PL191443B1 - Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej - Google Patents

Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej

Info

Publication number
PL191443B1
PL191443B1 PL342032A PL34203299A PL191443B1 PL 191443 B1 PL191443 B1 PL 191443B1 PL 342032 A PL342032 A PL 342032A PL 34203299 A PL34203299 A PL 34203299A PL 191443 B1 PL191443 B1 PL 191443B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
machine
conductivity
angle
current
phase
Prior art date
Application number
PL342032A
Other languages
English (en)
Other versions
PL342032A1 (en
Inventor
Manfred Schrödl
Original Assignee
Schroedl Manfred
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 Schroedl Manfred filed Critical Schroedl Manfred
Publication of PL342032A1 publication Critical patent/PL342032A1/xx
Publication of PL191443B1 publication Critical patent/PL191443B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18Estimation of position or speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

1. Sposób regulacji predkosci obrotowej maszyny trójfazowej, w ukladzie regulacji z estymatorem polozenia wirnika maszyny, przy stalopradowym zasilaniu maszyny przez prze- twornice, przy czym dla regulacji predkosci obrotowej maszyny mierzy sie parametry stalo- pradowego obwodu posredniego z uwzglednie- niem aktualnego stanu laczeniowego przetwor- nicy, znamienny tym, ze mierzy sie wzrost pradu i/lub napiecia stalopradowego obwodu posredniego, odpowiadajace fluktuacjom prze- wodnosci magnetycznej maszyny trójfazowej, a nastepnie w oparciu o znane zaleznosci wy- znacza sie kierunek strumienia magnetycznego glównego, stanowiacy podstawe dla sterowania wektorowego predkosci obrotowej maszyny trójfazowej asynchronicznej. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej, asynchronicznej i synchronicznej, która zasilana jest przez przetwornicę z obwodem pośrednim, bez stosowania mechanicznie obracanego przetwornika pomiarowego.
Z publikacji WO 92/19038 znany jest na przykład sposób i układ połączeń do wyznaczenia elektromagnetycznych i mechanicznych funkcji stanu, które stosuje się do regulacji trójfazowej maszyny bez użycia mechanicznie obracanego przetwornika. Przy tym znanym sposobie mierzy się jednocześnie dwa prądy fazowe i wyznacza się kompleksowe parametry w przestrzeni. Układ połączeń stosowany do przeprowadzania tego sposobu jest bardzo skomplikowany, a więc i drogi, a do przeprowadzenia detekcji i wyznaczeń wymaga czujników różnicujących potencjały.
Do wysokiej jakości regulacji maszyn trójfazowych, zwłaszcza o biegu asynchronicznym i synchronicznym, w tym ostatnim przypadku wykorzystujących wzbudzenie magnesem trwałym, lub efekt reluktancji, tzn. różniącą się przewodność magnetyczną w zależności od położenia wirnika, lub też kombinację wzbudzenia magnesem trwałym i efektu reluktancji, wykorzystuje się położenie strumienia magnetycznego. Dla prędkości obrotowych maszyn powyżej określonej minimalnej prędkości obrotowej strumienia, indukowane napięcie elektryczne (SEM) może być poddane detekcji za pomocą różnych znanych z literatury sposobów, a z tego określa się kierunek strumienia. Jednak przy małych prędkościach obrotowych, sposoby opierające się na SEM zawodzą.
W tego rodzaju sposobach można zastosować detekcję kierunku lub gęstości strumienia -w zależności od przewodności magnetycznej w czasie rzeczywistym, a z tego wyznacza się przestrzenny wskaźnik położenia wirnika lub kierunek strumienia.
W maszynach asynchronicznych główny strumień magnetyczny w maszynie wpływa na magnetyczną przewodność rozproszenia przez nasycenie blachy tak, że przy pomiarze w czasie rzeczywistym magnetycznej przewodności rozproszenia, lub związanego z nią współczynnika, można wyznaczyć kierunek strumienia. W maszynach pracujących synchronicznie strumień magnetyczny pozostaje w stałej zależności od położenia wirnika, wskutek czego w maszynach pracujących synchronicznie detekcja kierunku magnetycznego strumienia lub położenia wirnika może być zastosowana do regulacji prędkości obrotowej z wykorzystaniem parametrów pola. W maszynach o biegu synchronicznym ze wzbudzeniem magnesem trwałym bez znaczącego oddziaływania reluktancji, np. gdy magnesy trwałe umieszczone są na cylindrycznym wirniku, przy nasyceniu w żelazie - tak jak w przypadku maszyn asynchronicznych, zależna od nasycenia przewodność magnetyczna w zależności od położenia strumienia - możliwe jest określenie kierunku strumienia, jak również położenia wirnika, z wykorzystaniem przewodności rozproszenia w przypadku maszyn z tłumikiem, lub zależnie od wartości pola głównego w maszynach bez tłumika, przez pomiar tych wartości w czasie rzeczywistym lub detekcję związanych z nimi współczynników. W maszynach o biegu synchronicznym z występowaniem reluktancji, w podobny sposób, zamiast zależnie od nasycenia zmieniającej się przewodności magnetycznej poddaje się detekcji magnetyczną przewodność zmieniającą się zależnie od geometrii wirnika i wyznacza się jednocześnie położenie wirnika. W przypadku maszyn o biegu synchronicznym, ze wzbudzaniem magnesem trwałym i występowaniem reluktancji, wykorzystuje się efekt sumaryczny pochodzący od zmian przewodności zależnych od nasycenia i geometrii.
