RU166655U1 - AC CONTROL DEVICE - Google Patents

AC CONTROL DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU166655U1
RU166655U1 RU2016113199/07U RU2016113199U RU166655U1 RU 166655 U1 RU166655 U1 RU 166655U1 RU 2016113199/07 U RU2016113199/07 U RU 2016113199/07U RU 2016113199 U RU2016113199 U RU 2016113199U RU 166655 U1 RU166655 U1 RU 166655U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
inverter
rectifier
Prior art date
Application number
RU2016113199/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Мещеряков
Владимир Николаевич Воеков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
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 профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
Priority to RU2016113199/07U priority Critical patent/RU166655U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU166655U1 publication Critical patent/RU166655U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • 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
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • 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
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее выпрямитель и инвертор, сглаживающий реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора параллельно с обмотками статора двигателя, причем инвертор выполнен на полностью управляемых вентилях, параллельно каждому из которых включен обратный диод, дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей включены последовательно с управляемыми вентилями, и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей подключены к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей, отрицательный выход выпрямителя соединен с отрицательным входом инвертора через одну обмотку сглаживающего реактора и датчик тока, выходы датчиков тока и скорости подключены к системе управления, отличающееся тем, что выпрямитель выполнен из диодов, к выходам выпрямителя параллельно подключен конденсатор, к положительному выходу выпрямителя подключен анодный вывод управляемого транзисторного ключа, катодный вывод которого подключен к первому выводу другой обмотки сглаживающего реактора, второй вывод которой подключен к положительному входу инвертора, к катодному выводу транзисторного ключа подключен катод дополнительного диода, анод которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя, система управления содержит блок управления ключами инвертора, соединенные с выходом блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения, положительные фазные входы которых соединены с выходом блока задания фазных напряжений статора, а отрицательные входы соединены с блоком датчиков фазных напряженийA device for controlling an AC electric drive, comprising a rectifier and an inverter, a smoothing reactor, a filtering capacitor bank, connected to the inverter terminals in parallel with the stator windings of the motor, the inverter being made on fully controllable valves, in parallel with each of which a return diode is connected, additional cut-off diodes in number controlled valves are connected in series with controlled valves, and additional damping capacitors according to the number of controlled valves are connected to the connection points of the cut-off diodes and controlled valves, the negative output of the rectifier is connected to the negative input of the inverter through one winding of the smoothing reactor and the current sensor, the outputs of the current and speed sensors are connected to the control system, characterized in that the rectifier is made of diodes, to the outputs of the rectifier in parallel a capacitor is connected, the anode terminal of the controlled transistor switch is connected to the positive output of the rectifier, the cathode terminal of which is connected to the first terminal of another winding a smoothing reactor, the second output of which is connected to the positive input of the inverter, the cathode of the additional diode is connected to the cathode output of the transistor switch, the anode of which is connected to the negative output of the rectifier, the control system contains an inverter key control unit connected to the output of the relay-hysteresis voltage regulator unit, positive phase the inputs of which are connected to the output of the stator phase voltage setting unit, and the negative inputs are connected to the phase voltage sensor unit

Description

Полезная модель относится к устройствам частотного управления электроприводом переменного тока.The invention relates to devices for frequency control of an AC electric drive.

Известно устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором, содержащее выпрямитель, соединенный через сглаживающий реактор с инвертором на полностью управляемых вентилях, имеющим дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей, включенные последовательно с управляемыми вентилями и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей, подключенные к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выходам инвертора, система управления содержит релейный регулятор напряжения, управляющий инвертором на основании сравнения заданных и измеренных напряжений статора, блок коррекции задания амплитуды напряжения, вырабатывающий сигнал коррекции в функции частоты тока ротора [1].A device for controlling an asynchronous engine with a phase rotor, comprising a rectifier connected through a smoothing reactor with an inverter on fully controllable valves, having additional cut-off diodes according to the number of controllable valves, connected in series with controllable valves and additional damping capacitors according to the number of controllable valves, connected to points connections of shut-off diodes and controlled valves, filtering capacitor bank connected to the inverter outputs, system The control circuit contains a voltage relay controller that controls the inverter based on a comparison of the set and measured stator voltages, a voltage amplitude task correction unit that generates a correction signal as a function of the rotor current frequency [1].

