RU2326775C2 - Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect - Google Patents
Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326775C2 RU2326775C2 RU2006112512/11A RU2006112512A RU2326775C2 RU 2326775 C2 RU2326775 C2 RU 2326775C2 RU 2006112512/11 A RU2006112512/11 A RU 2006112512/11A RU 2006112512 A RU2006112512 A RU 2006112512A RU 2326775 C2 RU2326775 C2 RU 2326775C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- motor
- input
- generator
- output
- unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области управления параметрами и механическими характеристиками электродвигателей переменного тока и может быть использовано в электрическом транспорте и промышленности.The invention relates to the field of controlling parameters and mechanical characteristics of AC electric motors and can be used in electric transport and industry.
Известны способ управления параметрами 3-фазного электродвигателя переменного тока частотно-регулируемого электропривода и устройство для осуществления способа, описанные в книге Клевцова А.В. Средства оптимизации потребления электроэнергии. - Москва, издательство Солон-Пресс, 2004, с.46-66, рис.3.14 (прототип).A known method of controlling the parameters of a 3-phase AC motor of a variable frequency drive and a device for implementing the method described in the book by A. Klevtsov Means of optimizing electricity consumption. - Moscow, Solon-Press publishing house, 2004, p. 46-66, fig. 3.14 (prototype).
Способ заключается в том, что с блока коммутатора переменное напряжение подают одновременно на два выпрямителя переменного тока в постоянный, один из которых силовой, другой - слаботочный. В силовом - выпрямляют и постоянный ток подают в блок фильтров для снижения пульсаций постоянного тока, а с выхода блока фильтров постоянный ток поступает как на коллекторы силовых транзисторов автономного инвертора напряжения (АИН), так и систему контроля и измерения напряжения источника питания постоянного тока. В слаботочном - выпрямляют, фильтруют для снижения пульсаций постоянного тока и постоянный ток подают для питания схем блока управления.The method consists in the fact that from the switch unit an alternating voltage is supplied simultaneously to two alternating current rectifiers into direct current, one of which is power, the other is low-current. In power - they rectify and direct current is supplied to the filter unit to reduce ripple of the direct current, and from the output of the filter unit, direct current is supplied to the collectors of power transistors of an autonomous voltage inverter (AIN), as well as to a system for monitoring and measuring the voltage of a DC power source. In low-current, they are rectified, filtered to reduce ripple of the direct current and direct current is supplied to power the circuits of the control unit.
В блоке управления на вход сигнального процессора подают сигнал управления процессором, процессор формирует управляющие трехфазные сигналы с заданными параметрами: формой, частотой токов и напряжением источников питания электродвигателя, потокосцеплениями ротора и статора, скоростью вращения ротора электродвигателя, его моментом, для автономного инвертора напряжения по закону широтно-импульсной модуляции, с выхода процессора сигналы поступают на входы силовых транзисторов АИН. Управляющие трехфазные сигналы в процессе формирования могут быть как синусоидальной, так и трапецеидальной формы, которые обеспечивают кратковременный повышенный момент во время пуска из-за форсированного, насыщенного током режима работы силовых транзисторов АИН. С выхода АИН трехфазное напряжение поступает на статорные обмотки электродвигателя переменного тока. Выходные сигналы АИН, векторы фазных напряжений и их частоты измеряют, измеряют скорость вращения ротора электродвигателя, измеренные величины подают на вход сигнального процессора, где вычисляют момент. В процессоре измеренные, вычисленные параметры сравниваются с заданными и формируется сигнал корректировки управляющих трехфазных сигналов, которые поступают на вход АИН.In the control unit, the processor control signal is supplied to the input of the signal processor, the processor generates three-phase control signals with the specified parameters: the shape, frequency of currents and voltage of the electric motor power supplies, rotor and stator flux linkages, rotor speed of the electric motor, its moment, for an autonomous voltage inverter according to the law pulse-width modulation, from the output of the processor, the signals are fed to the inputs of the power transistors AIN. The three-phase control signals during the formation process can be either sinusoidal or trapezoidal, which provide a short-term increased torque during start-up due to the forced, current-saturated operating mode of the power transistors AIN. From the AIN output, a three-phase voltage is supplied to the stator windings of an alternating current electric motor. The output signals of the AIN, the vectors of the phase voltages and their frequencies are measured, the rotational speed of the rotor of the electric motor is measured, the measured values are fed to the input of the signal processor, where the moment is calculated. In the processor, the measured, calculated parameters are compared with the set and a correction signal is generated for the control three-phase signals that are fed to the AIN input.
Устройство, осуществляющее этот способ, включает силовой коммутационный блок, содержащий два выпрямителя переменного тока в постоянный с сетевыми фильтрами для снижения пульсаций постоянного тока. Первый силовой выпрямитель соединен с m-фазным мостовым транзисторным автономным инвертором напряжения и питает постоянным током силовые транзисторы АИН, второй слаботочный выпрямитель соединен с блоком автоматического управления режимами работы силового электродвигателя и питает постоянным током блок управления. Блок управления, предназначенный для формирования управляющих трехфазных сигналов, вычисления и измерения рабочих параметров силового электродвигателя и выработки корректирующих параметров, соединен с m-фазным мостовым транзисторным автономным инвертором напряжения и измерителем скорости вращения ротора силового электродвигателя, что обеспечивает передачу данных на m-фазный мостовой транзисторный автономный инвертор напряжения, прием рабочих параметров электродвигателя, формирование сигналов коррекции и передачу их в блок инвертора, к которому непосредственно подключен силовой электродвигатель, статорные обмотки которого соединены с выходами трехфазных источников питания, к которым подсоединены также измерители векторов тока и напряжения фаз, контроля форм и частоты выходных сигналов m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения.The device implementing this method includes a power switching unit containing two AC rectifiers in direct current with line filters to reduce ripple DC. The first power rectifier is connected to the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter and feeds the AIN power transistors with DC, the second low-current rectifier is connected to the automatic control unit of the electric motor operating modes and supplies the control unit with direct current. The control unit, designed to generate control three-phase signals, calculate and measure the operating parameters of the power motor and generate corrective parameters, is connected to an m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter and a rotational speed meter of the power motor rotor, which ensures data transfer to the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter, receiving the operating parameters of the electric motor, generating correction signals and transmitting them to the inverter unit ora, which is directly connected to power the motor, the stator windings are connected to the outputs of the three-phase power sources which are also connected to measuring devices and current vector phase voltage control forms and frequencies of output signals of m-phase bridge inverter voltage auxiliary transistor.