Jak przedstawiono w publikacji VDI - Fortschrittberichte, seria 21, nr 117, VDI - Verlag, Duesseldorf 1992 r. w artykule pt. „Sensorless Control of A.C. Machines” M. Schroedl'a, za pomocą detekcji przestrzennego wskaźnika zmiany prądu i podzieleniu przez wskaźnik przestrzenny napięcia, uzyskuje się zespoloną wielkość wahającą się z podwojonym elektrycznym położeniem wirnika lub strumienia, która za pomocą zależności trygonometrycznych dostarcza informacji o położeniu wirnika lub kierunku strumienia. Wadą podanego sposobu jest to, że dla detekcji przestrzennego wskaźnika prądu konieczna jest detekcja przynajmniej dwóch prądów fazowych przy zastosowaniu drogich czujników fazowych prądu, takich jak np. Transfo-Shunts.
Ponadto, z publikacji WO 96/23347 znany jest sposób wyznaczania za pomocą prądu obwodu pośredniego, prądu fazowego trójfazowej maszyny zasilanej z przetwornicy, przy czym uwzględnia się aktualny stan łączenia przetwornicy. W maszynie rejestruje się prąd za pomocą dwóch osobnych pomiarów sterowania szerokości impulsów w obwodzie pośrednim. Stosuje się przy tym dwa osobne pomiary w celu stłumienia błędów przez przesunięte czasy pomiaru w zakresie jednego okresu szerokości impulsu.
PL 191 443 B1
Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej, w układzie regulacji z estymatorem położenia wirnika maszyny, przy stałoprądowym zasilaniu maszyny przez przetwornicę, przy czym dla regulacji prędkości obrotowej maszyny mierzy się parametry stałoprądowego obwodu pośredniego z uwzględnieniem aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mierzy się wzrost prądu i/lub napięcia stałoprądowego obwodu pośredniego, odpowiadające fluktuacjom przewodności magnetycznej maszyny trójfazowej, a następnie w oparciu o znane zależności wyznacza się kierunek strumienia magnetycznego głównego, stanowiący podstawę do sterowania prędkości obrotowej maszyny trójfazowej asynchronicznej.
Korzystnym jest, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie wzrost prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim, a zmierzone wartości dwóch przyrostów prądu wprowadza się do równań napięciowych stojana.
Korzystnym jest, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie przewodności w przestrzennie odrębnych kierunkach, a dane pomiarowe przetwarza się zgodnie z równaniami:
yA = y średnie + Dy cos (2gA -2g) yB = y średnie + Dy cos (2gB -2g) yC = y średnie + Dy cos (2gC -2g) przy czym kąt g wyznacza się w znany sposób, a yA, yB i yC oznaczają zmierzone wartości przewodności w fazach A, B, C, y średnie oznacza średnią wartość przewodności, Dy oznacza fluktuację przewodności, a kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
Korzystnym jest, że mierzy się wartości przewodności dla różnych napięć stałoprądowego obwodu pośredniego.
Korzystnym jest, że w obliczeniach używa się skorygowaną wielkość kąta g za pomocą funkcji korekcyjnej, korzystnie liniowej, o postaci:
g (skorygowane) = g + Dg (prędkość obrotowa, obciążenie), przy czym kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
Korzystnym jest, że ustalony kierunek strumienia stanowi parametr wejściowy modelu maszyny dla sterowania w trybie bezpośrednim (on-line) asynchronicznej maszyny trójfazowej.
W odmiennym rozwiązaniu według wynalazku sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej charakteryzuje się tym, że mierzy się wzrost prądu i/lub napięcia stałoprądowego obwodu pośredniego, odpowiadające fluktuacjom przewodności magnetycznej maszyny trójfazowej, a następnie w oparciu o znane zależności określa się położenie wirnika względem kierunku strumienia magnetycznego głównego, stanowiące podstawę dla sterowania prędkości obrotowej maszyny trójfazowej synchronicznej.
Korzystnym jest, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie wzrost prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim, a zmierzone wartości dwóch przyrostów prądu wprowadza się do równań napięciowych stojana.