К недостаткам указанного известного решения относятся высокий уровень гармоник, поступающих в сеть, и низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании скорости двигателя, т.к. ток в выпрямленной цепи регулируется за счет изменения угла управления тиристорами выпрямителя.The disadvantages of this known solution include a high level of harmonics entering the network, and a low power factor with deep regulation of the engine speed, because the current in the rectified circuit is regulated by changing the angle of control of the rectifier thyristors.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее регулируемый выпрямитель и инвертор на полностью управляемых вентилях, соединенные между собой через сглаживающий реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора, релейный регулятор тока, отличающееся тем, что инвертор содержит дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей, включенные последовательно с управляемыми вентилями, и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей, подключенные к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей [2].Closest to the technical nature of the proposed device is for controlling an AC electric drive, containing an adjustable rectifier and an inverter on fully controllable valves, interconnected via a smoothing reactor, a filtering capacitor bank connected to the terminals of the inverter, a relay current regulator, characterized in that the inverter contains additional cut-off diodes according to the number of controlled valves, connected in series with controlled valves, and additional dampers ruyuschie capacitors according to the number of controlled valves connected to the connection points of cutoff diode and controlled rectifiers [2].

Недостатком данного устройства является высокий уровень гармоник, поступающих в сеть, и низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании скорости двигателя, т.к. ток в выпрямленной цепи регулируется за счет изменения угла управления тиристорами выпрямителя.The disadvantage of this device is the high level of harmonics entering the network, and a low power factor with deep regulation of the motor speed, because the current in the rectified circuit is regulated by changing the angle of control of the rectifier thyristors.

Предложенное устройство решает задачу снижения уровня гармоник, поступающих в питающую сеть, и повышения коэффициента мощности электропривода.The proposed device solves the problem of reducing the level of harmonics entering the supply network, and increasing the power factor of the electric drive.

Указанная задача решается тем, что устройство для управления электроприводом переменного тока содержит нерегулируемый диодный выпрямитель, к выходам которого подключен конденсатор, и инвертор на полностью управляемых вентилях, соединенные между собой через сглаживающий реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора, релейный регулятор тока, инвертор содержит дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей, включенные последовательно с управляемыми вентилями, и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей, подключенные к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей, к выходам нерегулируемого выпрямителя подключен фильтрующий конденсатор, в звено постоянного тока включен запираемый транзисторный ключ, дополнительно включен обратный диод, создающий цепь протекания для тока статора при отключенном транзисторном ключе, система управления транзисторным ключом содержит замкнутый контур с узлом сравнения рассчитываемого и измеренного выпрямленного тока и релейно-гистерезисный регулятор выпрямленного тока, система управления инвертором содержит замкнутый контур с узлом сравнения рассчитываемого и измеренного фазных напряжений статора и релейно-гистерезисные регуляторы фазных напряжений, а также внешний замкнутый контур с узлом сравнения и регулятором скорости.This problem is solved in that the device for controlling the AC electric drive contains an unregulated diode rectifier, the outputs of which are connected to a capacitor, and an inverter with fully controllable valves, interconnected via a smoothing reactor, a filtering capacitor bank connected to the inverter terminals, a relay current regulator, the inverter contains additional cut-off diodes according to the number of controlled valves, connected in series with controlled valves, and additional damping capacitors according to the number of controlled valves connected to the connection points of the cut-off diodes and controlled valves, a filter capacitor is connected to the outputs of an unregulated rectifier, a lockable transistor switch is included in the DC link, an inverse diode is additionally included, which creates a leakage circuit for the stator current when the transistor switch is turned off, the transistor switch control system contains a closed loop with a node for comparing the calculated and measured rectified current and a relay-hysteresis rectified current regulator, the inverter control system contains a closed loop with a node for comparing the calculated and measured phase voltage of the stator and relay-hysteresis phase voltage regulators, as well as an external closed loop with a comparison node and speed controller.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления электроприводом переменного тока.The drawing shows a functional diagram of a device for controlling an AC electric drive.

