RU2401502C2 - Frequency-regulated asynchronous drive - Google Patents

Frequency-regulated asynchronous drive Download PDF

Info

Publication number
RU2401502C2
RU2401502C2 RU2008139055/09A RU2008139055A RU2401502C2 RU 2401502 C2 RU2401502 C2 RU 2401502C2 RU 2008139055/09 A RU2008139055/09 A RU 2008139055/09A RU 2008139055 A RU2008139055 A RU 2008139055A RU 2401502 C2 RU2401502 C2 RU 2401502C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
current
rotor
speed
Prior art date
Application number
RU2008139055/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008139055A (en
Inventor
Евгений Васильевич Александров (RU)
Евгений Васильевич Александров
Никита Евгеньевич Александров (RU)
Никита Евгеньевич Александров
Вячеслав Владимирович Лагун (RU)
Вячеслав Владимирович Лагун
Геннадий Георгиевич Климов (RU)
Геннадий Георгиевич Климов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС"
Евгений Васильевич Александров
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 Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС", Евгений Васильевич Александров filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС"
Priority to RU2008139055/09A priority Critical patent/RU2401502C2/en
Publication of RU2008139055A publication Critical patent/RU2008139055A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401502C2 publication Critical patent/RU2401502C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: there is provided electric drive operation with forced parametres by the torque that is three times higher relative to nominal value and speed up to 1.5 Ωnom while providing reliable operation of electric drive power unit. Frequency-regulated asynchronous drive has four control loops: drive speed control loop, rotor flux linkage control loop and control loops of active and reactive components of motor stator current vector. To create forced operation modes following is introduced in control system: correction unit isolating control channels and excluding their interference, limiters of moment, currents and AM stator voltage setting signals providing correct motor speed regulation depending on the torque with preset overload factor, functional converter automatically separating regulation zones with forced torque and speed, units providing forward flow shaping before sending electric drive speed regulation signal, setting unit for motor rotor speed rise intensity to set desired electromagnetic torque changing rate and smoothing surges and pulsations in setting signal.
EFFECT: higher dynamic characteristics and reliable operation of power converter; expansion of application range for asynchronous drive; decrease in cost, dimensions, weight; saving materials, resources and consumed energy.
6 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-управляемым электроприводам, построенным на основе асинхронных электродвигателей, и может быть использовано в прецизионных быстродействующих электроприводах, например в электроприводах, устанавливаемых в механизмах подвижных грузоподъемных кранов, в запорной арматуре трубопроводного транспорта, в современных металлорежущих станках с ЧПУ и других технических объектах, использующих современные энергоресурсосберегающие технологи.The invention relates to electrical engineering, in particular to frequency-controlled electric drives built on the basis of asynchronous electric motors, and can be used in precision high-speed electric drives, for example, in electric drives installed in mechanisms of mobile hoisting cranes, in stop valves of pipeline transport, in modern metal-cutting machines with CNC and other technical facilities using modern energy-saving technologies.