Korzystnym jest, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie przewodności w przestrzennie odrębnych kierunkach, a dane pomiarowe przetwarza się zgodnie z równaniami:
yA = y średnie + Dy cos (2gA -2g) yB = y średnie + Dy cos (2gB -2g) yC = y średnie + Dy cos (2gC -2g) przy czym kąt g wyznacza się w znany sposób, a yA, yB i yC oznaczają zmierzone wartości przewodności w fazach A, B, C, y średnie oznacza średnią wartość przewodności, Dy oznacza fluktuację przewodności, a kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
Korzystnym jest, że mierzy się wartości przewodności dla różnych napięć stałoprądowego obwodu pośredniego.
Korzystnym jest, że w obliczeniach używa się skorygowaną wielkość kąta y za pomocą funkcji korekcyjnej, korzystnie liniowej, o postaci:
g (skorygowane) = g + Dg (prędkość obrotowa, obciążenie), przy czym kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
Korzystnym jest, że ustalony kąt położenia wirnika stanowi parametr wejściowy modelu maszyny dla sterowania w trybie bezpośrednim (on-line) synchronicznej maszyny trójfazowej.
Zgodnie z wynalazkiem, za pomocą pomiarów wyznacza się w maszynie przestrzenne fluktuacje przewodności, co pozwala w przypadku maszyn asynchronicznych ustalić kierunek strumienia konieczny do regulacji maszyny na podstawie wartości pola, a w przypadku maszyn o biegu synchronicznym, położenie wirnika, przy czym fluktuacje przewodności wyznacza się z wykorzystaniem para4
PL 191 443B1 metrów pomiarowych stałoprądowego obwodu pośredniego, zwłaszcza prądu tego obwodu pośredniego i/lub napięcia obwodu pośredniego, i przy uwzględnieniu aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy, a następnie obliczeniowo wyznacza się kierunek strumienia. Dane pomiarowe odpowiadające zmierzonym parametrom, przetwarza sięw jednostce pomiarowo-sterującej na sygnały sterujące doprowadzane do maszyny trójfazowej. Przy zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, po raz pierwszy możliwe jest przeprowadzenie doskonałej regulacji prędkości obrotowej maszyn trójfazowych, bez stosowania mechanicznego zadajnika obrotów, takiego jak czujnik położenia lub prądnica tachometryczna. Taki sposób regulacji jest skuteczny przy dowolnych warunkach roboczych, włącznie ze stanami o małych prędkościach obrotowych lub w stanie przestoju, przy czym mierzy się wyłącznie parametry stałoprądowego obwodu pośredniego, takie jak prąd obwodu pośredniego, względnie napięcie obwodu pośredniego. Przy tym, przez uwzględnienie aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy wyznacza się stosunek wzrostu prądu w przewodach fazowych do wywołujących je napięć, który to stosunek odpowiada kierunkowi strumienia względnie położeniu wirnika maszyny trójfazowej.
Podstawową zasadą jest detekcja opisanych fluktuacji przewodności, za pomocą pomiarów wzrostu prądów w przewodach fazowych maszyny. Sposób według wynalazku nie wymaga drogich czujników prądowych, gdyż nie wymaga pełnej informacji o wskaźniku przestrzennym, lecz tylko rzutu przestrzennego wskaźnika wzrostu prądu i odpowiadającego mu wskaźnika napięcia, na osie przewodów maszyny. Stosunek tych parametrów (dalej oznaczony jako y z odnośnikiem danego przewodu fazowego), jest proporcjonalny do lokalnej magnetycznej przewodności w danej osi przewodu fazowego i zmienia się w zależności od zmian podwojonego kąta określającego położenia osi wirnika, względnie kierunek strumienia magnetycznego. Zgodnie z wynalazkiem, dla określenia wzrostu prądu w przewodzie fazowym nie stosuje się pomiaru wzrostu prądu w tym przewodzie, lecz pomiar wzrostu prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim, z uwzględnieniem aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy. Przetwornica służy więc jako inteligentny przełącznik punktu pomiarowego, który zależnie od stanu przetwornicy dołącza różne przewody fazowe silnika do modułu pomiarowego prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim.
Przy tym uwzględnia się powstające zależnie od eksploatacji stany przetwornicy, przy których pomiar nie wpływa na regulację prędkości obrotowej maszyny, lub też powstające wymuszone stany przetwornicy, przy których pomiar wpływa na regulację maszyny. Jeżeli np. w przetworniku trójfazowym gałąź mostka przetwornika związana z przewodem fazowym R dołączona jest do dodatniego napięcia stałoprądowego obwodu pośredniego, a gałęzie mostka dołączone do przewodów fazowych S i T połączone są z ujemnym napięciem stałoprądowego obwodu pośredniego, to w tym obwodzie będzie płynął w sposób wymuszony prąd fazowy z przewodu fazowego R i ten prąd fazowy zostanie poddany detekcji za pośrednictwem stałoprądowego obwodu pośredniego. Jednocześnie wiadomo, że przy takiej konstrukcji przetwornika przestrzenny wskaźnik napięcia związany z maszyną wskazuje kierunek przewodu fazowego R tak, że wspomniany stosunek rzutów przestrzennego wskaźnika wzrostu prądu -w danym przypadku jest to wzrost prądu w przewodzie fazowym R -i odpowiadający mu przestrzenny wskaźnik napięcia, w tym przypadku przestrzenny wskaźnik napięcia w kierunku przewodu fazowego R, tworzą się na osiach przewodów fazowych silnika. Tworzy się więc wielkość yR. Za pomocą trójfazowej przetwornicy i trójfazowej maszyny, przy zastosowaniu sześciu położeń przetwornicy, tworzy się wspomniane stosunki w kierunku R, -R, S, -S, T,-T.
