звена 5 поступает на блок 13 вычисления скорости, который определяет скорость второго электропривода без влияния момента нагрузки на него. Сигнал с блока 13 вычисления скорости вычитается из сигнала датчика скорости второго электропривода. Из полученного сигнала затем вычитается сигнал датчика скорости первого электропривода. Результирующий сигнал является обратной связью для всей системы. Узел 12 смещения предназначен для отключения работы блока 13 вычисления скорости при Кред=1.The device operates as follows. The signal from speed setting unit 1 is added to the positive feedback signal from adder 6 and fed to the input of the first electric drive, as well as added to the negative feedback signal from adder 6 and fed to multiplier link 8, which also receives the signal from reduction task unit 7. Using block 7 job reduction is set the reduction coefficient between the first and second electric drive. From the unit 7 of the reduction task, the signal is also summed with the signal of the offset unit 12 and fed to the multiplier link 5, which also receives the signal from the input of the first electric drive. The output signal from the multiple link 5 is fed to the speed calculation unit 13, which determines the speed of the second electric drive without affecting the load moment on it. The signal from the speed calculating unit 13 is subtracted from the signal of the speed sensor of the second electric drive. The signal of the speed sensor of the first electric drive is then subtracted from the received signal. The resulting signal is feedback for the entire system. The offset unit 12 is designed to disable the operation of the speed calculation unit 13 at K ed = 1.

В процессе исследования проводилось моделирование структуры, приведенной на чертеже 5. На фиг. 1, 2 приведены графики переходных процессов пуска (t=0), изменения коэффициента редукции (t=1с), действия момента M1(t=3с). Анализ полученных графиков показывает, что при пуске переходные процессы ω1 и ω2 протекают идентично. Изменение коэффициента редукции на втором электроприводе не отражается на первом. Действие момента М отражается и вторым электроприводом с учетом коэффициента редукции.During the study, the structure shown in Figure 5 was simulated. In FIG. Figures 1 and 2 show graphs of the starting transients (t = 0), changes in the reduction coefficient (t = 1s), and the action of the moment M 1 (t = 3s). An analysis of the obtained graphs shows that at start-up, transients ω 1 and ω 2 proceed identically. The change in the reduction coefficient on the second electric drive is not reflected in the first. The action of the moment M is reflected by the second electric drive, taking into account the reduction coefficient.

На фиг. 3, 4 приведены графики переходных процессов при действии управляющих и возмущающих сигналов, соответствующих фиг. 1, 2, при условии, когда параметры модели не согласованы с реальными параметрами электроприводов. Переходные процессы соответствуют условию Т2=2Т1. При этом переходный процесс второго электропривода практически не меняется (см. фиг. 2). В то же время в переходном процессе первого электропривода появляется реакция на изменение коэффициента редукции.In FIG. 3, 4 are graphs of transients under the action of control and disturbing signals corresponding to FIG. 1, 2, provided that the model parameters are not consistent with the actual parameters of the electric drives. Transients correspond to the condition T 2 = 2T 1 . In this case, the transient process of the second electric drive is practically unchanged (see Fig. 2). At the same time, in the transient process of the first electric drive, a reaction to a change in the reduction coefficient appears.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:The conducted studies allow us to draw the following conclusions:

- предлагаемое устройство позволяет реализовать режим согласованного вращения;- the proposed device allows you to implement a consistent rotation mode;

- схема устройства обеспечивает режим управляемой электронной редукции второго электропривода;- the device diagram provides a controlled electronic reduction mode of the second electric drive;

- предлагаемое устройство обеспечивает "отражение" момента на ненагруженном электроприводе с учетом установленного коэффициента редукции;- the proposed device provides a "reflection" of the moment on an unloaded electric drive, taking into account the established reduction coefficient;

- в том случае, если параметры звена модели отличаются от реальных значений, при изменении коэффициента редукции в переходном процессе первого электропривода появляется динамическая ошибка.- in the event that the parameters of the model link differ from the real values, a dynamic error appears when the reduction coefficient changes in the transition process of the first electric drive.

Claims (1)