Известен асинхронный электропривод с обратной связью по угловой скорости ротора двигателя [1] - Поздеев А.А. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. - Чебоксары: Из-во Чуваш. ун-та, 1998. - 172 с., (стр.51, рис.3.9 - аналог), в котором для регулирования скорости электродвигателя принят частотно-токовый векторный способ управления с косвенной ориентацией по полю. В состав данного электропривода входят функционально связанные преобразователь частоты (автономный инвертор напряжения), датчики фазных токов электродвигателя, датчик скорости ротора электродвигателя, ПИ-регуляторы скорости вращения, потоковой и моментной составляющих тока статора, блок задания скольжения и координатные преобразователи из вращающейся системы координат в неподвижную и из неподвижной во вращающуюся, обеспечивающие выработку синусоидальных сигналов и ориентацию тока статора по вектору потокосцепления ротора. Известная система привода позволяет обеспечить независимое управление потоком и электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя, однако в ней не обеспечивается точная ориентация системы координат в различных режимах работы. В процессе функционирования электропривода проявляется взаимовлияние работы каналов регулирования токов и скорости и, как следствие, не обеспечивается требуемое качество регулирования момента в динамических и статических режимах работы, структура системы управления не исключает бросков тока в переходных режимах. При этом статические и динамические характеристики привода падают [2] - Глазенко Т.А., Герман-Галкин С.Г., Полищук С.Б., Рыдов В.А. Частотно-регулируемые асинхронные электропривода для станков с ЧПУ. - Л., ДЦНТП, 1988. - 28 с., ил.Known asynchronous electric drive with feedback on the angular velocity of the rotor of the engine [1] - Pozdeev A.A. Electromagnetic and electromechanical processes in frequency-controlled asynchronous electric drives. - Cheboksary: From Chuvash. Univ., 1998. - 172 pp. (p. 51, Fig. 3.9 - analogue), in which the frequency-current vector control method with indirect field orientation is adopted to control the speed of the electric motor. The structure of this electric drive includes functionally coupled frequency converter (autonomous voltage inverter), phase current sensors of the electric motor, speed sensor of the electric motor rotor, PI-regulators of rotation speed, flow and torque components of the stator current, slip reference unit and coordinate converters from the rotating coordinate system to the stationary and from stationary to rotating, ensuring the generation of sinusoidal signals and the stator current orientation along the rotor flux linkage vector. The known drive system allows for independent control of the flux and electromagnetic moment of the induction motor, however, it does not provide accurate orientation of the coordinate system in various operating modes. During the operation of the electric drive, the influence of the operation of the channels for regulating currents and speed is manifested and, as a result, the required quality of torque control in dynamic and static modes of operation is not provided, the structure of the control system does not exclude inrush currents in transient modes. In this case, the static and dynamic characteristics of the drive fall [2] - Glazenko TA, German-Galkin SG, Polishchuk SB, Rydov VA Frequency-controlled asynchronous electric drives for CNC machines. - L., DCSTP, 1988 .-- 28 p., Ill.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является регулируемый асинхронный электропривод [3] - Патент на изобретение №2313894, МПК Н02Р 21/12, 27/08, Частотно-регулируемый асинхронный электропривод. Сидоров П.Г., Александров Е.В., Лагун В.В., приоритет изобретения 19.06.2006 г., который выбран в качестве прототипа. Электропривод содержит силовой блок с входящими в него последовательно соединенными выпрямителем напряжения сети, сглаживающим фильтром с датчиком напряжения, инвертором напряжения, управляющие входы которого соединены с выходами блока векторной ШИМ, асинхронный электродвигатель, обмотки которого подключены через блок датчиков фазных токов к выходу инвертора напряжения, а выходной вал к датчику скорости вращения его ротора и к передаточному механизму, задатчик текущей угловой скорости электродвигателя, подключенный к первому входу регулятора частоты вращения, ко второму входу которого подключен выход датчика скорости вращения ротора, задатчик потокосцепления электродвигателя, подключенный через масштабный усилитель к первому входу регулятора реактивного тока, выход которого подключен к первому входу координатного преобразователя напряжений, ко второму входу которого подключен регулятор активного тока, выходы координатного преобразователя напряжений подключены ко входам блока векторной ШИМ, координатный преобразователь токов, соединенный входами к выходам блока датчиков фазных токов, а выходами со вторым входом регулятора реактивного тока и с первым входом регулятора активного тока, блок деления и наблюдательный блок состояния привода, снабженный первым и вторым масштабными усилителями, апериодическим звеном, делителем, интегратором и сумматором, при этом выход первого масштабного усилителя подключен к первому входу делителя, выход которого через интегратор подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго масштабного усилителя, выход сумматора подключен к одному из входов блока векторной ШИМ, к входу координатного преобразователя токов и к входу координатного преобразователя напряжений, выход апериодического звена соединен со вторым входом делителя и вторым входом блока деления, ко второму входу которого подключен выход регулятора частоты вращения, выход блока деления подключен ко второму входу регулятора активного тока и ко входу первого масштабного усилителя, а датчик скорости вращения ротора электродвигателя выполнен в виде импульсного датчика угловых перемещений с двумя выходами, первый из которых является выходом углового положения ротора электродвигателя, а второй - выходом скорости вращения ротора электродвигателя, при этом первый выход импульсного датчика соединен с входом второго масштабного усилителя.Closest to the proposed invention is an adjustable asynchronous electric drive [3] - Patent for the invention No. 2313894, IPC Н02Р 21/12, 27/08, Frequency-controlled asynchronous electric drive. Sidorov P.G., Aleksandrov E.V., Lagun V.V., priority of the invention 06/19/2006, which is selected as a prototype. The electric drive contains a power unit with a series voltage rectifier included in it, a smoothing filter with a voltage sensor, a voltage inverter, the control inputs of which are connected to the outputs of the vector PWM unit, an asynchronous electric motor whose windings are connected through the phase current sensor block to the voltage inverter output, and output shaft to the sensor of the speed of rotation of its rotor and to the transmission mechanism, the adjuster of the current angular speed of the electric motor connected to the first input a speed regulator, to the second input of which the output of the rotor speed sensor is connected, a motor flux linker connected through a large-scale amplifier to the first input of the reactive current regulator, the output of which is connected to the first input of the voltage transformer, the active current regulator is connected to the second input, outputs coordinate voltage transformer connected to the inputs of the vector PWM block, coordinate current transformer connected by inputs to the outputs a block of phase current sensors, and outputs with a second input of the reactive current regulator and with the first input of the active current regulator, a division unit and an observational drive status block equipped with first and second large-scale amplifiers, an aperiodic link, a divider, an integrator and an adder, while the output of the first large-scale the amplifier is connected to the first input of the divider, the output of which through the integrator is connected to the first input of the adder, to the second input of which the output of the second large-scale amplifier is connected, the output of the adder under it is connected to one of the inputs of the vector PWM block, to the input of the coordinate current transducer and to the input of the coordinate voltage transducer, the output of the aperiodic link is connected to the second input of the divider and the second input of the division unit, to the second input of which the output of the speed controller is connected, the output of the division unit is connected to the second input of the active current regulator and to the input of the first large-scale amplifier, and the rotor speed sensor of the electric motor rotor is made in the form of a pulse angular displacement sensor with two Exit, the first of which is the output of the angular position of the rotor of the motor, and a second - output rotation speed of the motor rotor, said first output pulse encoder coupled to the second input of scaling amplifier.