Недостатками способа и устройства являются значительные энергетические потери в частотно-регулируемом электроприводе, связанные с формированием трехфазного источника питания по широтно-импульсной модуляции, возникновение очень коротких импульсов в выходном сигнале m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения при переключении транзисторов АИН с частотами до 20-25 кГц, что отрицательно влияет на состояние межвитковой изоляции электродвигателей, а также приводит к повышенным потерям энергии в самих транзисторах. Кроме того, практически невозможно подключить к частотно-регулируемому электроприводу электродвигатели с количеством фаз более 3, имеющие повышенный момент.The disadvantages of the method and device are significant energy losses in the frequency-controlled electric drive associated with the formation of a three-phase power source for pulse-width modulation, the occurrence of very short pulses in the output signal of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter when switching transistors with frequencies up to 20- 25 kHz, which negatively affects the state of inter-turn isolation of electric motors, and also leads to increased energy losses in the transistors themselves . In addition, it is practically impossible to connect electric motors with more than 3 phases with an increased torque to a frequency-controlled electric drive.
Задачей изобретения является повышение момента на валу силового электродвигателя переменного тока при упрощении системы управления электродвигателем и повышении качества формируемого сигнала.The objective of the invention is to increase the moment on the shaft of the AC electric motor while simplifying the motor control system and improving the quality of the generated signal.
Для получения такого технического результата в предлагаемом способе управления моментом электродвигателей переменного тока формированием в электроприводе частотно регулируемого сигнала, включающем задание требуемых параметров, измерение истинных величин параметров, сравнение заданных величин с измеренными, вычитание из заданных измеренные значения и регулирование соответствующего параметра по разности величин, составляют программу режимов всего цикла работы силового электродвигателя, вводят в блок сравнения задаваемые и непрерывно измеряемые величины скорости вращения ротора генератора, тока возбуждения генератора, момента силового электродвигателя, по разности величин устанавливают режим работы силового электродвигателя с помощью блока автоматического управления режимами работы силового двигателя, разность параметров, преобразованную в цифровой код в блоке формирующем сигналы режимов работы силового электродвигателя, подают через блок регулятора тока возбуждения генератора на обмотку возбуждения генератора и через блок регулятора уровня напряжения приводного электродвигателя на вход приводного электродвигателя, с помощью генератора с независимым управлением частоты и амплитуды выходных сигналов генерируют многофазный синусоидальный сигнал, осуществляют контроль и управление синусоидальностью, частотой и амплитудой сигнала, который через коммутатор фаз подают на вход m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения, усиленный силовыми транзисторами АИН многофазный синусоидальный сигнал с выходов силовых транзисторов подают на обмотки статора силового электродвигателя.To obtain such a technical result in the proposed method for controlling the torque of AC motors by generating a frequency-controlled signal in the drive, including setting the required parameters, measuring the true values of the parameters, comparing the set values with the measured ones, subtracting the measured values from the set values and adjusting the corresponding parameter according to the difference in values, a program of modes of the entire cycle of the power motor, enter the set and continuous The measurably measured values of the rotor speed of the generator, the excitation current of the generator, the moment of the power motor, by the difference in values establish the operation mode of the power motor using the automatic control unit of the power engine, the parameter difference converted into a digital code in the block generating the signals of the power motor operation modes, fed through the generator excitation current regulator block to the generator field winding and through the voltage level regulator block the drive motor to the input of the drive motor, using a generator with independent control of the frequency and amplitude of the output signals, generate a multiphase sinusoidal signal, monitor and control the sinusoidality, frequency and amplitude of the signal, which is fed through the phase switch to the input of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter, a multiphase sinusoidal signal amplified by power transistors AIN from the outputs of the power transistors is fed to the stator windings of the power electric ktrodvigatelya.
Для достижения названного технического результата предлагается устройство, которое, как и прототип, содержит последовательно соединенные силовой коммутационный блок, включающий силовой выпрямитель, сетевой фильтр и блок защитных цепей и датчиков напряжения и тока; m-фазный мостовой транзисторный автономный инвертор напряжения; силовой асинхронный электродвигатель, при этом выход блока защитных цепей и датчиков напряжения и тока соединен с последовательно соединенными датчиками измеряемых и контролируемых параметров, блоком измерения рабочих параметров, блоком сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака, к которому подключен блок задаваемых параметров, блоком автоматического управления режимами работы силового электродвигателя. В отличие от известного в предлагаемом устройстве дополнительно введены блок ручного управления режимами работы силового электродвигателя, регулятор уровня напряжения, регулятор тока возбуждения генератора, генератор многофазного синусоидального сигнала с приводным электродвигателем, коммутатор фаз, блок переключения количества рабочих фаз генератора, блок формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя, при этом блок ручного управления соединен с блоком задаваемых параметров и с блоком автоматического управления режимами работы силового электродвигателя, выход которого подключен к первому входу блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя, второй вход которого подключен ко второму выходу блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя, при этом первый выход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя соединен со входом блока регулятора тока возбуждения генератора, выход которого соединен со входом генератора, вал ротора генератора жестко связан с валом ротора приводного электродвигателя, вход которого соединен с выходом блока регулятора уровня напряжения приводного электродвигателя, вход которого подключен ко второму выходу блока формирования всех режимов работы силового электродвигателя, при этом выход генератора соединен с первым входом коммутатора фаз, второй вход которого соединен с выходом блока переключения количества рабочих фаз генератора, который входом соединен с третьим выходом блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя, при этом выход блока коммутатора фаз соединен со вторым входом m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения, выход которого подключен к m-фазной статорной обмотке силового электродвигателя, с выхода которого снимаются данные о скорости при помощи датчика, который соединен со вторым входом блока датчиков измеряемых и контролируемых параметров.To achieve the named technical result, a device is proposed which, like the prototype, contains a power switching unit connected in series, including a power rectifier, a power filter and a block of protective circuits and voltage and current sensors; m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter; a power asynchronous electric motor, while the output of the block of protective circuits and voltage and current sensors is connected to series-connected sensors of measured and monitored parameters, a unit for measuring operating parameters, a unit for comparing the set parameters with the measured ones and estimating the difference taking into account the sign to which the set of set parameters is connected, block automatic control of the operating modes of the power motor. In contrast to the known device, the manual control unit for operating the power motor, the voltage level regulator, the generator excitation current regulator, the multiphase sinusoidal signal generator with the drive motor, the phase switch, the unit for switching the number of working phases of the generator, the signal generation unit for all operating modes are additionally introduced power motor, while the manual control unit is connected to the set of parameters and to the automatic control unit operating modes of the power motor, the output of which is connected to the first input of the signal generation block of all power motor operation modes, the second input of which is connected to the second output of the manual control block of the power motor operation modes, while the first output of the signal formation block of all power motor operation modes is connected to the input of the generator excitation current regulator block, the output of which is connected to the generator input, the generator rotor shaft is rigidly connected to the mouth shaft ora of the drive motor, the input of which is connected to the output of the voltage level regulator block of the drive motor, the input of which is connected to the second output of the formation block of all operating modes of the power motor, while the output of the generator is connected to the first input of the phase switch, the second input of which is connected to the output of the quantity switching unit the working phases of the generator, which is connected by an input to the third output of the manual control unit of the operating modes of the power motor, while the output of the comm the phase tator is connected to the second input of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter, the output of which is connected to the m-phase stator winding of the power motor, the output of which is measured by the speed sensor, which is connected to the second input of the sensor block of the measured and controlled parameters.