Устройство согласованного управления электроприводами с электронной редукцией, содержащее два электропривода на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами, блок задания редукции, узел смещения, два перемножителя и блок вычисления скорости, выход блока задания скорости соединен с первыми входами сумматоров, выход первого сумматора соединен с входом первого электропривода и входом перемножителя, выход первого электропривода соединен с входом сумматора, выход которого соединен с вторыми входами сумматоров, создавая положительную и отрицательную обратную связь, соответственно, выход второго сумматора и выход блока задания редукции соединены с входами перемножителя, выход которого соединен с входом второго электропривода, выход блока задания редукции и выход узла смещения соединены с входом сумматора, выход сумматора соединен с входом перемножителя, выход перемножителя соединен с входом блока вычисления скорости, выход блока вычисления скорости и выход второго электропривода соединены с входом сумматора, выход которого соединен с входом сумматора, создающего обратную связь для первого электропривода. A device for coordinated control of electric drives with electronic reduction, containing two electric drives based on asynchronous motors with squirrel-cage rotors, a reduction task unit, an offset unit, two multipliers and a speed calculation unit, the output of the speed setting unit is connected to the first inputs of the adders, the output of the first adder is connected to the input of the first the electric drive and the input of the multiplier, the output of the first electric drive is connected to the input of the adder, the output of which is connected to the second inputs of the adders, creating a polo positive and negative feedback, respectively, the output of the second adder and the output of the reduction task unit are connected to the inputs of the multiplier, the output of which is connected to the input of the second electric drive, the output of the reduction task unit and the output of the offset unit are connected to the input of the adder, the output of the adder is connected to the multiplier input, the output the multiplier is connected to the input of the speed calculation unit, the output of the speed calculation unit and the output of the second electric drive are connected to the input of the adder, the output of which is connected to the input of the adder, with providing feedback for the first electric drive.
RU2018131390A 2018-08-30 2018-08-30 Device for matched control of electric drives with electronic reduction RU2709098C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131390A RU2709098C1 (en) 2018-08-30 2018-08-30 Device for matched control of electric drives with electronic reduction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131390A RU2709098C1 (en) 2018-08-30 2018-08-30 Device for matched control of electric drives with electronic reduction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709098C1 true RU2709098C1 (en) 2019-12-16

Family

ID=69006482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131390A RU2709098C1 (en) 2018-08-30 2018-08-30 Device for matched control of electric drives with electronic reduction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709098C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05176418A (en) * 1991-03-25 1993-07-13 Hitachi Ltd Controller for electric automobile
RU2014723C1 (en) * 1990-08-27 1994-06-15 Акционерное общество открытого типа "Электромашина" Two-motor electric drive
DE69113970T2 (en) * 1990-12-31 1996-03-21 Gen Motors Corp Drive for an electric motor and device for power supply.
GB2292846B (en) * 1994-08-24 1998-05-06 Mitsubishi Electric Corp Inverter apparatus
US7629756B2 (en) * 2007-06-28 2009-12-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for controlling asynchronous motors
CN203617941U (en) * 2013-11-20 2014-05-28 宁翠连 Asynchronous motor with two motors in series connection driven by inverter
RU2601740C1 (en) * 2015-06-15 2016-11-10 Светлана Владимировна Гаврилова Device for matched rotation of asynchronous motors with squirrel-cage rotors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014723C1 (en) * 1990-08-27 1994-06-15 Акционерное общество открытого типа "Электромашина" Two-motor electric drive
DE69113970T2 (en) * 1990-12-31 1996-03-21 Gen Motors Corp Drive for an electric motor and device for power supply.
JPH05176418A (en) * 1991-03-25 1993-07-13 Hitachi Ltd Controller for electric automobile
GB2292846B (en) * 1994-08-24 1998-05-06 Mitsubishi Electric Corp Inverter apparatus
US7629756B2 (en) * 2007-06-28 2009-12-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for controlling asynchronous motors
CN203617941U (en) * 2013-11-20 2014-05-28 宁翠连 Asynchronous motor with two motors in series connection driven by inverter
RU2601740C1 (en) * 2015-06-15 2016-11-10 Светлана Владимировна Гаврилова Device for matched rotation of asynchronous motors with squirrel-cage rotors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1114358A3 (en) A.c. electric drive
Jovanovic et al. Encoderless direct torque controller for limited speed range applications of brushless doubly fed reluctance motors
EP3494635B1 (en) Control arrangement for a generator
JPH11262293A (en) Control method of multiplex winding motor
CN105610364A (en) Inverter device and electric motor drive system
Dyanamina et al. Adaptive neuro fuzzy inference system based decoupled control for neutral point clamped multi level inverter fed induction motor drive
JP4220973B2 (en) Wind power generator and control method for wind power generator
RU2008139055A (en) FREQUENCY REGULATED ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE
JP2019083672A (en) Inverter, and drive control method for motor
EP3010143B1 (en) Method for controlling force ripples of a generator
RU2313895C1 (en) Alternating current motor
RU2709098C1 (en) Device for matched control of electric drives with electronic reduction
RU2354036C1 (en) Method of controlling ac electronic motor and servomechanism to this end
RU2477562C1 (en) Device for control of double-fed motors
Liu et al. MRAS speed identification for PMSM based on fuzzy PI control
Akpinar et al. Modeling and analysis of closed-loop slip energy recovery induction motor drive using a linearization technique
RU2455748C1 (en) Method for control of ac electronic motor and tracking system for its implementation
RU2254666C1 (en) Alternating-current drive
JP2575629B2 (en) Variable speed generator motor and control method
Lysenko Torque load observer of induction motor with double squirrel-cage of rotor
JPH11103600A (en) Method of controlling voltage of induction generator
Yanamshetti et al. Dynamic search technique for efficiency optimization for variable speed induction machine
RU2576330C1 (en) Alternating current electric drive
RU2498497C1 (en) Highly dynamic sensorless asynchronous drive with direct control of torque
JPH0576278B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200831