Устройство содержит неуправляемый диодный выпрямитель 1 и инвертор 2, соединенные между собой через сглаживающий реактор 3. Инвертор выполнен по мостовой схеме на полностью управляемых вентилях - IGBT-транзисторах 5. В анодную и катодную группы инвертора последовательно с управляемыми вентилями включены дополнительные отсекающие диоды 6 и 7 по числу управляемых вентилей, и дополнительные буферные блоки конденсаторов 8 и 9, подключенные к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей между каждым диодным и IGBT полумостом. К выходам инвертора подключена фильтрующая конденсаторная батарея 10 и обмотки статора двигателя 4. Датчики тока установлены в звене постоянного тока 11 и на выводах инвертора 12. На выходе инвертора установлены датчики напряжения 13. На валу двигателя установлен датчик скорости 14. Выходы датчиков подсоединены к системе управления 15. К положительному выходу диодного выпрямителя 1 подключен анодный вывод управляемого транзисторного ключа 16, катодный вывод которого подключен к первому выводу одной из обмоток сглаживающего реактора 3, второй вывод которой подключен к положительному входу инвертора 2, к катодному выводу транзисторного ключа 16 подключен катод дополнительного диода 17, анод которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя 1. К выходам выпрямителя 1 подключен фильтрующий конденсатор 18.The device contains an uncontrolled diode rectifier 1 and an inverter 2, interconnected via a smoothing reactor 3. The inverter is made according to the bridge circuit with fully controllable valves - IGBT transistors 5. In the anode and cathode groups of the inverter, additional shut-off diodes 6 and 7 are included in series with the controllable valves. by the number of controlled gates, and additional buffer blocks of capacitors 8 and 9 connected to the connection points of the cut-off diodes and controlled gates between each diode and IGBT half-bridge. A filter capacitor bank 10 and the stator windings of the motor 4 are connected to the inverter outputs. Current sensors are installed in the DC link 11 and at the terminals of the inverter 12. Voltage sensors 13 are installed at the inverter output. A speed sensor is installed on the motor shaft 14. The sensor outputs are connected to the control system 15. The anode terminal of the controlled transistor switch 16 is connected to the positive output of the diode rectifier 1, the cathode terminal of which is connected to the first terminal of one of the windings of the smoothing reactor 3, and the second the output of which is connected to the positive input of the inverter 2, the cathode of the additional diode 17 is connected to the cathode output of the transistor switch 16, the anode of which is connected to the negative output of the rectifier 1. A filter capacitor 18 is connected to the outputs of the rectifier 1.

Система управления содержит регулятор скорости 19, вход которого соединен с выходом первого узла сравнения на выходе, положительный вход которого соединен с блоком задания скорости

