RU2389127C2 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Электропривод переменного тока Download PDF

Info

Publication number
RU2389127C2
RU2389127C2 RU2007122063/09A RU2007122063A RU2389127C2 RU 2389127 C2 RU2389127 C2 RU 2389127C2 RU 2007122063/09 A RU2007122063/09 A RU 2007122063/09A RU 2007122063 A RU2007122063 A RU 2007122063A RU 2389127 C2 RU2389127 C2 RU 2389127C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
motor
output
voltage
emf
input
Prior art date
Application number
RU2007122063/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007122063A (ru
Inventor
Анатолий Михайлович Зюзев (RU)
Анатолий Михайлович Зюзев
Константин Евгеньевич Нестеров (RU)
Константин Евгеньевич Нестеров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ"
Priority to RU2007122063/09A priority Critical patent/RU2389127C2/ru
Publication of RU2007122063A publication Critical patent/RU2007122063A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2389127C2 publication Critical patent/RU2389127C2/ru

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для плавного пуска и регулирования скорости асинхронных тиристорных электроприводов общепромышленного применения, а именно в приводах вентиляторов, компрессоров, насосов, шлифовальных машин, транспортеров, механизмов горизонтального перемещения подъемно-транспортных машин и др. Техническим результатом является упрощение реализации системы автоматического регулирования скорости двигателя в асинхронных электроприводах с тиристорным управлением без датчика частоты вращения на валу при сохранении точности регулирования. Электропривод переменного тока включает в себя асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, блок управления, блок регулятора частоты вращения, блок задания частоты вращения и измеритель частоты вращения двигателя, выполненный на основе измерителя ЭДС статора с датчиками тока и линейного напряжения двигателя. 1 ил.