В указанном частотно-регулируемом электроприводе текущее угловое положение потокосцепления вычисляется не по фактическим значениям токов статора, а по их заданным значениям, а задание момента двигателя формируется по фактическому значению потокосцепления ротора двигателя. Такое построение системы управления улучшает динамические показатели привода и повышает надежность работы преобразователя. Однако система управления этого электропривода не обеспечивает полное использование возможностей, заложенных в асинхронном электродвигателе, а именно, работу привода с максимальными (форсированными) моментами Ммах=(2.0-3.0)Мном в диапазоне скоростей вращения ротора электродвигателя от нуля до номинальной и с максимальной мощностью в диапазоне скоростей от ΩНом до 1.5Ωном. Надежная работа электропривода с форсированными режимами работы исполнительного электродвигателя по моменту и скорости позволяет уменьшить номинальную мощность электродвигателя и привода в целом, уменьшает габаритно-массовые характеристики привода, механической трансмиссии, позволяет внедрить в современное промышленное оборудование энергоресурсосберегающие технологии.In the indicated frequency-controlled electric drive, the current angular position of the flux linkage is calculated not from the actual values of the stator currents, but from their predetermined values, and the engine torque reference is generated from the actual flux linkage value of the motor rotor. Such a construction of the control system improves the dynamic performance of the drive and increases the reliability of the converter. However, the control system of this electric drive does not provide full use of the capabilities inherent in the induction motor, namely, the operation of the drive with maximum (forced) moments M max = (2.0-3.0) M nom in the speed range of the rotor of the electric motor from zero to nominal and with maximum power in the speed range from Ω Nom to 1.5Ω Nom . Reliable operation of the electric drive with forced operation modes of the executive electric motor in terms of torque and speed reduces the rated power of the electric motor and the drive as a whole, reduces the overall mass characteristics of the drive, mechanical transmission, and allows the introduction of energy-saving technologies in modern industrial equipment.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение работы электропривода с форсированными режимами работы исполнительного электродвигателя по моменту в два - три раза относительно номинального значения и скорости до 1.5Ωном при обеспечении надежной работы силового блока преобразователя частоты асинхронного электропривода.The objective of the invention is to ensure the operation of the drive with forced modes of the Executive motor at a moment two to three times relative to the nominal value and speed up to 1.5Ω nom while ensuring reliable operation of the power unit of the frequency converter of an asynchronous electric drive.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в частотно-регулируемый асинхронный электропривод, содержащий силовой блок с входящими в него последовательно соединенными выпрямителем напряжения сети, сглаживающим фильтром с датчиком напряжения, инвертор напряжения, управляющие входы которого соединены с выходами блока векторной ШИМ, асинхронный электродвигатель, обмотки которого подключены через блок датчиков фазных токов к выходу инвертора напряжения, а выходной вал к датчику скорости вращения его ротора и к передаточному механизму, задатчик текущей угловой скорости электродвигателя, задатчик потокосцепления электродвигателя, последовательно соединенные регулятор частоты вращения, ко второму входу которого подключен выход датчика скорости вращения ротора, и первый блок деления, регуляторы активного и реактивного тока, координатный преобразователь напряжений, выходы которого подключены к входам блока векторной ШИМ, координатный преобразователь токов, соединенный входами к выходам блока датчиков фазных токов, а выходами со вторым входом регулятора реактивного тока и с первым входом регулятора активного тока, наблюдательный блок состояния электропривода, снабженный первым и вторым масштабными усилителями, апериодическим звеном, делителем, первым интегратором и первым сумматором, при этом выход первого масштабного усилителя подключен к первому входу делителя, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу первого сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго масштабного штабного усилителя, выход первого сумматора подключен к одному из входов блока векторной ШИМ, к входу координатного преобразователя токов и к входу координатного преобразователя напряжений, выход апериодического звена соединен со вторым входам делителя и вторым входом первого блока деления, а датчик скорости вращения ротора электродвигателя выполнен в виде импульсного датчика с двумя выходами, первый из которых является выходом углового положения ротора электродвигателя, а второй - выходом скорости вращения ротора электродвигателя, при этом первый выход импульсного датчика соединен с входом второго масштабного усилителя, введены последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый и второй вход которого соединены соответственно с выходом задатчика потокосцепления и вторым выходом импульсного датчика, первый перемножитель, регулятор потокосцепления, второй вход которого соединен с выходом апериодического звена, и первый блок ограничения, выход которого подключен к первому входу регулятора реактивного тока и входу апериодического звена, второй функциональный преобразователь, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, последовательно соединенные второй блок ограничения, к входу которого подключен регулятор реактивного тока, и второй сумматор, последовательно