Figure 00000002
, отрицательный вход первого узла сравнения соединен с датчиком скорости, выход регулятора скорости 19 подключен к входу блока ограничения 20, выход которого подключен к входу функционального преобразователя 21, выход которого подключен к входу блока вычисления модуля тока статора 22, вычисляющего квадратный корень из входного сигнала, выход блока 22 подключен к положительному входу второго узла сравнения, выход которого подключен ко входу регулятора тока 23, выход которого подключен к входу блока ограничения 24, выход которого подключен к первому входу блока задания мгновенных значений фазных напряжений 25, формирующего задание на амплитуду выходного напряжения инвертора, второй вход блока задания мгновенных значений фазных напряжений 25, формирующего также задание на круговую частоту тока инвертора, соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с блоком задания разности скоростей вращения поля статора Δω* и ротора ω2, а второй вход сумматора соединен с выходом датчика скорости 14. Три выхода блока задания мгновенных значений фазных напряжений 25 соединены с блоком сравнения 26 заданных и измеренных значений фазных напряжений, выходы блока сравнения 26 подключены к блоку релейно-гистерезисных регуляторов напряжения 27, выходы блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения 27 подключены к блоку БУ управления ключами инвертора 28, отрицательный вход второго узла сравнения соединен с выходом блока измерения модуля тока статора 29, вход которого соединен с датчиками тока статора 12, выход блока вычисления модуля тока статора 22 подключен также к входу блока умножения 30, выход блока умножения 30 подключен к положительному входу третьего блока сравнения, к отрицательному входу которого подключен выход датчика выпрямленного тока 11, выход третьего блока сравнения подключен к входу релейно-гистерезисного регулятора выпрямленного тока 31, который соединен с управляющим входом транзисторного ключа 16.The control system contains a speed controller 19, the input of which is connected to the output of the first comparison unit at the output, the positive input of which is connected to the speed setting unit
Figure 00000002
, the negative input of the first comparison node is connected to the speed sensor, the output of the speed controller 19 is connected to the input of the restriction unit 20, the output of which is connected to the input of the functional converter 21, the output of which is connected to the input of the calculation unit of the current module of the stator 22 calculating the square root of the input signal, the output of block 22 is connected to the positive input of the second comparison node, the output of which is connected to the input of the current regulator 23, the output of which is connected to the input of the restriction block 24, the output of which is connected to the second input of the unit for setting the instantaneous values of phase voltages 25, forming a task for the amplitude of the output voltage of the inverter, the second input of the unit for setting the instantaneous values of phase voltages 25, which also forms a task for the circular frequency of the current of the inverter, is connected to the output of the adder, the first input of which is connected to the unit for setting the difference the rotational speed of the field of the stator Δω * and rotor ω 2 , and the second input of the adder is connected to the output of the speed sensor 14. Three outputs of the unit for setting the instantaneous values of phase voltages 25 are connected to com comparison 26 set and measured values of phase voltages, the outputs of the comparison unit 26 are connected to the block of relay-hysteresis voltage regulators 27, the outputs of the block of relay-hysteresis voltage regulators 27 are connected to the control unit key management of the inverter 28, the negative input of the second comparison node is connected to the output of the block measuring the stator current module 29, the input of which is connected to the stator current sensors 12, the output of the calculation unit of the stator current module 22 is also connected to the input of the multiplication unit 30, the output of the multiplication unit 30 is connected is connected to the positive input of the third comparison unit, to the negative input of which the output of the rectified current sensor 11 is connected, the output of the third comparison unit is connected to the input of the relay-hysteresis rectifier current regulator 31, which is connected to the control input of the transistor switch 16.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Скорость электропривода задается блоком задания БЗС. Сигнал рассогласования Δω2 между заданной скоростью ротора

Figure 00000002
и измеренной скоростью вращения ротора ω2 поступает на пропорционально-интегральный регулятор скорости 19, выходной сигнал которого проходит через блок ограничения 20, на выходе которого формируется задание на момент двигателя М, который связан с амплитудой тока статора
Figure 00000003
, согласно закономерности:The speed of the electric drive is set by the block of job BZS. Mismatch signal Δω 2 between a given rotor speed
Figure 00000002
and the measured rotor speed ω 2 is supplied to a proportional-integral speed controller 19, the output signal of which passes through the restriction unit 20, the output of which is formed by the task at the time of the motor M, which is associated with the amplitude of the stator current
Figure 00000003
according to the pattern:

Figure 00000004
Figure 00000004

где F(Δω2) можно считать постоянной величиной при условии задания и поддержания постоянной величины разности между скоростями вращения поля статора и ротора Δω2:where F (Δω 2 ) can be considered a constant value provided that the difference between the rotational speeds of the stator and rotor fields Δω 2 is set and maintained constant:

Figure 00000005
Figure 00000005

где pn - число пар полюсов; Lm - взаимная индуктивность обмотки статора и ротора;

Figure 00000006
- приведенная индуктивность рассеяния ротора;
Figure 00000007
- приведенное сопротивление ротора.where p n is the number of pairs of poles; L m is the mutual inductance of the stator winding and the rotor;
Figure 00000006
- reduced rotor scattering inductance;
Figure 00000007
- reduced rotor resistance.