Description

Известны регулируемые по скорости асинхронные электроприводы с тиристорным управлением, в которых для получения сигнала обратной связи применяют различного типа датчики частоты вращения, присоединяемые к валу двигателя. Однако использование таких датчиков в большинстве случаев является нежелательным из-за сложности их механического соединения с валом асинхронного электродвигателя.
Известны также регулируемые асинхронные электроприводы с вычислением скольжения двигателя по сигналам от датчиков тока и напряжения, включенных в цепи питания двигателя. Назначением этих устройств чаще всего является только индикация частоты вращения двигателя без обеспечения ее регулирования.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является электропривод переменного тока, содержащий тиристорный преобразователь напряжения, включенный в статорные цепи асинхронного двигателя, блок управления, выходом подключенный к управляющему входу тиристорного преобразователя напряжения, а входом - к выходу блока регулятора частоты вращения, один вход которого подключен к выходу блока задания частоты вращения, а другой вход - к выходу измерителя частоты вращения, построенному на основе датчиков тока и напряжения двигателя, измерителя ЭДС статора и функционального преобразователя, реализующего зависимость расчетного значения частоты вращения от ЭДС и фазного напряжения двигателя (патент РФ №2251204, кл. Н02Р 5/28, прототип).
Недостатком этого устройства является необходимость измерения фазного напряжения на статоре двигателя, что часто затруднительно из-за отсутствия нулевой точки обмотки статора в клеммной коробке у ряда двигателей.
Задачей изобретения является определение расчетного значения частоты вращения ротора на основе измерения ЭДС и доступного для контроля линейного напряжения на статоре двигателя при обеспечении достаточной точности регулирования скорости асинхронного двигателя с тиристорным управлением.
Решение указанной задачи достигается тем, что электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, включенный между статорной обмоткой двигателя и питающей сетью, измеритель ЭДС статора с датчиками тока и напряжения двигателя, подключенными к входам измерителя ЭДС, функциональный блок, реализующий зависимость ω=f(Es, Us), где Es, Us - значения ЭДС и напряжения двигателя, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя напряжения, блок регулятора частоты вращения и блок задания частоты вращения, своим выходом подключенный к первому входу блока регулятора частоты вращения, второй вход которого подключен к выходу функционального блока, а входы функционального блока подключены к выходу измерителя ЭДС и выходу датчика напряжения, причем измеритель ЭДС выполнен на основе нуль-органа и блока вычисления ЭДС, реализующего зависимость Es=f(Us, TБП), где ТБП - длительность бестоковой паузы, при этом вход нуль-органа подключен к выходу датчика тока, а выход нуль-органа - к первому входу блока вычисления ЭДС, второй вход которого подключен к выходу датчика напряжения, дополнительно снабжен вторым датчиком напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу блока вычисления ЭДС, причем в качестве датчиков напряжения применены датчики линейного напряжения двигателя, а блок вычисления ЭДС выполнен с возможностью реализации зависимости:
Figure 00000001
где ТБП - длительность бестоковой паузы в фазе В;
uАВ1, uВС1 - значения линейных напряжений на статоре двигателя, полученные в начале бестоковой паузы в фазе В;
uABk, uВСk - значения линейных напряжений на статоре двигателя, полученные в конце бестоковой паузы в фазе В.
Зависимость, заложенная в блоке вычисления ЭДС, может быть упрощена, если выходы датчиков линейного напряжения соединить встречно-последовательно, реализовав таким образом операцию вычитания. Тогда в блоке вычисления ЭДС должна быть заложена следующая зависимость:
Figure 00000002
где us1 - сигнал на выходе соединенных встречно-последовательно датчиков напряжения, полученный в начале бестоковой паузы в фазе В;
uSK - сигнал на выходе соединенных встречно-последовательно датчиков напряжения, полученный в конце бестоковой паузы в фазе В.
На чертеже приведена структурная схема электропривода переменного тока.
Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1, тиристорный преобразователь напряжения 2, снабженный выводами для подключения к сети, а выходом присоединенный к статорным обмоткам асинхронного двигателя.
Управляющий вход тиристорного преобразователя подключен к выходу блока управления 3, вход которого соединен с выходом блока регулятора частоты вращения 4. Один вход блока 4 регулятора частоты вращения связан с выходом задатчика 5 частоты вращения, а другой - с выходом функционального блока 11 измерителя частоты вращения. Измеритель частоты вращения, кроме блока 11, включает в себя блок 10 вычисления ЭДС, подключенный к выходам нуль-органа 9 и датчиков линейного напряжения 7 и 8 двигателя. Вход нуль-органа подключен к выходу датчика 6 тока двигателя. Функциональный блок 11 измерителя частоты вращения одним входом подключен к выходу блока 10 вычисления ЭДС, а другим - к выходу датчика 7 линейного напряжения.
Выход функционального блока 11 является выходом измерителя частоты вращения. В блоке 10 вычисления ЭДС реализована зависимость:
Figure 00000003
где TБП - длительность бестоковой паузы в фазе В;
uАВ1, uВС1 - значения линейных напряжений на статоре двигателя, полученные в начале бестоковой паузы в фазе В;
uABk, uBCk - значения линейных напряжений на статоре двигателя, полученные в конце бестоковой паузы в фазе В.
Зависимость, заложенная в блоке 10 вычисления ЭДС, может быть упрощена, если выходы датчиков 7 и 8 линейного напряжения соединить встречно-последовательно, реализовав таким образом операцию вычитания. Тогда в блоке вычисления ЭДС должна быть заложена следующая зависимость:
Figure 00000004
где us1 - сигнал на выходе соединенных встречно-последовательно датчиков напряжения, полученный в начале бестоковой паузы в фазе В;
usk - сигнал на выходе соединенных встречно-последовательно датчиков напряжения, полученный в конце бестоковой паузы в фазе В.
Электропривод работает следующим образом.
В исходном состоянии, когда сигнал задания частоты вращения остается неизменным, частота вращения двигателя соответствует заданной, а момент, развиваемый двигателем, равен моменту нагрузки, на выходах датчиков тока 6 и линейного напряжения 7 и 8 статора появляются сигналы, пропорциональные току и линейному напряжению статора двигателя, на выходе блока 10 вычисления ЭДС появляется сигнал, пропорциональный амплитуде ЭДС двигателя, а на выходе функционального блока 11 измерителя частоты вращения - сигнал, пропорциональный частоте вращения ротора асинхронного двигателя.
Регулятор частоты вращения 4, в котором определяется отклонение частоты вращения от заданного в блоке 5 значения, вырабатывает сигнал управления, зависящий от типа регулятора скорости и величины момента сопротивления на валу двигателя.
Блок управления 3 при этом обеспечивает на выходе тиристорного преобразователя 2 напряжение, достаточное для преодоления двигателем 1 нагрузки при заданной частоте вращения.
Изменение задания на частоту вращения приведет к изменению сигнала управления, в зависимости от которого блок управления 3 будет изменять углы открытия тиристоров, уменьшая или увеличивая напряжение на выходе преобразователя 2, в результате будет возрастать или уменьшаться ток, момент и частота вращения двигателя. Сигналы на выходах датчиков тока 6 и линейного напряжения 7 и 8 и блока 10 измерения ЭДС будут соответствовать значениям тока, линейного напряжения и ЭДС двигателя при новой частоте вращения, а сигнал на выходе блока 11 измерителя частоты вращения - величине этой частоты вращения, что вызовет соответствующее изменение сигнала на выходе блока 4 регулятора частоты вращения. Процесс регулирования будет продолжаться до тех пор, пока на выходе блока 4 регулятора частоты вращения не установится сигнал, обеспечивающий на выходе тиристорного преобразователя напряжение, достаточное для преодоления двигателем нагрузки при заданной частоте вращения.
При изменении момента нагрузки и колебаниях напряжения сети поддержание заданной частоты вращения осуществляется аналогичным образом.
Технический результат, достигаемый от использования в электроприводе переменного тока на основе асинхронного трехфазного электродвигателя с тиристорным управлением датчиков линейного напряжения с одновременной модификацией блока вычисления ЭДС, по сравнению с известным устройством заключается в возможности использования двигателей с недоступной нулевой точкой обмотки статора при обеспечении достаточной точности регулирования скорости асинхронного электродвигателя, что расширяет область использования устройства.