соединенные третий блок ограничения, к входу которого подключен регулятор активного тока, и третий сумматор, блок ограничения напряжения, к первому и второму входу которого подключены соответственно второй и третий сумматоры, а выходы блока ограничения напряжения подключены ко входам координатного преобразователя напряжений, блок коррекции, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходу координатного преобразователя токов, ко второму выходу импульсного датчика и выходу апериодического звена, а первый и второй выходы соответственно к вторым входам второго и третьего сумматоров, последовательно соединенные первый релейный элемент, вход которого подключен к выходу задатчика потокосцепления, и логический сумматор, второй релейный элемент, вход которого подключен к выходу апериодического звена, а выход - ко второму входу логического сумматора, последовательно соединенные коммутатор и задатчик интенсивности, выход которого подключен к первому входу регулятора частоты вращения электродвигателя, а также четвертый блок ограничения, вход которого подключен к выходу первого блока деления, а выход - к второму входу регулятора активного тока и входу первого масштабного усилителя, при этом управляющий вход коммутатора соединен с выходом логического сумматора.The solution to this problem is achieved by the fact that in a frequency-controlled asynchronous electric drive containing a power unit with a network voltage rectifier included in it, a smoothing filter with a voltage sensor, a voltage inverter, the control inputs of which are connected to the outputs of the vector PWM unit, asynchronous motor, windings which is connected through a block of phase current sensors to the output of the voltage inverter, and the output shaft to the speed sensor of its rotor and to the transmission gear zmu, current motor angular speed adjuster, electric motor flux linkage adjuster, speed controller connected in series, to the second input of which the output of the rotor speed sensor is connected, and the first division unit, active and reactive current regulators, coordinate voltage converter, the outputs of which are connected to the unit inputs vector PWM, coordinate current transducer connected by inputs to the outputs of the phase current sensors block, and outputs with the second input of the reactant regulator current and with the first input of the active current regulator, an observational block of the state of the electric drive, equipped with the first and second scale amplifiers, aperiodic link, divider, first integrator and first adder, while the output of the first scale amplifier is connected to the first input of the divider, the output of which is through the first integrator connected to the first input of the first adder, to the second input of which the output of the second large-scale staff amplifier is connected, the output of the first adder is connected to one of the inputs of the vecto PWM, to the input of the coordinate current transducer and to the input of the coordinate voltage transducer, the output of the aperiodic link is connected to the second inputs of the divider and the second input of the first division unit, and the rotor speed sensor of the electric motor rotor is made in the form of a pulse sensor with two outputs, the first of which is the output the angular position of the rotor of the electric motor, and the second by the output of the rotational speed of the rotor of the electric motor, while the first output of the pulse sensor is connected to the input of the second large-scale amplifier In particular, the first functional converter is introduced in series, the first and second input of which are connected respectively to the output of the flux linkage master and the second output of the pulse sensor, the first multiplier, the flux linkage regulator, the second input of which is connected to the output of the aperiodic link, and the first restriction block, the output of which is connected to the first input of the reactive current regulator and the input of the aperiodic link, the second functional converter, the output of which is connected to the second input of the first the second multiplier, the second limiting block connected in series to the input of which the reactive current regulator is connected, and the second adder, the third limiting block connected in series to the input of which the active current regulator is connected, and the third adder, the voltage limiting block, to which the first and second input are connected respectively, the second and third adders, and the outputs of the voltage limiting block are connected to the inputs of the coordinate voltage transformer, the correction block, the first, second, third and fourth the inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the coordinate current transducer, to the second output of the pulse sensor and the output of the aperiodic link, and the first and second outputs, respectively, to the second inputs of the second and third adders, the first relay element connected in series, the input of which is connected to the output of the flux linkage , and the logical adder, the second relay element, the input of which is connected to the output of the aperiodic link, and the output to the second input of the logical adder, the connected switch and the intensity controller, the output of which is connected to the first input of the motor speed controller, as well as the fourth limiting unit, the input of which is connected to the output of the first division unit, and the output to the second input of the active current controller and the input of the first large-scale amplifier, while the control input of the switch is connected to the output of the logical adder.