На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ.The drawing shows a diagram of a device that implements the method.
Устройство содержит блок ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1; блок измерения рабочих параметров 2; блок сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3; блок автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4; блок формирования сигналов всех режимов работы 5 силового электродвигателя; блок переключения количества рабочих фаз генератора 6 на выходах коммутатора фаз 7 и m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения 8; регулятора тока возбуждения генератора 9; регулятора уровня напряжения 10; генератора многофазного синусоидального сигнала 12 с приводным электродвигателем 11; блока задаваемых параметров 13; силового электродвигателя 14; силовой коммутационный блок 15, включающий два выпрямителя, сетевой фильтр, блок защитных цепей и датчиков напряжения и тока, при этом силовой выпрямитель подключен к m-фазному мостовому транзисторному автономному инвертору напряжения 8, а слаботочный подключен к остальным блокам; блок датчиков измеряемых и контролируемых параметров 16. При этом датчики измеряемых и контролируемых параметров 16 подключены к входам блока измерения рабочих параметров 2, выход которого подключен к первому входу блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми 3, в котором осуществляется сравнение задаваемых величин с измеряемыми, ко второму входу блока 3 поступают задаваемые величины момента, тока возбуждения и скорости вращения вала генератора с выхода блока задаваемых параметров 13, выход блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3 соединен с входом блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4, на который поступает разность сравниваемых параметров, второй вход которого соединен с первым выходом блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, сигнал с которого является разрешающим работу блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4, выход блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 подключен к первому входу блока формирования сигналов всех режимов работы силового двигателя 5, который коммутирует данные величин о токе возбуждения и скорости вращения генератора по своим каналам; второй вход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5 соединен со вторым выходом блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, с которого поступает сигнал с амплитудой, разрешающей работу блока формирования сигналов всех режимов работы силового двигателя 5, первый выход которого соединен с входом регулятора тока возбуждения генератора 9, в котором регулируют величину тока возбуждения генератора, а выход регулятора тока возбуждения генератора 9 соединен с входом обмотки возбуждения генератора 12, вал ротора генератора жестко связан с валом ротора приводного двигателя 11, вход которого соединен с выходом регулятора уровня напряжения приводного электродвигателя 10, сформированное напряжение в котором обеспечивает регулирование скорости приводного двигателя, а вход регулятора уровня напряжения 9 подключен ко второму выходу блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5, выход генератора 12 соединен с первым входом коммутатора фаз 7, второй вход которого подключен к выходу блока переключения количества рабочих фаз генератора 6, вход которого подключен к блоку ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, а выход коммутатора фаз 7 подключен к m-фазному мостовому транзисторному автономному инвертору напряжения 8, выход m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения 8 соединен с силовым электродвигателем 14, чем обеспечивается подача частотно-управляемых синусоидальных сигналов на m-фазные обмотки силового электродвигателя.The device comprises a manual control unit for the operating modes of the power motor 1; unit for measuring operating parameters 2; a unit for comparing the set parameters with the measured ones and estimating the difference taking into account sign 3; unit for automatic control of operating modes of the power motor 4; a block for generating signals of all operating modes of the 5 power electric motor; a unit for switching the number of working phases of the generator 6 at the outputs of the phase switch 7 and the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8; the excitation current regulator of the generator 9; voltage level regulator 10; a multiphase sinusoidal signal generator 12 with a drive motor 11; block of set parameters 13; power electric motor 14; a power switching unit 15, including two rectifiers, a surge protector, a block of protective circuits and voltage and current sensors, while the power rectifier is connected to an m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8, and a low-current one is connected to the remaining blocks; the sensor unit of the measured and controlled parameters 16. In this case, the sensors of the measured and controlled parameters 16 are connected to the inputs of the measuring unit of the operating parameters 2, the output of which is connected to the first input of the unit for comparing the set parameters with the measured 3, in which the set values are compared with the measured ones, to the second the input of block 3 receives the set values of the moment, the excitation current and the rotation speed of the generator shaft from the output of the block of set parameters 13, the output of the block for comparing the set parameters with measured and the difference estimates, taking into account the sign 3, are connected to the input of the automatic control unit of the power motor 4, which receives the difference of the compared parameters, the second input of which is connected to the first output of the manual control of the power motor 1, the signal from which allows the unit to work automatic control of the operating modes of the power motor 4, the output of the automatic control unit of the operating modes of the power motor 4 is connected to th entry signal generating unit all operating modes of the power of the engine 5 that switches the data values of the excitation current and the rotation speed of the generator through its channels; the second input of the signal conditioning unit of all operating modes of the power motor 5 is connected to the second output of the manual control unit of the operating modes of the power motor 1, from which an signal with an amplitude that permits the operation of the signal generating unit of all operating modes of the power motor 5, the first output of which is connected to the input of the controller the excitation current of the generator 9, in which the magnitude of the excitation current of the generator is controlled, and the output of the excitation current regulator of the generator 9 is connected to the input of the excitation winding generator 12, the rotor shaft of the generator is rigidly connected with the rotor shaft of the drive motor 11, the input of which is connected to the output of the voltage level regulator of the drive motor 10, the generated voltage in which provides speed control of the drive motor, and the input of the voltage level regulator 9 is connected to the second output of the forming unit signals of all operating modes of the power motor 5, the output of the generator 12 is connected to the first input of the phase switch 7, the second input of which is connected to the output of the block switch the number of working phases of the generator 6, the input of which is connected to the manual control unit of the operating modes of the power motor 1, and the output of the phase switch 7 is connected to the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8, the output of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8 is connected to the power electric motor 14, which ensures the supply of frequency-controlled sinusoidal signals to the m-phase windings of the power motor.