Передаточная функция для реализации двукратно-интегрирующей системы с ПИ-регулятором скорости имеет вид:The transfer function for the implementation of a two-integrating system with a PI speed controller has the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

где Tµ - некомпенсированная постоянная времени релейного регулятора тока; p - оператор Лапласа; J - момент инерции машины; kc - коэффициент обратной связи по скорости.where T µ is the uncompensated time constant of the relay current controller; p is the Laplace operator; J is the moment of inertia of the machine; k c - speed feedback coefficient.

Таким образом, на выходе функционального преобразователя 21 формируется квадрат амплитуды фазного тока статора. На выходе блока извлечения квадратного корня 22 формируется сигнал задания на ток статора

Figure 00000009
, который поступает на положительный вход второго узла сравнения, на отрицательный вход которого поступает сигнал обратной связи по току статора, получаемый с блока 29 (БРТ), сигнал с выхода второго блока сравнения поступает на вход регулятора тока 23. Регулятор тока выполняется пропорционально-интегрального типа, на его выходе формируется задание на амплитуду напряжения статора. Выходной сигнал регулятора тока ограничивается блоком ограничения 24 и затем поступает на амплитудный вход блока задания мгновенных значений фазных напряжений 25, на частотный вход которого поступает сигнал задания на круговую частоту напряжения статора ω1.Thus, at the output of the functional converter 21, a square of the stator phase current amplitude is formed. At the output of the square root extraction unit 22, a stator current reference signal is generated
Figure 00000009
which is fed to the positive input of the second comparison node, to the negative input of which the feedback signal on the stator current is received, received from block 29 (BRT), the signal from the output of the second comparison block goes to the input of the current regulator 23. The current regulator is proportional-integral type , at its output a task is formed for the amplitude of the stator voltage. The output signal of the current regulator is limited by the limiting unit 24 and then fed to the amplitude input of the unit for setting instantaneous values of phase voltages 25, the frequency input of which receives the reference signal to the circular frequency frequency of the stator voltage ω 1 .

Задание на круговую частоту тока на выходе инвертора формируется путем сложения сигнала с блока задания величины разности между скоростями вращения поля статора и ротора Δω* и сигнала с датчика скорости ротора двигателя 14. Блок 25 формирует три синусоидальных сигнала задания фазных напряжений, поступающих на блок узла сравнения заданных и измеренных значений фазных напряжений 27, затем с блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения 28 сигнал поступает на блок управления 28, который формирует логические сигналы управления ключами транзисторов инвертора 2, и реализуют следующий алгоритм управления:The task at the circular frequency of the current at the inverter output is formed by adding the signal from the unit for setting the difference between the rotational speeds of the stator and rotor fields Δω * and the signal from the motor rotor speed sensor 14. Block 25 generates three sinusoidal signals for setting the phase voltages supplied to the unit of the comparison unit the set and measured values of the phase voltages 27, then from the block of relay-hysteresis voltage regulators 28, the signal is supplied to the control unit 28, which generates logical signals for controlling the keys ansistor inverter 2, and implement the following control algorithm:

- при достижении разницы заданного значения фазного тока и измеренного значения фазного тока верхней границы порогового уровня включают вентиль верхнего плеча, выключают вентиль нижнего плеча соответствующей фазы;- when the difference between the set value of the phase current and the measured value of the phase current of the upper boundary of the threshold level is reached, turn on the valve of the upper arm, turn off the valve of the lower arm of the corresponding phase;

- при достижении разницы заданного значения фазного тока и измеренного значения фазного тока нижней границы порогового уровня выключают вентиль верхнего плеча и включают вентиль нижнего плеча соответствующей фазы.- when the difference between the set value of the phase current and the measured value of the phase current of the lower boundary of the threshold level is reached, turn off the valve of the upper arm and turn on the valve of the lower arm of the corresponding phase.