Dla sprecyzowania oszacowania wyjaśnia się, że fluktuacje przewodności wykrywa się za pomocą wielkości pomiarowych prądu stałoprądowego obwodu pośredniego i/lub napięcia tego stałoprądowego obwodu pośredniego, przy uwzględnieniu aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy, przy czym tworzy się różnice wzrostu prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim przy stałym stanie łączeniowym przetwornicy i wyznacza się stosunek z występującą przy tym wielkością przestrzennego wskaźnika napięcia. Tak uzyskana zależność matematyczna, w stosunku do indukcyjności maszyny zmieniającej się z podwojonym przestrzennym położeniem kątowym, znajduje się w jednoznacznej, znanej zależności matematycznej, wynikającej z teorii maszyn. Ponadto, ta wyznaczona z zależności wartość zostaje przyporządkowana temu przewodowi fazowemu maszyny, którego oś uzwojenia fazowego jest zgodna z kierunkiem przestrzennego wskaźnika napięcia ustalonego przez znany stan łączeniowy przetwornicy. Takie postępowanie przeprowadza się przynajmniej w jednym kierunku przestrzennego wskaźnika napięcia. Następnie za pomocą jednostki pomiarowo-sterującej przetwarza się dane pomiarowe zgodnie ze znanymi zależnościami z teorii maszyn elektrycznych, dla wyznaczenia kierunku strumienia, względnie położenia wirnika.
PL 191 443 B1
Korzystnie, przeprowadza się co najmniej dwa pomiary wzrostu prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim, a wartości pomiarowe obu wzrostów wprowadza się do równań napięciowych stojana i tworzy się zależność matematyczną. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że stosuje się zawsze ten sam moduł pomiarowy, wskutek czego błędy pomiarowe powodowane przez rozproszenia poprzez elementy konstrukcyjne itd., w przypadku kombinacji wielu pomiarów podlegają kompensacji i nie wpływają na wynik. Tak więc za pomocą wynalazku, przez kombinację dwóch pomiarów można wyeliminować SEM, a pomiar przewodności jest niezależny od prędkości obrotowej. Przy pomiarze wskaźnika przestrzennego prądu dla przynajmniej dwóch prądów w przewodach fazowych jest to niemożliwe, gdyż stosowane czujniki prądowe mają różne błędy pomiarowe wpływające na rezultat pomiaru.
W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku przeprowadza się co najmniej dwa pomiary przewodności w przestrzennie odrębnych kierunkach, a zmierzone wartości stosuje się w równaniach modelowych:
yA = y średnie + Dy cos (2gA -2g) yB = y średnie + Dy cos (2gB -2g) yC = y średnie + Dy cos (2gC -2g) przy czym kąt g oblicza się według znanych zależności. Gdy w uzwojeniu stojana pojawi się indukowane napięcie (SEM) wskutek obrotu wirnika, to stosunek y poddany jest wpływowi SEM. Aby ten wpływ wyeliminować, stosuje się kombinację dwóch pomiarów wzrostu prądu, a zamiast napięć stosuje się różnice napięć oraz zamiast wzrostów prądu stosuje się różnice wzrostu prądów dla obu kombinowanych pomiarów. Przedstawiono to przez równania napięć stojana dla obu kombinowanych pomiarów i przez odjęcie obu równań. Ponieważ po prawej stronie równań SEM pojawia się jako dodatnia wielkość, więc przy odejmowaniu zostaje wyeliminowana. W ten sposób detekcja fluktuacji przewodności jest niezależna od prędkości obrotowej. Ponieważ z pomiaru przewodności nie można jednoznacznie ustalić aktualnego kąta położenia wirnika lub kierunku strumienia, więc tworzy się kombinację przynajmniej dwóch pomiarów przewodności w przestrzennie odrębnych kierunkach. Wskutek tego, przy istnieniu trzech liniowo niezależnych pomiarów przewodności A, B, C z odpowiadającymi im równaniami modelowymi wahań przewodności, yA = y średnie + Dy cos (2gA -2g) yB =y średnie + Dy cos (2gB -2g) yC = y średnie + Dy cos (2gC -2g) która zgodna jest z podwojonym kątem rozchylenia pomiędzy wskaźnikiem przestrzennym różnicy napięć gA itd., i kierunkiem maksimum przewodności g, który zgodnie z powyższymi wywodami odpowiada położeniu wirnika albo kierunkowi strumienia, zależnie od typu maszyny, parametry y średnie (średnia przewodność) i Dy (fluktuacja przewodności) ulegają eliminacji, natomiast kąt g wylicza się za pomocą znanych reguł.