При ручном управлении силовым электродвигателем сигналы с первого и второго выходов блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 снимают, а управляющие сигналы с третьего выхода блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 поступают на третий вход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5, а четвертый выход блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 соединен со входом блока переключения количества рабочих фаз генератора 6.When manually controlling the power motor, the signals from the first and second outputs of the manual control unit of the operating modes of the power motor 1 are removed, and the control signals from the third output of the manual control unit of the operating modes of the power motor 1 are fed to the third input of the signal generation unit of all operating modes of the power motor 5, and the fourth output of the manual control unit operating modes of the power motor 1 is connected to the input of the switching unit of the number of working phases of the generator 6.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В блок задаваемых параметров 13 вводят программу режимов всего цикла работы электродвигателя и рассчитывают числовые данные программно-управляемых параметров: момента (Мзад), силы тока возбуждения генератора (Iв. зад), частоту вращения вала ротора генератора (nген.зад), которые поступают на первый вход блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3, на второй вход которого поступают измеренные данные М, n, Iв с выхода блока измерения рабочих параметров 2, на вход которого подают данные параметры соответствующих датчиков. С выхода блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3 разности величин со знаками плюс или минус поступают на первый вход блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4, устанавливающего номер режима работы электродвигателя, на второй вход которого подается сигнал с блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, разрешающий прохождение разностных сигналов на первый вход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5, преобразующий разностные величины в цифровой код. На второй вход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5 поступает управляющий сигнал с блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, разрешающий прохождение сигналов с блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 в блок формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5. С первого выхода блока 5 разностная величина (числовое значение) тока возбуждения поступает на вход регулятора тока возбуждения генератора 9, где формируется и измеряется величина тока возбуждения, которую подают на обмотку возбуждения генератора многофазного синусоидального сигнала с приводным электродвигателем 11. Со второго выхода блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5 разностное дискретное значение скорости вращения ротора приводного двигателя поступает на вход регулятора уровня напряжения приводного двигателя 10, где по разностным величинам формируют аналоговое напряжение, которое подают на вход приводного двигателя 11, ротор которого жестко связан с ротором генератора 12, поэтому nпр равна nген. В генераторе формируется многофазный синусоидальный сигнал, амплитуда которого пропорциональна току возбуждения, а частота сигнала (fген) будетIn the block of set parameters 13 enter the program of the modes of the entire cycle of the electric motor and calculate the numerical data of program-controlled parameters: torque (M ass ), the excitation current of the generator (I century ass ), the rotational speed of the rotor shaft of the generator (n gen . are fed to a first input of the comparator of set parameters to measure and estimate the difference, taking into account the sign 3, the second input of which receives the measured data M, n, I in the output data parameters soot measurement unit 2 operating parameters, to whose input is fed etstvuyuschih sensors. From the output of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference, taking into account the sign 3, the differences of the quantities with plus or minus signs go to the first input of the automatic control unit of the power motor 4, which sets the number of the motor operation mode, to the second input of which the signal from the manual block control modes of the power motor 1, allowing the passage of differential signals to the first input of the signal generation unit of all modes of operation of the power electric motor 5, converting the difference values into a digital code. At the second input of the signal generation unit of all operating modes of the power motor 5, a control signal is received from the manual control unit of the operating modes of the power motor 1, allowing signals to pass from the automatic control unit of the operating modes of the power motor 4 to the signal generation unit of all operation modes of the power motor 5. From the first the output of block 5, the difference value (numerical value) of the excitation current is fed to the input of the excitation current regulator of the generator 9, where and the magnitude of the excitation current is measured, which is supplied to the excitation winding of the multiphase sinusoidal signal generator with the drive motor 11. From the second output of the signal generation unit of all modes of operation of the power motor 5, the differential discrete value of the rotor speed of the drive motor is supplied to the input of the voltage level regulator of the drive motor 10, where the difference values form the analog voltage, which is fed to the input of the drive motor 11, the rotor of which is rigidly connected busy with the rotor of the generator 12, so n CR equal to n gene . A multiphase sinusoidal signal is formed in the generator, the amplitude of which is proportional to the excitation current, and the signal frequency (f gene ) will be
(fген)=nген pген, (f gene ) = n gene p gene,
где рген - число пар полюсов генератора.where p gene is the number of pairs of generator poles.