Claims (1)

  1. Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, включенный между статорной обмоткой двигателя и питающей сетью, измеритель ЭДС статора с датчиками тока и напряжения двигателя, выходы которых подключены к входам измерителя ЭДС статора, функциональный блок, реализующий зависимость ω=f(Es, Us), где Es, Us - значения ЭДС и напряжения двигателя, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя напряжения, блок регулятора частоты вращения и блок задания частоты вращения, своим выходом подключенный к первому входу блока регулятора частоты вращения, второй вход которого подключен к выходу функционального блока, а входы функционального блока подключены к выходу измерителя ЭДС и выходу датчика напряжения, причем измеритель ЭДС выполнен на основе нуль-органа и блока вычисления ЭДС, реализующего зависимость Es=f(Us, ТБП), где ТБП - длительность бестоковой паузы, при этом вход нуль-органа подключен к выходу датчика тока, а выход нуль-органа - к первому входу блока вычисления ЭДС, второй вход которого подключен к выходу датчика напряжения, отличающийся тем, что в качестве датчика напряжения применены линейные датчики напряжения двигателя, а блок вычисления ЭДС выполнен с возможностью реализации зависимости
    Figure 00000005

    где TБП - длительность бестоковой паузы в фазе В;
    uAB1, uвC1 - значения линейных напряжений на статоре двигателя,
    полученные в начале бестоковой паузы в фазе В;
    uABk, uBCk - значения линейных напряжений на статоре двигателя, полученные в конце бестоковой паузы в фазе В.
RU2007122063/09A 2007-06-13 2007-06-13 Электропривод переменного тока RU2389127C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122063/09A RU2389127C2 (ru) 2007-06-13 2007-06-13 Электропривод переменного тока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122063/09A RU2389127C2 (ru) 2007-06-13 2007-06-13 Электропривод переменного тока

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007122063A RU2007122063A (ru) 2008-12-20
RU2389127C2 true RU2389127C2 (ru) 2010-05-10

Family

ID=42674071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007122063/09A RU2389127C2 (ru) 2007-06-13 2007-06-13 Электропривод переменного тока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2389127C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576330C1 (ru) * 2014-09-23 2016-02-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Электропривод переменного тока

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576330C1 (ru) * 2014-09-23 2016-02-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Электропривод переменного тока

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007122063A (ru) 2008-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3645509B2 (ja) 誘導電動機のセンサレスベクトル制御システムおよびセンサレスベクトル制御方法
US7227326B1 (en) System and method for transient-based motor speed estimation with transient excitation
US9825579B2 (en) Temperature estimating apparatus for synchronous motor
JP2006054995A (ja) 交流電動機の駆動制御装置および駆動制御方法
US9024552B2 (en) Current control gain adjusting method for PM motor, current control method, and control device
CN106537760B (zh) 电动机控制装置以及该装置中的转矩常数的校正方法
JP2012120429A (ja) 誘導電動機用磁束制御装置、誘導電動機の磁束制御装置
KR100371370B1 (ko) 벡터 제어장치
EP0196846B1 (en) Method and apparatus for controlling an electric a.c. motor
RU2389127C2 (ru) Электропривод переменного тока
CN113783492A (zh) 电机永磁体磁链的学习方法、装置、设备及存储介质
Horch et al. MRAS-based sensorless speed integral backstepping control for induction machine, using a flux backstepping observer
KR101048511B1 (ko) 유도전동기의 센서리스 속도 제어 시스템
KR101530543B1 (ko) 유도 전동기 및 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치
EP3171508A1 (en) Method for the scalar control of an induction motor, particularly at low speed operation, and scalar control system for an induction motor
RU2380821C2 (ru) Электропривод переменного тока
RU2251204C1 (ru) Электропривод переменного тока
RU2369002C2 (ru) Устройство плавного пуска асинхронного двигателя
KR102255250B1 (ko) 인버터 제어장치
CN107615641A (zh) 感应电机的功率转换装置、二次时间常数测量方法和速度控制方法
RU2695804C1 (ru) Следящий электропривод с синхронным исполнительным двигателем
RU2625720C1 (ru) Устройство для управления двигателем двойного питания
KR101302717B1 (ko) Ａｃ 전동 지게차용 유도전동기의 최대 운전효율 제어방법
RU2576330C1 (ru) Электропривод переменного тока
WO2018180203A1 (ja) 同期電動機の制御装置

Legal Events

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

Effective date: 20100614