Zgodnie z wynalazkiem, wielkości przewodności wyznaczone przy użyciu techniki pomiarowej wyznacza się z wystarczającą dokładnością, dla różnych napięć stałoprądowego obwodu pośredniego. Można zrezygnować z detekcji napięcia stałoprądowego obwodu pośredniego, gdy kombinowane pomiary przewodności dokonane są przy zbliżonej wartości napięć stałoprądowego obwodu pośredniego, gdyż wtedy parametr wartości napięcia w powyższych równaniach wchodzi jako stały czynnik, który w każdym równaniu jest jednakowy i dlatego przy wyliczaniu kąta g jest eliminowany. Kąt g jest podstawą znanej regulacji opartej na parametrach pola względnie wirnika, dla niezależnego nastawiania wielkości strumienia i momentu obrotowego maszyn trójfazowych, wskutek czego taka regulacja może być dokonana również dla małych prędkości obrotowych i przy bezruchu, jeżeli stosuje się sposób według wynalazku do określenia położenia wirnika względnie strumienia, bez użycia czujników położenia wirnika lub prądnicy tachometrycznej.
Zgodnie z wynalazkiem wykorzystuje się zależne od prędkości obrotowej i/lub od obciążenia, korzystnie liniowe funkcje korekcyjne w postaci:
g (skorygowane) = g + Dg (prędkość obrotowa, obciążenie).
Wpływy na przebieg przewodności pochodzące od prędkości obrotowej i obciążenia, mogą być uwzględnione przez zależne od prędkości obrotowej i od obciążenia, korzystnie liniowe, funkcje korekcyjne w powyższej postaci, w celu zwiększenia dokładności, przy czym funkcje korekcyjne ustala się raz dla danego typu maszyny przy użyciu modelu odniesienia, np. modelu strumienia według stanu techniki dla maszyn asynchronicznych, lub porównawczego przetwornika obrotowego, np. pomiaru kąta obrotu, dla maszyn o biegu synchronicznym.
PL 191 443B1
Zgodnie z wynalazkiem, wyznaczony kąt położenia strumienia względnie wirnika stosuje się jako parametr wejściowy w modelu maszyny do regulacji w trybie bezpośrednim (on-line) maszyny trójfazowej. Wskutek tego zastosowanie sposobu według wynalazku jest funkcjonalnie jednoznacznie zapewnione.
Sposób według wynalazku zostanie wyjaśniony w oparciu o rysunek, który przedstawia schemat blokowy układu do regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej.
Jak przedstawiono na rysunku, przetwornica 1 zasilana jest na wejściu 2 napięciem z sieci prądu przemiennego jedno- lub trójfazowej. Strona napięcia stałego 3 poprzez stałoprądowy obwód pośredni zK połączona jest z falownikiem 4 zawierającym półprzewodnikowe elementy kluczujące 5. Poprzez kondensator 6 napięcie UzK stałoprądowego obwodu pośredniego zK doprowadzone jest do jednostki pomiarowo-sterującej 1. Poza tym poprzez rezystor RzK także prąd Izk stałoprądowego obwodu pośredniego zK doprowadzony jest do jednostki pomiarowo-sterującej 7. Aktualny stan łączeniowy przetwornicy 1 również poddawany jest detekcji przez jednostkę pomiarowo-sterującą 7. Podlegająca regulacji maszyna trójfazowa 8 dołączona jest do układu mostkowego z półprzewodnikowymi elementami kluczującymi 5. Do falownika 4 doprowadza się sygnały sterujące 9, generowane przez jednostkę pomiarowo-sterującą 1 w wyniku przetwarzania danych pomiarowych odpowiadających parametrom stało-prądowego obwodu pośredniego.