Этот многофазный сигнал через коммутатор фаз 7 поступает на вход m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения 8. Выходные величины токов фаз и напряжений АИН, подаваемые на фазовые обмотки статора силового электродвигателя 14, определяют параметры механической характеристики электродвигателя. В процессе работы величины момента, тока возбуждения генератора, скорости вращения вала генератора измеряют датчиками и они поступают в блок измерения рабочих параметров 2, в котором каждый из параметров отсчитывают в течение времени Δt и усредняют, а усредненные величины подают в блок сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3. При наличии разности сравниваемых величин корректируют или скорость вращения, или ток возбуждения, или оба этих программно-управляемых параметра одновременно.This multiphase signal through the phase switch 7 is fed to the input of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8. The output values of the phase currents and AIN voltages supplied to the phase windings of the stator of the power motor 14 determine the parameters of the mechanical characteristics of the electric motor. During operation, the magnitude of the moment, the excitation current of the generator, the rotational speed of the generator shaft is measured by sensors and they enter the measuring unit for operating parameters 2, in which each of the parameters is counted over time Δt and averaged, and the average values are fed to the unit for comparing the set parameters with the measured and estimates of the difference, taking into account the sign 3. If there is a difference between the compared values, either the rotation speed or the excitation current are corrected, or both of these program-controlled parameters at the same time.
В процессе работы, в экстренных случаях, возможно ручное управление режимами работы электродвигателей (особенно на железнодорожном транспорте). В этом случае с блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 на второй вход блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 подают сигнал запрета прохождения сигналов с блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3, а на 3-й вход блока формирования сигналов всех режимов работы 5 силового электродвигателя подают сигнал режима работы с 3-го выхода блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, величины подаваемых сигналов измеряют.In the process of work, in urgent cases, manual control of the operation modes of electric motors is possible (especially in railway transport). In this case, from the manual control unit for operating the electric motor 1, the second input of the automatic control unit for the electric motor 4 is supplied with a signal prohibiting the passage of signals from the unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference taking into account sign 3, and to the 3rd input of the unit generating signals of all operating modes 5 of the power electric motor signal the operating mode from the 3rd output of the manual control unit of the operating modes of the electric motor 1, the magnitude of the supplied signals and measure.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.
Подается переменное напряжение с выхода выключателя, одновременно на входы двух выпрямителей переменного тока в постоянный. Первый выход выключателя подключается к входу силового выпрямителя силового коммутационного блока 15, где кроме выпрямления переменного тока производится фильтрация выпрямленного тока для снижения пульсаций и защита от перенапряжений. Первый выход силового выпрямителя подключается к входу m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения 8 для питания силовых транзисторов АИН, а второй выход соединяется с первым входом блока датчиков измеряемых и контролируемых параметров 16, на второй вход которого, соединенный с датчиком скорости силового электродвигателя 14, подаются данные о скорости. На второй вход m-фазного мостового транзисторного автономного инвертора напряжения 8, соединенного с выходом коммутатора фаз 7, подаются управляющие синусоидальные m-фазные сигналы, а выход m-фазного мостового транзисторного АИН подключен к m-фазным статорным обмоткам силового электродвигателя 14, с выхода которого снимаются данные о его скорости при помощи датчика (ТГ).An alternating voltage is supplied from the output of the switch, simultaneously to the inputs of two AC rectifiers into direct current. The first output of the circuit breaker is connected to the input of the power rectifier of the power switching unit 15, where, in addition to rectifying the alternating current, the rectified current is filtered to reduce ripple and surge protection. The first output of the power rectifier is connected to the input of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8 to power the power transistors AIN, and the second output is connected to the first input of the sensor unit of the measured and controlled parameters 16, the second input of which is connected to the speed sensor of the power motor 14, speed data is provided. To the second input of the m-phase bridge transistor autonomous voltage inverter 8 connected to the output of the phase switch 7, control sinusoidal m-phase signals are supplied, and the output of the m-phase bridge transistor AIN is connected to the m-phase stator windings of the power motor 14, from the output of which data on its speed is taken using a sensor (TG).
Второй выход выключателя переменного тока подключается к слаботочному выпрямителю источника питания остальных блоков, где переменный ток выпрямителя фильтруется.The second output of the AC switch is connected to the low-current rectifier of the power supply of the remaining units, where the alternating current of the rectifier is filtered.
Устройство работает по программе, заложенной в блоке задаваемых параметров 13, режимы работы устройства в виде заданных параметров одновременно поступают на входы двух блоков: блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 и блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3, которые подключены соответственно к первому и второму выходам блока задаваемых параметров 13. На первый вход блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3 с блока задаваемых параметров 13 поступают заданные параметры, а на второй вход, подключенный к выходу блока измерения рабочих параметров 2, - измеренные данные. На вход блока измерения рабочих параметров 2 данные об измеряемых параметрах поступают с блока датчиков измеряемых и контролируемых параметров 16, выход которого подключен к входу блока 2.The device operates according to the program laid down in the set of parameters 13, the device’s operating modes in the form of set parameters are simultaneously sent to the inputs of two blocks: a block for manual control of the operating modes of the power motor 1 and a unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference taking into account the sign 3, which connected respectively to the first and second outputs of the set of parameters 13. At the first input of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and the difference estimates taking into account sign 3 from the set block aemyh parameters 13 receives predetermined parameters, and a second input connected to the output of the measurement unit 2 operating parameters, - the measured data. At the input of the unit for measuring operating parameters 2, data on the measured parameters are received from the sensor unit of the measured and monitored parameters 16, the output of which is connected to the input of unit 2.