Первый функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные третий масштабный усилитель, второй блок деления и блок модуля, причем первым и вторым входом функционально преобразователя являются соответственно вход третьего масштабного усилителя и второй вход второго блока деления, а выходом - выход блока модуля.The first functional converter comprises a third scale amplifier, a second division block and a module block connected in series, the first and second input of the converter functionally being the input of the third scale amplifier and the second input of the second division block, and the output of the module block being the output.

Второй функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные задатчик времени нарастания и второй интегратор, а также нелинейный элемент, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом второго интегратора, причем выходом второго функционального преобразователя является выход второго интегратора.The second functional converter comprises a rise time adjuster and a second integrator connected in series, as well as a non-linear element, the input and output of which are connected respectively to the output and the second input of the second integrator, the output of the second functional converter being the output of the second integrator.

Блок коррекции содержит последовательно соединенные четвертый масштабный усилитель, дифференциатор и четвертый сумматор, последовательно соединенные пятый масштабный усилитель и второй перемножитель, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, последовательно соединенные шестой масштабный усилитель, третий перемножитель и пятый сумматор, а также седьмой масштабный усилитель, при этом вход четвертого масштабного усилителя одновременно подключен ко вторым входам второго и третьего перемножителей и седьмого сумматора, первым входом блока коррекции является вход пятого масштабного усилителя, вторым входом - вход шестого масштабного усилителя, третьим входом - вход четвертого масштабного усилителя, четвертым входом - первый вход седьмого масштабного усилителя, а первым и вторым выходом соответственно - выход четвертого и пятого сумматоров.The correction unit contains a fourth scale amplifier, a differentiator and a fourth adder connected in series, a fifth scale amplifier and a second multiplier connected in series, the output of which is connected to the second input of the fourth adder, a sixth scale amplifier, a third multiplier and a fifth adder, and a seventh scale amplifier, the input of the fourth large-scale amplifier is simultaneously connected to the second inputs of the second and third multipliers and the seventh sum Ator, the first input of the correction unit is the input of the fifth scaling amplifier, the second input - input of the sixth scaling amplifier, the third input - input of the fourth scaling amplifier fourth input - a first input of the seventh scale amplifier, and first and second output respectively, - the output of the fourth and fifth adders.