Claims (12)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej, w układzie regulacji z estymatorem położenia wirnika maszyny, przy stałoprądowym zasilaniu maszyny przez przetwornicę, przy czym dla regulacji prędkości obrotowej maszyny mierzy się parametry stałoprądowego obwodu pośredniego z uwzględnieniem aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy, znamienny tym, że mierzy się wzrost prądu i/lub napięcia stałoprądowego obwodu pośredniego, odpowiadające fluktuacjom przewodności magnetycznej maszyny trójfazowej, a następnie w oparciu o znane zależności wyznacza się kierunek strumienia magnetycznego głównego, stanowiący podstawę dla sterowania wektorowego prędkości obrotowej maszyny trójfazowej asynchronicznej.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie wzrost prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim, a zmierzone wartości dwóch przyrostów prądu wprowadza się do równań napięciowych stojana.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie przewodności w przestrzennie odrębnych kierunkach, a dane pomiarowe przetwarza się zgodnie z równaniami:
    yA = y średnie + Dy cos (2gA -2g) yB =y średnie + Dy cos (2gB -2g) yC = y średnie + Dy cos (2gC -2g) przyczym kąt g wyznacza się w znany sposób, a yA, yB i yC oznaczają zmierzone wartości przewodności w fazach A, B, C, y średnie oznacza średnią wartość przewodności, Dy oznacza fluktuację przewodności, a kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
  4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że mierzy się wartości przewodności dla różnych napięć stałoprądowego obwodu pośredniego.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w obliczeniach używa się skorygowaną wielkość kąta g za pomocą funkcji korekcyjnej, korzystnie liniowej, o postaci:
    g (skorygowane) = g + Dg (prędkość obrotowa, obciążenie), przy czym kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ustalony kierunek strumienia stanowi parametr wejściowy modelu maszyny dla sterowania w trybie bezpośrednim (on-line) asynchronicznej maszyny trójfazowej.
  7. 7. Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej, w układzie regulacji z estymatorem położenia wirnika maszyny, przy stałoprądowym zasilaniu maszyny przez przetwornicę, przy czym dla regulacji prędkości obrotowej maszyny mierzy się parametry stałoprądowego obwodu pośredniego z uwzględnieniem aktualnego stanu łączeniowego przetwornicy, znamienny tym, że mierzy się wzrost prądu i/lub napięcia stałoprądowego obwodu pośredniego, odpowiadające fluktuacjom przewodności magnetycznej maszyny trójfazowej, a następnie w oparciu o znane zależności określa
    PL 191 443 B1 się położenie wirnika względem kierunku strumienia magnetycznego głównego, stanowiące podstawę dla sterowania prędkością obrotową maszyny trójfazowej synchronicznej.
  8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie wzrost prądu w stałoprądowym obwodzie pośrednim, a zmierzone wartości dwóch przyrostów prądu wprowadza się do równań napięciowych stojana.
  9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że mierzy się przynajmniej dwukrotnie przewodności w przestrzennie od rębnych kierunkach, a dane pomiarowe przetwarza się zgodnie z równaniami:
    yA = y średnie + Dy cos (2gA -2g) yB =y średnie + Dy cos (2gB -2g) yC = y średnie + Dy cos (2gC -2g) przy czym kąt g wyznacza się w znany sposób, a yA, yB i yC oznaczają zmierzone wartości przewodności w fazach A, B, C, y średnie oznacza średnią wartość przewodności, Dy oznacza fluktuację przewodności, a kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
  10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że mierzy się wartości przewodności dla różnych napięć stałoprądowego obwodu pośredniego.
  11. 11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w obliczeniach używa się skorygowaną wielkość kąta g za pomocą funkcji korekcyjnej, korzystnie liniowej, o postaci:
    g (skorygowane) = g + Dg (prędkość obrotowa, obciążenie), przy czym kąt g jest kątem, który odpowiada maksymalnej przewodności.
  12. 12. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ustalony kąt położenia wirnika stanowi parametr wejściowy modelu maszyny dla sterowania w trybie bezpośrednim (on-line) synchronicznej maszyny trójfazowej.