Блок управления ключами инвертора 28, выполняет логические операции и исключает режим разрыва цепи тока, когда одновременно открыты три ключа анодной или катодной групп инвертора, в этом случае инвертор переводится в режим «короткого замыкания», когда открыты все шесть ключей.The inverter key control unit 28 performs logical operations and excludes the mode of breaking the current circuit when three keys of the anode or cathode groups of the inverter are open at the same time, in which case the inverter is put into “short circuit” mode when all six keys are open.

Управление транзисторным ключом 16 осуществляется контуром регулирования постоянного тока. Задание на ток Id звена постоянного тока формируется путем умножения в блоке 30 заданного значения амплитуды фазного тока

Figure 00000010
на коэффициент k*, который выбирается на основании требований к уровню формируемых трехфазных напряжений статора. Полученный сигнал задания выпрямленного тока сравнивается с сигналом обратной связи от датчика тока 11, и разница поступает на релейно-гистерезисный регулятор 31, а от него на управляющий вход транзисторного ключа 16 в виде сигнала uy. Если сигнал на входе регулятора 31 меньше порогового уровня, транзисторный ключ 16 выключен, при отрицательном значении сигнала на входе регулятора 31 транзисторный ключ 16 выключен, при превышении положительного сигнала на входе регулятора 31 порогового уровня транзисторный ключ 16 включен.The transistor switch 16 is controlled by a direct current control loop. The current task I d of the DC link is formed by multiplying the set value of the phase current amplitude in block 30
Figure 00000010
by the coefficient k * , which is selected based on the requirements for the level of the generated three-phase stator voltages. The received rectified current reference signal is compared with the feedback signal from the current sensor 11, and the difference enters the relay-hysteresis controller 31, and from it to the control input of the transistor switch 16 in the form of a signal u y . If the signal at the input of the regulator 31 is less than the threshold level, the transistor switch 16 is turned off, when the signal at the input of the regulator 31 is negative, the transistor switch 16 is turned off, when the positive signal at the input of the regulator 31 of the threshold level is exceeded, the transistor switch 16 is turned on.

В данном устройстве для управления электроприводом переменного тока повышено качество выходного напряжения и тока инвертора их форма близка к синусоидальной кривой за счет использования релейных регуляторов фазных напряжений, задающих высокую частоту переключений ключей инвертора. Использование нерегулируемого выпрямителя с фильтрующим конденсатором на выходе позволяет снизить уровень гармоник, поступающих в питающую сеть, и повысить коэффициент мощности электропривода и улучшить электромагнитную совместимость электропривода с питающей сетью. При этом введение в звено постоянного тока транзисторного ключа и обратного диода позволяет регулировать выпрямленный ток и мощность, подаваемую на вход инвертора, и с помощью системы управления регулировать напряжение и частоту статора и скорость двигателя.In this device for controlling an AC electric drive, the quality of the output voltage and inverter current is improved. Their shape is close to a sinusoidal curve due to the use of phase voltage relay controllers that specify a high switching frequency of the inverter keys. The use of an unregulated rectifier with a filtering capacitor at the output allows you to reduce the level of harmonics entering the supply network, and increase the power factor of the electric drive and improve the electromagnetic compatibility of the electric drive with the mains. In this case, the introduction of a transistor switch and a reverse diode into the DC link allows you to adjust the rectified current and power supplied to the inverter input, and using the control system to adjust the stator voltage and frequency and the motor speed.

Список источников.List of sources.

1. Патент на полезную модель РФ №132282. Н02 27/05. Устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором. В.Н. Мещеряков, Т.В. Синюкова, О.В. Мещерякова. Опубл. 10.09.2013. Бюл. №25.1. Patent for utility model of the Russian Federation No. 132282. Н02 27/05. Device for controlling an asynchronous motor with a phase rotor. V.N. Meshcheryakov, T.V. Sinyukova, O.V. Meshcheryakova. Publ. 09/10/2013. Bull. Number 25.