В блоке сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3 проходит сравнение заданных параметров, данные о которых с выхода блока 3 поступают на первый вход блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4, второй вход которого связан с первым выходом блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1, сигнал с которого блокирует работу блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 при переходе на ручное управление. Выход блока 4 подключен к первому входу блока формирования сигналов всех режимов работы 5 силового электродвигателя, где происходит разделение управляющих сигналов режимов работы электродвигателя и преобразования их из цифрового вида в аналоговый. Первый выход блока 5 соединен с входом регулятора тока возбуждения генератора 9, выход которого подключен к входу генератора многофазного синусоидального сигнала 12, а второй выход блока 5 соединен с входом регулятора уровня напряжения 10, выход которого подключен к входу приводного электродвигателя 11, ротор которого жестко связан с ротором генератора 12.In the unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference taking into account the sign 3, the set parameters are compared, the data of which from the output of block 3 is fed to the first input of the automatic control unit of the electric motor 4, the second input of which is connected with the first output of the manual mode control operation of the power motor 1, the signal from which blocks the operation of the automatic control unit of the operation modes of the power motor 4 when switching to manual control. The output of unit 4 is connected to the first input of the signal generation unit of all operating modes 5 of the power motor, where the control signals of the motor operation modes are separated and converted from digital to analog. The first output of block 5 is connected to the input of the excitation current regulator of the generator 9, the output of which is connected to the input of the multiphase sinusoidal signal generator 12, and the second output of block 5 is connected to the input of the voltage level regulator 10, the output of which is connected to the input of the drive motor 11, whose rotor is rigidly connected with generator rotor 12.
При ручном управлении блок ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 сигналом с первого выхода, подключенного ко второму входу блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4, блокирует работу блока 4. Второй вход блока 1 подключается ко второму входу блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5, а программно-управляющие сигналы с блока задаваемых параметров 13 через второй выход блока 13 и вход блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 поступают через второй выход непосредственно в блок формирования сигналов всех режимов работы 5 силового электродвигателя. Далее управление электродвигателем осуществляется через регулятор тока возбуждения генератора 9, регулятор уровня напряжения 10, генератор многофазного синусоидального сигнала 12 с приводным двигателем 11, коммутатор фаз 7.With manual control, the manual control unit for operating the power motor 1 with a signal from the first output connected to the second input of the automatic control unit for power electric motor 4 blocks the operation of block 4. The second input of block 1 is connected to the second input of the signal generating unit for all operation modes of the power motor 5, and program-control signals from the set of parameters 13 through the second output of the block 13 and the input of the manual control unit operating modes of the electric motor 1 of Tell fed via the second output directly to the signal generating unit all operating modes of the power of the motor 5. Next, the electric motor is controlled through the excitation current regulator of the generator 9, the voltage level regulator 10, the multiphase sinusoidal signal generator 12 with the drive motor 11, the phase switch 7.
Третий выход блока 1 соединен с входом блока переключения количества рабочих фаз генератора 6, выход которого соединен со вторым входом коммутатора фаз 7, при помощи которых при ручном управлении перестраивается количество выходных фаз в коммутаторе фаз 7.The third output of block 1 is connected to the input of the block switching the number of working phases of the generator 6, the output of which is connected to the second input of the phase switch 7, with which the manual control adjusts the number of output phases in the phase switch 7.
Пример работы тягового двигателяTraction motor operation example
Тяговый электродвигатель 14 после включения источника питания управляется или автоматически через блок автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4, или вручную через блок ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1. Программа задаваемых параметров разных режимов работы силового электродвигателя 14 записывается в блоке задаваемых параметров 13 и с началом работы с t=0 задаваемые параметры с блока 13 через выход 1 поступают на первый вход блока сравнения задаваемых параметров с измеряемыми и оценки разности с учетом знака 3, а с выхода 2 - на вход блока ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1.After turning on the power source, the traction motor 14 is controlled either automatically through the automatic control unit of the power motor 4, or manually through the manual control unit of the power motor 1. The program of the set parameters of the different modes of the power motor 14 is recorded in the set of parameters 13 and with the beginning work with t = 0, the set parameters from block 13 through output 1 go to the first input of the block for comparing the set parameters with the measured and difference difference taking into account sign 3, and from output 2 to the input of the manual control unit of the operating modes of the power motor 1.
Момент времени t=0 определяет режим трогания электроподвижного состава, поэтому как его скорость, так и другие параметры равны нулю, в связи с чем на вход блока датчиков измеряемых и контролируемых параметров 16 поступает только значение напряжения с силового выпрямителя силового коммутационного блока 15, выход которого подключен к входу блока измерения рабочих параметров 2. Выход блока измерения рабочих параметров 2 подключен ко второму входу блока сравнения задаваемых параметров с измеренными и оценки разности с учетом знака 3, и так как при t=0 с выхода блока 2 на второй вход блока сравнения задаваемых параметров с измеренными и оценки разности с учетом знака 3 поступают нулевые значения измеряемых параметров, то с выхода блока сравнения задаваемых параметров с измеренными и оценки разности с учетом знака 3 на вход блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 поступают величины задаваемых параметров максимального значения тока возбуждения генератора 12 и минимального значения напряжения вращения приводного электродвигателя 11, соответствующих режиму пуска силового электродвигателя. Эти данные о токе возбуждения генератора и напряжения приводного двигателя с выхода блока автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 поступают на второй вход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5, с выхода 2 которого поступают на вход регулятора тока возбуждения генератора 9, выход которого подключен к входу 1 обмотки возбуждения генератора многофазного синусоидального сигнала 12, формирующего многофазные синусоидальные сигналы с амплитудой, соответствующей уровню тока возбуждения.The time t = 0 determines the starting mode of the electric rolling stock, therefore both its speed and other parameters are equal to zero, and therefore only the voltage value from the power rectifier of the power switching unit 15, the output of which is supplied to the input of the sensor unit of the measured and monitored parameters connected to the input of the unit for measuring the operating parameters 2. The output of the unit for measuring the operating parameters 2 is connected to the second input of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and estimating the difference taking into account sign 3, and since if t = 0, from the output of block 2, the zero values of the measured parameters are received to the second input of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and estimating the difference, taking into account sign 3, then from the output of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference taking into account the sign 3, the input of the automatic unit control modes of the power motor 4 receives the values of the set parameters of the maximum value of the excitation current of the generator 12 and the minimum value of the rotation voltage of the drive motor 11, corresponding starting mode of the power motor. These data on the excitation current of the generator and the voltage of the drive motor from the output of the automatic control unit of the power motor 4 are supplied to the second input of the signal generation unit of all modes of operation of the power motor 5, from the output 2 of which go to the input of the excitation current regulator of the generator 9, the output of which is connected to the input 1 of the excitation winding of the multiphase sinusoidal signal generator 12, forming multiphase sinusoidal signals with an amplitude corresponding to the current level excitation.
