CS268860B1

CS268860B1 - Connection for synchronous motor control

Info

Publication number: CS268860B1
Application number: CS863155A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Csc Mraz
Original assignee: Mraz Zdenek
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS315586A1

Abstract

Řízeni rychlosti nebo polohy synchronního motoru je určeno pro synchronní motory napájené z tranzistorového, případné tyristorového střídače s šířkově impulsní modulací výstupního napětí. Vyhodnocením spřažených magnetických toků motoru se získají signály pro řízeni fázových proudů synchronního motoru, přičemž signál polohy rotoru se vyhodnocuje v obvodu pro generováni polohy z požadovaného signálu rychlosti motoru, takže neni zapotřebí přímých čidel rychlosti a polohy rotoru.Speed or position control The synchronous motor is designed for transistor-powered synchronous motors possible thyristor inverter with pulse width modulation output voltage. Evaluating the coupled the magnetic flux of the motor obtain phase control signals synchronous motor currents, with the rotor position signal is evaluated in the position generation circuit of the desired engine speed signal so there is no need for direct sensors speed and rotor position.

Description

CS 268 860 81 1EN 268 860 81 1

Vynález se týká řízeni rychlosti nebo polohy synchronního motoru na-pájeného z měniče frekvence, přičemž napětí i frekvence synchronního motoruse řidl ve střidači, □osud známá zapojeni pro řízeni synchronního motoru používají při říze-ni čidla rychlosti mechanicky spojeného s hřídelem motoru. Čidlo rychlostizvětěuje moment setrvačnosti pohonu, zvětěuje zastavěný prostor a činí potí-že při montáži a údržbě, jiná známá zapojeni používají čidlo rychlosti spo-lu 8 čidlem polohy rotoru, například ve spojeni nazývaném jako ventilový mo-tor. Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro řizeni synchronního mo-toru podle vynálezu. Jehož podstatou je, že výstup podélné složky obvodu propřímou transformaci signálů spřažených magnetických toků z trojfázového dodvojfázového systému je připojen na záporný vstup regulátoru toku současněs žádanou hodnotou toku, která je připojena na kladný vstup regulátoru tokua výstup regulátoru toku je připojen přes omezovač proudu na vstup příčnésložky proudu transformačního obvodu pro zpětnou transformael ai®nálů z dvoj-fázového na trojfázový systém, přičemž vstup jeho podélné složky proudu jeuzemněn a žádaná hodnota rychlosti je připojena na prvni vstup obvodu pro ge-nerováni polohy, přičemž výstup polohy rotoru tohoto obvodu je připojen napolohové vstupy obvodů pro přímou i zpětnou transformaci signálů, přičemž vý-stup z omezovače proudu je připojen na druhý vstup obvodu pro generování polo-hy. Přednosti' uvedeného zapojeni pro řízení rychlosti nebo polohy synchron-ního motoru Je sledováni požadované rychlosti nebo polohy bez nutnosti použitípřímých čidel rychlosti a polohy. Delší výhodou uvedeného zapojeni je optimálnířízená synchronního motoru v okolí jeho maximálního momentu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the control of the speed or position of a synchronous motor fed from a frequency converter, the voltage and frequency of the synchronous motor being controlled by the inverter. The velocity sensor increases the moment of inertia of the drive, increases the built-up space and makes it difficult to install and maintain, other known wiring uses a speed sensor 8 by a rotor position sensor, for example, in a connection called a valve motor. The above mentioned drawbacks are eliminated by the synchronous motor control circuitry of the present invention. The essence of which is that the output of the longitudinal component of the circuit directs the transformation of the coupled magnetic flux signals from the three-phase two-phase system is coupled to the negative input of the flux controller simultaneously with the flux setpoint that is connected to the positive input of the flux regulator, and the flux regulator output is connected via a current limiter to the input of the fuse the current of the transformer circuit for the return transformer of the two-phase to the three-phase system, the input of its longitudinal component of the current being grounded and the speed setpoint connected to the first input of the position generating circuit, the rotor position of the circuit being connected to the position inputs circuits for direct and reverse signal transformation, wherein the current limiter output is connected to a second input of the position generation circuit. Advantages of said circuit for controlling the speed or position of a synchronous motor. The desired speed or position is monitored without the need for direct speed and position sensors. The longer advantage of this circuit is the optimal synchronous motor control around its maximum torque.