PL342032A 1998-01-30 1999-01-29 Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej PL191443B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0018798A AT406722B (de) 1998-01-30 1998-01-30 Verfahren zur feldorientierten regelung einer mechanisch drehgeberlosen drehstrommaschine
PCT/AT1999/000025 WO1999039430A1 (de) 1998-01-30 1999-01-29 Verfahren zur regelung von einer mechanisch drehgeberlosen drehstrommaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL342032A1 PL342032A1 (en) 2001-05-21
PL191443B1 true PL191443B1 (pl) 2006-05-31

Family

ID=3483800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL342032A PL191443B1 (pl) 1998-01-30 1999-01-29 Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6479971B1 (pl)
EP (1) EP1051801B1 (pl)
AT (2) AT406722B (pl)
AU (1) AU2142699A (pl)
CA (1) CA2319402C (pl)
CZ (1) CZ301173B6 (pl)
DE (1) DE59901185D1 (pl)
HR (1) HRP20000560B1 (pl)
HU (1) HU226336B1 (pl)
PL (1) PL191443B1 (pl)
SK (1) SK286265B6 (pl)
WO (1) WO1999039430A1 (pl)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19928481B4 (de) * 1999-06-22 2009-12-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur vereinfachten feldorientierten Regelung von Asynchronmaschinen
EP1370482A1 (de) * 2001-03-05 2003-12-17 Manfred Schrödl Elektrischer antrieb
DE10341511B4 (de) 2003-09-05 2005-12-22 Brückner Maschinenbau GmbH Verfahren und Schaltungsanordnung für die sensorlose Ermittlung von Lastzuständen von synchronen Linearmotoren
JP4304122B2 (ja) * 2004-05-25 2009-07-29 三菱電機株式会社 電気車制御装置
US7474069B2 (en) * 2006-04-03 2009-01-06 International Rectifier Corporation Circuit for using the sign transitions of a motor phase and a motor phase back EMF currents to control PWM
AT508854B1 (de) * 2007-08-13 2016-03-15 Manfred Dipl Ing Dr Schrödl Verfahren zur mechanisch sensorlosen regelung einer drehstrommaschine
DE102008054501A1 (de) 2008-12-10 2010-06-17 Kuka Roboter Gmbh Industrieroboter und Verfahren zum Betreiben eines Industrieroboters
DE102010048876A1 (de) 2010-10-19 2012-04-19 Alois Pöttinger Maschinenfabrik Gmbh Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
AT514263B1 (de) 2013-04-17 2016-06-15 Manfred Dr Schrödl Elektrische Maschine
CN104539210B (zh) * 2014-12-03 2017-01-04 浙江大学 一种dfig的反推直接功率控制方法
DE102018127412A1 (de) 2018-11-02 2020-05-07 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur sensorlosen Positionsdetektion eines Motors mittels Löschung der magnetischen Vorgeschichte
DE102019127051A1 (de) 2018-11-06 2020-05-07 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur geräuschlosen, messpulsfreien Regelung der Kommutierung eines BLDC-Motors im Haltebetrieb
DE102019211975A1 (de) 2019-08-09 2021-02-11 Festool Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer Rotorposition eines Elektromotors eines Elektrowerkzeugs und Elektrowerkzeug
EP3930177A1 (de) 2020-06-22 2021-12-29 Bombardier Transportation GmbH Verfahren zur regelung einer elektrischen drehstrommaschine sowie drehstrommaschinensystem für ein solches verfahren
EP4006438A1 (en) 2020-11-26 2022-06-01 Belimo Holding AG An hvac system and related methods
WO2024180131A1 (en) 2023-02-28 2024-09-06 Belimo Holding Ag Actuator with brushless permanent-magnet motor

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502226C (de) 1928-03-18 1930-07-10 Masch Und Armaturenfabrik Vor Injektor mit fuer den gemeinsamen Ausbau zusammenhaengenden Innenteilen
US3675117A (en) * 1971-04-26 1972-07-04 Eberhart Reimers Asynchronous generator device
US4085355A (en) * 1976-04-26 1978-04-18 Fradella Richard B Variable-speed regenerative brushless electric motor and controller system
US4400655A (en) * 1981-05-11 1983-08-23 Imec Corporation Self generative variable speed induction motor drive
DE3669816D1 (de) * 1985-07-04 1990-04-26 Bbc Brown Boveri & Cie Drehstromerreger fuer synchronmaschinen.
EP0228535A1 (de) * 1985-12-04 1987-07-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Flusswinkels einer Drehfeldmaschine bzw. zum Lageorientierten Betrieb der Maschine
DE3719463A1 (de) * 1987-06-11 1988-12-22 Dienes Apparatebau Gmbh Einrichtung zur drehzahlregelung eines asynchronmotors
US5140248A (en) * 1987-12-23 1992-08-18 Allen-Bradley Company, Inc. Open loop motor control with both voltage and current regulation
US5051680A (en) * 1989-12-08 1991-09-24 Sundstrand Corporation Simple starting sequence for variable reluctance motors without rotor position sensor
JPH03253291A (ja) * 1990-03-02 1991-11-12 Toshiba Corp 電動機駆動装置
DE59106593D1 (de) * 1991-03-06 1995-11-02 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Maschinenströmen einer stromrichtergespeisten Drehfeldmaschine.