Второй выход блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5 подключен к входу блока регулятора уровня напряжения 10 приводного электродвигателя 11, ротор которого жестко связан с ротором генератора 12, и в момент t=0 обеспечивается минимальная скорость вращения приводного электродвигателя, поэтому частота многофазных выходных сигналов генератора 12 также минимальна.The second output of the signal conditioning unit of all operating modes of the power motor 5 is connected to the input of the voltage level regulator block 10 of the drive motor 11, the rotor of which is rigidly connected to the rotor of the generator 12, and at the moment t = 0 the minimum rotation speed of the drive motor is provided, therefore, the frequency of multiphase output signals generator 12 is also minimal.
Выходное напряжение и частота многофазных синусоидальных сигналов генератора 12 через коммутатор фаз 7 поступают на управляющие электроды m-фазного мостового транзисторного АИН 8. На выходе m-фазного мостового транзисторного АИН формируются мощные сигналы, соответствующие максимальному моменту силового электродвигателя. С выхода m-фазного мостового транзисторного АИН сформированные сигналы подаются на статорные обмотки силового электродвигателя 14. С поступлением этих сигналов силовой электродвигатель начинает набирать скорость.The output voltage and frequency of the multiphase sinusoidal signals of the generator 12 through the phase switch 7 are supplied to the control electrodes of the m-phase bridge transistor AIN 8. At the output of the m-phase bridge transistor AIN, powerful signals are generated corresponding to the maximum moment of the power motor. From the output of the m-phase bridge transistor AIN, the generated signals are fed to the stator windings of the power motor 14. With the arrival of these signals, the power motor starts to pick up speed.
С началом работы силового электродвигателя 14 в режиме пуска с датчиков блока измеряемых и контролируемых параметров 16 начинают поступать на вход блока измерения рабочих параметров 2 измеряемые параметры, а с выхода блока 2 на второй вход блока сравнения задаваемых параметров с измеренными и оценки разности с учетом знака 3 поступают измеренные и вычисленные данные разных параметров, которые сравниваются как в блоке 3 с заданными параметрами, так и в блоке ручного управления режимами работы силового электродвигателя 1 по приборам. При разности сравниваемых параметров, близких к нулю, силовой электродвигатель переводится на следующий режим работы после пуска, например разгон силового электродвигателя до номинальной скорости.With the beginning of the operation of the power motor 14 in start-up mode, the measured parameters begin to flow from the sensors of the measured and monitored parameters unit 16 to the input of the working parameter measurement unit 2, and from the output of block 2 to the second input of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference taking into account sign 3 measured and calculated data of different parameters are received, which are compared both in block 3 with the given parameters, and in the block for manual control of the operating modes of the power motor 1 by devices. When the difference of the compared parameters is close to zero, the power motor is transferred to the next mode of operation after start-up, for example, acceleration of the power motor to the rated speed.
Управление электродвигателем может переводиться на автоматический режим работы, при котором блок автоматического управления режимами работы силового электродвигателя 4 разблокируется. При этом заданные параметры с первого выхода блока задаваемых параметров 13 и поступающие на первый вход блока сравнения 3 отличаются от величины измеренных параметров, поступающих с выхода блока измерения рабочих параметров 2 на второй вход блока сравнения 3.The control of the electric motor can be transferred to the automatic mode of operation, in which the automatic control unit of the operating modes of the power motor 4 is unlocked. In this case, the set parameters from the first output of the block of set parameters 13 and arriving at the first input of the comparison unit 3 differ from the value of the measured parameters coming from the output of the measuring unit of operating parameters 2 to the second input of the comparison unit 3.
С выхода блока сравнения задаваемых параметров с измеренными и оценки разности с учетом знака 3, соединенного с первым входом блока автоматического управления 4, значения разности параметров поступают в блок 4, где отмечается номер режима и коды разностных параметров. С выхода блока сравнения задаваемых параметров с измеренными и оценки разности с учетом знака 4, подключенного ко второму входу блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5, данные поступают в блок 5, где цифровые данные разности о токе возбуждения генератора многофазного синусоидального сигнала 12 и напряжения, определяющего скорость вращения приводного электродвигателя 11, преобразуются в аналоговый вид и с первого и второго выходов блока формирования сигналов всех режимов работы силового электродвигателя 5 поступают на входы регулятора тока возбуждения генератора 9 и регулятора уровня напряжения 10 соответственно. Выход регулятора тока возбуждения генератора 9 подключается к обмотке возбуждения генератора многофазного синусоидального сигнала 12, где по значению разности тока возбуждения корректируется амплитуда выходных управляющих синусоидальных сигналов генератора многофазного синусоидального сигнала, а выход регулятора уровня напряжения 10 подключается к входу приводного электродвигателя 11, где по разности напряжения изменяется скорость вращения приводного электродвигателя 11, следовательно, и частота выходных управляющих синусоидальных сигналов с выхода генератора многофазного синусоидального сигнала 12. Эти изменения управляющих параметров через коммутатор фаз 7 поступают на вход управляющих контактов силовых транзисторов m-фазного мостового транзисторного АИН 8, с выхода которых измененные величины многофазных синусоидальных сигналов подаются на статорные обмотки силового электродвигателя 14, который начинает работать в измененном режиме.From the output of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and evaluating the difference, taking into account the sign 3 connected to the first input of the automatic control unit 4, the values of the difference of the parameters are sent to block 4, where the mode number and difference parameter codes are noted. From the output of the unit for comparing the set parameters with the measured ones and estimating the difference, taking into account the sign 4, connected to the second input of the signal generation unit of all modes of operation of the power motor 5, the data go to block 5, where the digital data is the difference about the excitation current of the generator of the multiphase sinusoidal signal 12 and voltage that determines the speed of rotation of the drive motor 11, are converted into analog form from the first and second outputs of the signal generation unit of all operating modes of the power electric motor ator 5 fed to the generator excitation current controller inputs 9 and 10 respectively, the voltage controller level. The output of the excitation current regulator of the generator 9 is connected to the excitation winding of the multiphase sinusoidal signal generator 12, where the amplitude of the output control sinusoidal signals of the multiphase sinusoidal signal generator is corrected by the value of the excitation current generator, and the output of the voltage level regulator 10 is connected to the input of the drive motor 11, where the voltage difference the rotation speed of the drive motor 11 changes, therefore, the frequency of the output control sinusoidal signals from the output of the multiphase sinusoidal signal generator 12. These changes of the control parameters through the phase switch 7 are fed to the input of the control contacts of the power transistors of the m-phase bridge transistor AIN 8, from the output of which the changed values of the multiphase sinusoidal signals are fed to the stator windings of the power motor 14, which starts work in a modified mode.