Блок коррекции обеспечивает компенсацию влияния перекрестных связей на процессы, происходящие в контуре момента электропривода в соответствии с выражениями:The correction unit provides compensation for the effect of cross-linking on the processes occurring in the torque circuit of the drive in accordance with the expressions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где ψr - модуль потокосцепления ротора; Ls,Lr,Lm - индуктивности фаз статора, ротора, взаимная;

Figure 00000003
- коэффициент рассеяния; Id, Iq проекции векторов напряжения и тока статора на оси d и q; ωψ - частота вращения вектора потокосцепления ротора.where ψ r is the flux linkage module of the rotor; L s , L r , L m - phase inductance of the stator, rotor, mutual;
Figure 00000003
- scattering coefficient; I d , I q projection of the stator voltage and current vectors on the d and q axes; ω ψ is the rotation frequency of the rotor flux linkage vector.

Максимальная величина задания активного тока, формируемого в четвертом блоке ограничения, определяется в соответствии с выражением:The maximum value of the task of the active current generated in the fourth block limitation is determined in accordance with the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Км - коэффициент перегрузки по моменту; Is, Id - номинальные значения векторов тока статора и активного тока.where K m - coefficient of overload at the moment; I s , I d - nominal values of stator current vectors and active current.

В качестве иллюстраций на фиг.1 приведена векторная диаграмма, поясняющая принцип ориентации системы координат по вектору потокосцепления ротора; фиг.2 - функциональная схема предлагаемого частотно-регулируемого электропривода; фиг.3 - функциональная схема первого функционального преобразователя; фиг.4 - функциональная схема второго функционального преобразователя; фиг.5 - функциональная схема блока коррекции; фиг.6 - ограничения выходного напряжения автономного инвертора напряжения; фиг.7 - выбор векторов выходного напряжения инвертора напряжения; фиг.8 - эпюры напряжений, поясняющие работу электропривода.As illustrations in figure 1 is a vector diagram explaining the principle of orientation of the coordinate system along the rotor flux linkage vector; figure 2 is a functional diagram of the proposed variable frequency drive; figure 3 - functional diagram of the first functional Converter; 4 is a functional diagram of a second functional Converter; 5 is a functional block diagram of the correction; 6 is a limitation of the output voltage of a stand-alone voltage inverter; Fig.7 - selection of the vectors of the output voltage of the voltage inverter; Fig. 8 is a voltage plot explaining the operation of an electric drive.

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод содержит силовой блок (СБ) 1 с входящими в него последовательно соединенными выпрямителем напряжения сети (В) 2, сглаживающим фильтром (СФ) 3 с датчиком напряжения (ДН) 4 и инвертором напряжения (ИН) 5, блок векторной широтно-импульсной модуляции (Блок ШИМ) 6, асинхронный электродвигатель (М) 7, блок датчиков фазных токов (БДФТ) 8, передаточный механизм (ПМ) 9, импульсный датчик перемещений (ИД) 10 с двумя выходами, первым выходом 11 является угловое положение ротора электродвигателя, а вторым выходом 12 - его скорость, задатчик текущей угловой скорости электродвигателя (ЗУС) 13, задатчик потокосцепления электродвигателя 14, регулятор частоты вращения (РЧВ) 15, первый блок деления (БД1) 16, регулятор активного тока (PTq) 17, регулятор реактивного тока (PTd) 18, координатный преобразователь напряжений (КП1) 19, координатный преобразователь токов (КП2) 20, наблюдательный блок состояния электропривода (НБС) 21, содержащий первый 22 и второй 23 масштабный усилитель (МУ1), (МУ2), апериодическое звено (A3) 24, делитель (Д) 25, первый интегратор (И1) 26 и первый сумматор (С1) 27, последовательно соединенные первый функциональный преобразователь (ФП1) 28, первый перемножитель (П1) 29, регулятор потока (РП) 30 и первый блок ограничения (БО1) 31, второй функциональный преобразователь (ФП2) 32, последовательно соединенные второй блок ограничения (БО2) 33 и второй сумматор (С2) 34, последовательно соединенные третий блок ограничения (БО3) 35 и третий сумматор (С3) 36, блок ограничения напряжения (БОН) 37, блок коррекции (БК) 38, последовательно соединенные первый релейный элемент (РЭ1) 39 и логический сумматор (И) 40, второй релейный элемент (РЭ2) 41, последовательно соединенные коммутатор (Ком) 42 и задатчик интенсивности (ЗИ) 43, четвертый блок ограничения (БО4) 44.The frequency-controlled asynchronous electric drive contains a power unit (SB) 1 with a network voltage rectifier (V) 2 included in it, a smoothing filter (SF) 3 with a voltage sensor (DN) 4 and a voltage inverter (IN) 5, vector pulse modulation (PWM block) 6, induction motor (M) 7, phase current sensor block (BFT) 8, transmission mechanism (PM) 9, pulse displacement sensor (ID) 10 with two outputs, the first output 11 is the angular position of the rotor electric motor, and the second output 12 - th speed setpoint current angular speed of the motor (GPV) 13, dial flux linkage of the motor 14, the speed controller (CWR) 15, a first division unit (DB1) 16, the active current controller (PT q) 17, a reactive current regulator (PT d) 18, the coordinate voltage transducer (KP1) 19, the coordinate current transducer (KP2) 20, the observational block of the state of the electric drive (NBS) 21, containing the first 22 and second 23 scale amplifier (MU1), (MU2), aperiodic link (A3) 24, divider (D) 25, the first integrator (I1) 26 and the first adder (C1) 27, therefore, the connected first functional converter (FP1) 28, the first multiplier (P1) 29, the flow controller (RP) 30 and the first restriction unit (BO1) 31, the second functional converter (FP2) 32, the second connected restriction block (BO2) 33 in series the second adder (C2) 34, the third adder block (BO3) 35 connected in series and the third adder (C3) 36, the voltage limiter (BON) 37, the correction unit (BC) 38, the first relay element (RE1) 39 connected in series and the logic adder (I) 40, the second relay element (RE2) 41, a series-connected switch (Com) 42 and an intensity adjuster (ZI) 43, a fourth limiting unit (BO4) 44.