Na připojeném výkrese je nakresleno zapojeni řídicích obvodu trojfázovéhosynchronního motoru, napájeného z měniče frekvence se šířkově impulsní modulacívýstupního napětí,In the accompanying drawing, there is shown a circuit of three-phase synchronous motor control circuits powered from a frequency converter with pulse width modulation of output voltage,

Trojfázový synchronní motor 2 je napájen z tranzistorového nebo tyristoro-vého měniče 1 frekvence a v přívodu k motoru 2 jsou připojena čidla 3 okamžitýchhodnot fázových proudů, výstupy z čidel 3 proudů jsou připojeny jednak na zpět-novazební vstupy regulátorů 6 proudu a jednak na proudové vstupy čidel 4 indu-kovaných napětí, Napěfové vstupy čidel 4 indukovaných napět! Jsou připojeny nanapětí motoru 2, Výstupy z čidel indukovaných napět! jsou připojeny na vstupyintegrátorů 5, takže integraci signálů indukovaných napětí motoru 2 se získajísignály spřažených magnetických toků jednotlivých fázi,stroje. Výstupy z integrátorů 5 jsou připojeny na troj fázové vstupy obvodu 7 pro přímou transformaci sig-nálů spřažených magnetických toků z trojfázového do dvojfázového systému. Výstup71 podélné složky toku obvodu 7 pro přímou transformaci spolu s žádanou hodno-tou 12 toku Jsou připojeny na vstup regulátoru 10 toku. Výstup regulátoru 10 to-ku Je připojen přes omezovač 11 na vstup 81 příčné složky proudu transformačníhoobvodu 8 pro zpětnou transformaci, přičemž vstup 82 podélné složky obvodu 8 jeúzemně. Potom výstupní signály obvodu 8 zpětné transformace jsou žádané hodnotyfázových proudů, které jsou připojeny spolu se signály skutečných proudů na vstu 2 CS 268 860 Bl py regulátorů 6 fázových proudů. Výstupy regulátorů 6 proudu Jsou připojeny nařidiči vstupy měniče 1 frekvence. žádaná hodnota rychlosti se zadává signálem na prvnim vstupu 90 obvodu 9pro generováni polohy, který Je připojen na prvni vstup rozbáhováho členu 91 ajehož výetup Je jednak připojen na vstup komparátoru 92 a jednak na vstup čle-nu 93 absolutní hodnoty. Výstup členu 93 absolutní hodnoty je připojen na vstuposcilátoru 94. jehož výstup Je připojen na čítači vstup obousmárnáho čítače 95.Smárový vstup obousmárnáho čítače 95 je připojen na výstup komparátoru 92. výstup96 obvodu 9 je současná výstupem obousmárnáho čítače 95 a udává polohu rotorusynchronního motoru 2. Výetup 96 Je připojen na polohová vstupy obvodů 7 pro pří-mou a obvodů 8 pro zpětnou transformaci z trojfázového na dvojfázový systém. Připřetíženi vstoupl v činnost proudová omezeni. Protože výstup z omezovače 11 jepřipojen na druhý vstup rozběhového členu 91 obvodu 9 pro generováni polohy, zrně-ni se přechodně rychlost motoru, dokud přetíženi nepomine.The three-phase synchronous motor 2 is powered from the transistor or thyristor frequency converter 1 and the sensors of the instantaneous values of the phase currents are connected in the motor 2 input, the outputs from the 3 current sensors are connected to the back-up inputs of the current regulators 6 and to the current inputs sensors 4 inductive voltages, voltage sensors inputs 4 induced voltages! Nano voltage of motor 2 are connected, Outputs from voltage-induced sensors! are connected to the input integrators 5 so that the integration of the signals of the induced voltage of the motor 2 is obtained by the signals of the coupled magnetic fluxes of the individual phases, the machine. The outputs from the integrators 5 are connected to the three-phase inputs of the circuit 7 for direct transformation of the coupled magnetic flux signals from a three-phase to a two-phase system. The output71 of the longitudinal flow component of the direct transformation circuit 7 together with the desired flow rate 12 are connected to the input of the flow controller 10. The output of the flow regulator 10 is connected via a limiter 11 to the input 81 of the transverse component of the transformer circuit 8 for the reverse transformation, wherein the inlet 82 of the longitudinal component of the circuit 8 is ground. Thereafter, the output signals of the reverse transformer circuit 8 are the desired phase current values that are coupled with the actual current signals on the input current regulators. Outputs of current regulators 6 The frequency inverter inputs 1 are connected to the inverter inputs. The speed setpoint is set by the signal at the first input 90 of the position generating circuit 9, which is connected to the first input of the breaker member 91 and whose output is connected to the input of the comparator 92 and the input 93 of the absolute value. The output of the absolute value member 93 is connected to the input oscillator 94, the output of which is connected to the counter input of the bi-directional counter 95. The input of the two-way counter 95 is connected to the output of the comparator 92. the output 96 of the circuit 9 is simultaneous with the output of the two-way counter 95 and indicates the position of the rotorynchronous motor 2. Output 96 is coupled to the positional inputs of direct circuits 7 and circuits 8 for reverse transformation from a three-phase to a two-phase system. Overloads have entered the current constraints. Since the output of the limiter 11 is connected to the second input of the starting member 91 of the position-generating circuit 9, the motor speed is temporarily ground until overload is over.