EP0579694B1 (de) 1991-04-11 1995-12-13 Elin Energieanwendung Gesellschaft M.B.H. Verfahren und schaltungsanordnungen zur bestimmung maschinenbezogener elektromagnetischer und mechanischer zustandsgrössen an über umrichter gespeisten elektrodydynamischen drehfeldmaschinen
US5309349A (en) * 1992-09-22 1994-05-03 Industrial Technology Research Institute Current detection method for DC to three-phase converters using a single DC sensor
JP3297159B2 (ja) * 1993-09-14 2002-07-02 東芝キヤリア株式会社 直流ブラシレスモータの駆動装置およびその良否識別方法
KR950015957A (ko) * 1993-11-12 1995-06-17 이대원 유도 전동기의 벡터 제어방법 및 장치
DE4343627A1 (de) * 1993-12-21 1995-06-22 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Regelung von Flußbetrag und Drehmoment einer Induktionsmaschine
CA2140065C (en) * 1994-01-18 2004-03-02 Leviton Manufacturing Co., Inc. Solid state motor speed control
EP0690556B1 (de) * 1994-06-30 1997-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Stillstandserkennung beim Wiederanlassen eines stromrichtergespeisten Drehstrommotors ohne Drehzahlgeber
DK172570B1 (da) * 1995-01-23 1999-01-25 Danfoss As Vekselretter og fremgangsmåde til måling af vekselretterens fasestrømme
US5798631A (en) * 1995-10-02 1998-08-25 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Performance optimization controller and control method for doubly-fed machines
US5811957A (en) * 1995-12-21 1998-09-22 General Motors Corporation Speed sensorless hybrid vector controlled induction motor with zero speed operation
JPH09219991A (ja) * 1996-02-13 1997-08-19 Fujitsu General Ltd ブラシレスモータの制御方法
KR0179872B1 (ko) * 1996-03-26 1999-05-15 이종수 모터구동 인버터의 데드타임 보상방법
FR2746982B1 (fr) * 1996-03-28 1998-05-07 Schneider Electric Sa Convertisseur de frequence pour moteur alternatif
US5959430A (en) * 1997-03-07 1999-09-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Power conversion system
DE19726161A1 (de) * 1997-06-20 1998-12-24 Alsthom Cge Alcatel Verfahren zum Betrieb parallel geschalteter Stromzwischenkreisumrichter zur Speisung eines Asynchronmotor und dazugehörige Schaltungsanordnung
US5969498A (en) * 1997-11-19 1999-10-19 Unitrode Corporation Induction motor controller
US6137258A (en) * 1998-10-26 2000-10-24 General Electric Company System for speed-sensorless control of an induction machine

Also Published As

Publication number Publication date
EP1051801A1 (de) 2000-11-15
CZ301173B6 (cs) 2009-11-25
SK11292000A3 (sk) 2001-02-12
HRP20000560B1 (en) 2009-04-30
HU226336B1 (en) 2008-09-29
ATA18798A (de) 1999-12-15
ATE216151T1 (de) 2002-04-15
WO1999039430A1 (de) 1999-08-05
US6479971B1 (en) 2002-11-12
HRP20000560A2 (en) 2001-10-31
CZ20002764A3 (cs) 2000-11-15
HUP0101262A3 (en) 2002-10-28
AU2142699A (en) 1999-08-16
DE59901185D1 (de) 2002-05-16
CA2319402A1 (en) 1999-08-05
AT406722B (de) 2000-08-25
EP1051801B1 (de) 2002-04-10
HUP0101262A2 (hu) 2001-08-28
SK286265B6 (sk) 2008-06-06
CA2319402C (en) 2009-06-23
PL342032A1 (en) 2001-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL191443B1 (pl) Sposób regulacji prędkości obrotowej maszyny trójfazowej
US5796235A (en) Process and circuits for determining machine-related electro-magnetic and mechanical state variables on electrodynamic induction machines supplied via converters
US5339012A (en) Method and circuit arrangement for sensor-less detection of the rotational angle of a damper-less synchronous machine, preferably excited by a permanent magnet, and supplied by a rectifier
Wang et al. Rotor position estimation for permanent magnet synchronous motor using saliency-tracking self-sensing method
JP3645509B2 (ja) 誘導電動機のセンサレスベクトル制御システムおよびセンサレスベクトル制御方法
KR950010191B1 (ko) 유도전동기의 회전자저항 추정장치
KR20070037717A (ko) 전류 측정 방법, 디바이스 및 용도
Matsui et al. High-precision torque control of reluctance motors
CN105991071B (zh) 一种ecm电机的恒力矩控制方法
RU2576246C1 (ru) Устройство управления вращающейся машины переменного тока
US8368420B2 (en) Method of error detection when controlling a rotating-field motor
Consoli et al. Slip-frequency detection for indirect field-oriented control drives
Musak et al. Novel methods for parameters investigation of PM synchronous motors
KR101056572B1 (ko) 전기 기기의 토크를 결정하기 위한 방법 및 장치
Blasko et al. A new field oriented controller utilizing spatial position measurement of rotor end ring current
Schroedl et al. New rotor position detector for permanent magnet synchronous machines using the „inform” ︁‐method
EP3817219A1 (en) Method for estimating mechanical parameters of an electrical motor
JP3287147B2 (ja) 誘導電動機の制御方法
JP3309520B2 (ja) 誘導電動機の制御方法
EP1073193B1 (en) Method of control for sensorless induction motor drives
Ambrozic et al. Sensorless control of induction machine with parameter adaptation
JP3329672B2 (ja) 誘導電動機定数測定装置
CN114826082A (zh) 检查借助于温度模型确定的电机模型温度的方法和机动车
Kasa et al. A detecting method of position angle at standstill and lower speed region for salient-pole brushless DC motors
JPH04248389A (ja) 速度センサレス速度制御方式