2. Патент на полезную модель РФ №112554. Н02 27/06. Устройство для управления асинхронным электроприводом. В.Н. Мещеряков, A.M. Башлыков, Д.В. Безденежных. Опубл. 10.01.2012. Бюл. №1.2. Patent for utility model of the Russian Federation No. 112554. Н02 27/06. A device for controlling an asynchronous electric drive. V.N. Meshcheryakov, A.M. Bashlykov, D.V. Non-cash. Publ. 01/10/2012. Bull. No. 1.

Claims (1)

Устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее выпрямитель и инвертор, сглаживающий реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора параллельно с обмотками статора двигателя, причем инвертор выполнен на полностью управляемых вентилях, параллельно каждому из которых включен обратный диод, дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей включены последовательно с управляемыми вентилями, и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей подключены к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей, отрицательный выход выпрямителя соединен с отрицательным входом инвертора через одну обмотку сглаживающего реактора и датчик тока, выходы датчиков тока и скорости подключены к системе управления, отличающееся тем, что выпрямитель выполнен из диодов, к выходам выпрямителя параллельно подключен конденсатор, к положительному выходу выпрямителя подключен анодный вывод управляемого транзисторного ключа, катодный вывод которого подключен к первому выводу другой обмотки сглаживающего реактора, второй вывод которой подключен к положительному входу инвертора, к катодному выводу транзисторного ключа подключен катод дополнительного диода, анод которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя, система управления содержит блок управления ключами инвертора, соединенные с выходом блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения, положительные фазные входы которых соединены с выходом блока задания фазных напряжений статора, а отрицательные входы соединены с блоком датчиков фазных напряжений статора, один вход блока задания фазных напряжений статора соединен с выходом блока ограничения, вход которого соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом первого узла сравнения, отрицательный вход которого соединен с выходом блока измерения модуля тока статора, вход которого соединен с датчиками фазных токов статора, положительный вход первого узла сравнения соединен с выходом блока задания модуля тока статора, вход которого соединен с блоком расчета квадрата модуля тока статора, вход которого соединен с выходом блока ограничения, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, вход которого соединен с выходом другого узла сравнения, положительный вход которого соединен с блоком задания сигнала скорости, а отрицательный вход узла сравнения соединен с выходом датчика скорости двигателя, первый вход блока задания фазных напряжений соединен также с первым входом блока перемножения, второй вход которого соединен с блоком задания коэффициента перемножения, а выход блока перемножения соединен с положительным входом третьего узла сравнения, отрицательный вход которого соединен с выходом датчика выпрямленного тока, а выход третьего узла сравнения соединен с входом релейно-гистерезисного регулятораA device for controlling an AC electric drive, comprising a rectifier and an inverter, a smoothing reactor, a filtering capacitor bank, connected to the inverter terminals in parallel with the stator windings of the motor, the inverter being made on fully controllable valves, in parallel with each of which a return diode is connected, additional cut-off diodes in number controlled valves are connected in series with controlled valves, and additional damping capacitors according to the number of controlled valves are connected to the connection points of the cut-off diodes and controlled valves, the negative output of the rectifier is connected to the negative input of the inverter through one winding of the smoothing reactor and the current sensor, the outputs of the current and speed sensors are connected to the control system, characterized in that the rectifier is made of diodes, to the outputs of the rectifier in parallel a capacitor is connected, the anode terminal of the controlled transistor switch is connected to the positive output of the rectifier, the cathode terminal of which is connected to the first terminal of another winding a smoothing reactor, the second output of which is connected to the positive input of the inverter, the cathode of the additional diode is connected to the cathode output of the transistor switch, the anode of which is connected to the negative output of the rectifier, the control system contains an inverter key control unit connected to the output of the relay-hysteresis voltage regulator unit, positive phase the inputs of which are connected to the output of the stator phase voltage reference unit, and the negative inputs are connected to the phase voltage sensor block stat ora, one input of the stator phase voltage setting unit is connected to the output of the limiting unit, the input of which is connected to the output of the current regulator, the input of which is connected to the output of the first comparison unit, the negative input of which is connected to the output of the measuring unit of the stator current module, the input of which is connected to the phase sensors stator currents, the positive input of the first comparison node is connected to the output of the stator current module's reference unit, the input of which is connected to the calculation unit of the square of the stator current module, the input of which is connected to output b limitation eye, whose input is connected to the output of the speed controller, the input of which is connected to the output of another comparison unit, the positive input of which is connected to the speed signal setting unit, and the negative input of the comparison unit is connected to the output of the engine speed sensor, the first input of the phase voltage setting unit with the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the unit for setting the multiplication factor, and the output of the multiplication unit is connected to the positive input of the third comparison node, from itsatelny input coupled to the rectified output current sensor, and the third comparison output node connected to the input LD-hysteretic controller выпрямленного тока, выход этого регулятора соединен с управляющим входом транзисторного ключа, второй вход блока задания фазных напряжений статора подключен к выходу сумматора, один вход которого подключен к блоку задания разности скорости вращения поля статора и скорости ротора, а второй вход сумматора подключен к выходу датчика скорости.
Figure 00000001
rectified current, the output of this regulator is connected to the control input of the transistor switch, the second input of the stator phase voltage setting unit is connected to the adder output, one input of which is connected to the stator field rotation speed and rotor speed difference setting unit, and the second adder input is connected to the output of the speed sensor .
Figure 00000001
RU2016113199/07U 2016-04-06 2016-04-06 AC CONTROL DEVICE RU166655U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113199/07U RU166655U1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 AC CONTROL DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113199/07U RU166655U1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 AC CONTROL DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166655U1 true RU166655U1 (en) 2016-12-10