Obvody přímé a zpětné transformace trojfázového na dvojfázový systém reali-zuji následující matematické vztahy.The circuits of direct and reverse three-phase to two-phase system realize the following mathematical relations.

Pro přímou transformaci spřažených magnetických toků platíFor direct transformation of coupled magnetic fluxes apply

Ψά " kd [y^a cos + ^b cos ( COS (ΐλ + ) J"Ά "kd [y ^ and cos + ^ b cos (COS ΐλ +) J

Pro zpětnou transformaci žádaných hodnot proudů plat! r.. r„. rc. ia‘ ib‘ ic' Xq *a 2 ~ 3 1 Eg iq sin xb ’ 2 “ 3 1 Eg S sin 2 ‘ 3 1 Eg xq sin jsou signály spřažených magnetickýchtoků synchronního motoru jsou signály žádaných hodnot fázovýchproudů, je úhel natočeni rotoru k. ...... Jsou konstanty.To reverse the current setpoints, pay! r .. r “. rc. ia 'ib' ic 'Xq * and 2 ~ 3 1 Eg iq sin xb' 2 '3 1 Eg S sin 2' 3 1 Eg xq sin are the signals of the synchronous motor coupled solenoid valves are the signals of the phase current setpoints; ...... There are constants.

Protože je nulová podélná složkaximálnlho momentu. proudu, pracuje synchronní motor v okolí ma- Přl realizaci zapojeni je mdžné řeěit obvody analogovou technikou nebo čísli-covou technikou pomoci mikropočítače. Čidlo Indukovaných napětí lze připojit takéna výstupy regulátorů proudů a na výstupy obvodu pro zpětnou transformaci (na obr.je to čárkovaně vyznačeno) namleto napětí motoru a čidla proudu. Nebo lze použitsamostatných vinuti ve statoru motoru, ve kterých se indukuje napětí, které se použiBecause there is zero longitudinal component of the x-axis. For example, it is possible to solve circuits by analogue technique or by numerical technique of microcomputer help. The Inductive Voltage sensor can also be connected to the outputs of the current regulators and to the outputs of the reverse transformer circuit (indicated by dashed lines in the figure). Alternatively, separate windings in the motor stator can be used to induce the voltage to be used

Claims

It is for obtaining coupled magnetic flux signals. Alternatively, direct sensing of coupled magnetic fluxes can be used. This method of controlling a synchronous motor can replace stepping motors. For position control, the circuits can be optimized by adjusting and supplementing the position generation circuit. The object of the invention

1, a circuit for controlling a synchronous motor powered from a frequency converter with a flow controller, wherein phase current sensors and voltage-induced sensors are connected in the inlet to the synchronous motor! the motor outputs, where the outputs from the inductive voltages are connected to the inputs of the integrators, their outputs are connected to the inputs of the circuit for the direct transformation of the coupled magnetic flux signals from the three-phase to the two-phase system and where the outputs of the back-transforming from the two-phase to the three-phase system are connected at the control inputs of the current regulators, wherein the current sensor outputs are connected to the current regulator feedback inputs and wherein the current regulator outputs are connected to the control inputs of the frequency converter, characterized in that the output (71) of the longitudinal component (7) for direct transformation of the coupled magnetic flux signals from the three-phase to the two-phase system is connected to the negative input of the flux controller (10) simultaneously with the flux setpoint (12) which is connected to the positive input of the flux controller (10) and the controller output (10) The flow is connected through constraints and (11) the current to the transverse component input (81) of the transformer circuit (8) for re-transforming the signals from the two-phase to the three-phase system, the input (82) of its current component being grounded, and the speed setpoint being connected to the first input (90 ) a position generating circuit (9), wherein the rotor position (98) of the circumference (9) is connected to the positional inputs of the direct circuits (7) and the circuits (8) to reverse the signals and the output of the limiter (11) a second input (97) of the position generating circuit (9) is connected to the current.

2. Connection for controlling a synchronous motor according to claim 1, characterized in that: in that the first input (90) of the rotor position generating circuit (9) is connected to the first input of the start member (91), the output of which is connected both to the comparator input (92) and to the input of the absolute value (93) wherein the output of the abolition value member (93) is coupled to an input of an oscillator (94) whose output is coupled to the counter input of the bi-directional counter (95), and the directional input of the bi-directional counter (95) is connected to the output of the comparator (92) ), wherein the output (96) of the bidirectional counter (95) is the output of the rotor position generating circuit (9), and the second input (97) of the position generating circuit (9) is connected to the start member (91). 1 drawing