В такой последовательности проходит работа силового электродвигателя 14 во всех режимах работы вплоть до режима «останов электродвигателя».In this sequence, the operation of the power motor 14 in all operating modes, up to the “motor shutdown” mode, takes place.
Предлагаемый способ и устройство позволяют формировать качественные многофазные синусоидальные управляющие сигналы с регулируемой частотой и амплитудой традиционным электромашинным маломощным синхронным (асинхронным) генератором, частоту выходных сигналов которого регулируют от нуля до требуемого значения скоростью вращения приводного электродвигателя, ротор которого жестко связан с ротором генератора многофазного синусоидального сигнала, а амплитуду выходного сигнала генератора регулируют от нуля до предельного, обеспечивающего синусоидальность выходных сигналов, регулированием величины тока возбуждения генератора. Многофазный частотно-регулируемый привод (ЧРП) позволяет повысить момент электродвигателя, когда электродвигатель имеет более 3 фазных статорных обмоток, при этом к ЧРП можно подключать электродвигатели с количеством фазных статорных обмоток меньше максимального количества, отсюда способ становится универсальным. Кроме того, снижаются потери энергии в АИН за счет формирования качественных сигналов управления по закону синуса и из-за отсутствия переключающих силовые транзисторы высокочастотных управляющих сигналов, доходящих до десятка кГц, приводящих к дополнительным потерям как в самих транзисторах, так и с появлением на их выходе узких импульсов, требующих подавления фильтрацией. Способ отличает простота и надежность управления моментом, как для электродвигателей промышленного применения, так и на электрическом транспорте в качестве тяговых двигателей, всего двумя независимо управляемыми параметрами.The proposed method and device allows you to generate high-quality multiphase sinusoidal control signals with adjustable frequency and amplitude by a traditional electromachine low-power synchronous (asynchronous) generator, the frequency of the output signals of which are regulated from zero to the required value by the rotation speed of the drive electric motor, the rotor of which is rigidly connected to the rotor of the multiphase sinusoidal signal generator , and the amplitude of the output signal of the generator is adjusted from zero to the limit, providing its sinusoidality of the output signals by adjusting the magnitude of the excitation current of the generator. A multiphase variable frequency drive (VFD) allows you to increase the moment of the electric motor when the electric motor has more than 3 phase stator windings, while electric motors with the number of phase stator windings less than the maximum number can be connected to the VFD, from which the method becomes universal. In addition, energy losses in the AIN are reduced due to the formation of high-quality control signals according to the sine law and due to the absence of high-frequency control signals switching power transistors reaching up to ten kHz, leading to additional losses both in the transistors themselves and with the appearance of transistors on their output narrow pulses requiring filter suppression. The method is distinguished by the simplicity and reliability of torque control, both for industrial electric motors and electric vehicles as traction motors, with only two independently controlled parameters.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006112512/11A RU2326775C2 (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006112512/11A RU2326775C2 (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006112512A RU2006112512A (en) | 2007-11-20 |
| RU2326775C2 true RU2326775C2 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=38958846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006112512/11A RU2326775C2 (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2326775C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458805C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end |
| RU2478255C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Control device of asynchronous electric motors with squirrel-cage rotor |
-
2006
- 2006-04-14 RU RU2006112512/11A patent/RU2326775C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Клевцов А.В. Средства оптимизации потребления электроэнергии. - М.: Солон-Пресс, 2004, с.54-57, рис.3.14. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458805C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end |
| RU2478255C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Control device of asynchronous electric motors with squirrel-cage rotor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006112512A (en) | 2007-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5259303B2 (en) | Inverter device | |
| EP2949036B1 (en) | Methods and systems controlling an electric motor | |
| US8164296B2 (en) | Method and apparatus for determining a field current in brushless electrical machines | |
| US8421395B2 (en) | Synchronous motor and control method of synchronous motor | |
| GB2352533A (en) | Method for regulating a delivery variable of a pump | |
| US8779711B2 (en) | Induction motor driver | |
| US10622931B1 (en) | Negative-slope voltage-frequency for starting a variable frequency independent speed motor and speed control | |
| CN110336502B (en) | Black-start alternating-current excitation device of pumped storage variable-speed unit and control method thereof | |
| RU2326775C2 (en) | Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect | |
| US20060145653A1 (en) | Control technique for limiting the current of an induction machine drive system | |
| RU2639048C2 (en) | Method of frequency conversion | |
| RU192278U1 (en) | Asynchronous motor test bench | |
| JP2002078349A (en) | Inverter device | |
| KR100839073B1 (en) | Apparatus and method for detecting input current of inverter circuit | |
| RU2458805C1 (en) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end | |
| JP4448300B2 (en) | Control device for synchronous machine | |
| US10498273B2 (en) | Externally modulated independent speed variable frequency generator | |
| RU2712741C1 (en) | Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method | |
| RU2724982C1 (en) | Control method of ac electric drive | |
| CN110086389A (en) | The generating equipment and packaged type generating set of off-grid operation | |
| RU2695795C1 (en) | Connection method of asynchronous motor to ac sinusoidal voltage network by means of ac voltage regulator | |
| Vedrana et al. | Optimal control of induction motor using high performance frequency converter | |
| CN101471622B (en) | Apparatus for controlling inverter | |
| JP2002010652A (en) | Control method for inverter generation unit | |
| RU2023109765A (en) | Method of controlling an asynchronous motor with a phase rotor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110415 |