Family

ID=57793002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113199/07U RU166655U1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 AC CONTROL DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166655U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180843U1 (en) * 2018-01-10 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR
RU210092U1 (en) * 2021-09-09 2022-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) AC DRIVE CONTROL DEVICE
RU225004U1 (en) * 2023-10-16 2024-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" DEVICE FOR CONTROLLING AC ELECTRIC DRIVE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180843U1 (en) * 2018-01-10 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR
RU210092U1 (en) * 2021-09-09 2022-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) AC DRIVE CONTROL DEVICE
RU225004U1 (en) * 2023-10-16 2024-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" DEVICE FOR CONTROLLING AC ELECTRIC DRIVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9312779B2 (en) Position sensorless open loop control for motor drives with output filter and transformer
BR102014015638B1 (en) Method for sensorless motor speed control in a motor drive; and motor drive
WO2015158134A1 (en) Frequency inverter control method, device and system
RU2606643C1 (en) Method for controlling self-contained asynchronous generator
RU166655U1 (en) AC CONTROL DEVICE
CN105634363B (en) A kind of single-phase high input power factor control method to three-phase inversion motor driven systems
CN107769216B (en) Voltage modulation method for weak alternating current power grid access
CN106549613B (en) A kind of current control method of brshless DC motor
Amudhavalli et al. Improved Z source inverter for speed control of an induction motor
RU2362264C1 (en) Method of controlling alternating current drive
RU2539347C1 (en) Control method of independent asynchronous motor
RU112554U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE
Wang et al. Simulation of three-phase voltage source PWM rectifier based on direct current control
RU2477562C1 (en) Device for control of double-fed motors
Mahendran et al. Fuzzy based power factor correction for BLDC motor using hybrid inverter
RU225004U1 (en) DEVICE FOR CONTROLLING AC ELECTRIC DRIVE
RU132282U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR
RU2456742C1 (en) Device for control of ac electric drive
CN204407972U (en) A kind of novel online uninterrupted variable frequency power supply
US10122253B2 (en) Power conversion apparatus and initial charging method of the same
Hintze et al. Induction motor drive with intelligent controller and parameter adaption
RU180843U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR
RU210092U1 (en) AC DRIVE CONTROL DEVICE
RU2724982C1 (en) Control method of ac electric drive
RU2457612C1 (en) Device for regulation and stabilisation of standalone multifunctional asynchronous generator voltage

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170131