Функциональный преобразователь ФП1 состоит из последовательно соединенных третьего масштабного усилителя (МУ3) 45, второго блока деления (БД2) 46 и блока модуля (БМ) 47.The functional converter FP1 consists of a series-connected third scale amplifier (MU3) 45, a second division unit (BD2) 46 and a module unit (BM) 47.

Функциональный преобразователь ФП2 состоит из задатчика времени нарастания 48, второго интегратора (И2) 49 и нелинейного элемента (НЭ) 50.Functional converter FP2 consists of a slew rate generator 48, a second integrator (I2) 49 and a non-linear element (NE) 50.

Блок коррекции состоит из последовательно соединенных четвертого масштабного усилителя (МУ4) 51 и дифференциатора (Диф) 52, последовательно соединенных пятого масштабного усилителя (МУ5) 53, второго перемножителя (П2) 54 и четвертого сумматора (С4) 55, последовательно соединенных шестого масштабного усилителя (МУ6) 56, третьего перемножителя (П3) 57 и пятого сумматора (С5) 58, седьмого масштабного усилителя (МУ7) 59.The correction unit consists of a fourth scale amplifier (MU4) 51 and a differentiator (Dif) 52 connected in series, a fifth scale amplifier (MU5) 53 connected in series, a second multiplier (P2) 54 and a fourth adder (C4) 55 connected in series with a sixth scale amplifier ( MU6) 56, the third multiplier (P3) 57 and the fifth adder (C5) 58, the seventh scale amplifier (MU7) 59.

Все используемые составные части системы управления являются известными либо могут быть получены из известных устройств путем их объединения известными методами.All used components of the control system are known or can be obtained from known devices by combining them by known methods.

Вопросы применения и построения координатных преобразователей напряжений 19 и токов 20 подробно описаны в [4] - Элементы системы управления частотным приводом с подчиненным векторным регулированием. /Алексеев В.В., Дартау В.А., Рудаков В.В. - Электротехническая промышленность. Серия Электропривод. - М., 1981. вып.4 (93), регуляторы частоты вращения 15, токов 17, 18, потокосцепления 30 при известных требованиях к контуру могут быть построены по требованиям и правилам, изложенным в [5], Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1973. - 350 с, с реализацией аппаратной части на основе методов, приведенных в [6] - Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для ABM. - М., Энергия, 1978, блок деления 16, 46, делитель 25, сглаживающий фильтр 3, интегратор 26, 49, масштабный усилитель 22, 23, 45, 51, 53, 56, 59, апериодическое звено 24, сумматор 27, 34, 36, 55, 58, перемножитель 29, 54, 57, блок ограничения 31, 33, 35, 44, релейный элемент 39, 41, нелинейный элемент 50, блок модуля 47, дифференциатор 52, а также логический сумматор 40 могут быть реализованы на операционных усилителях [7] - Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982, [8] - Лысеко Е.В. Функциональные элементы релейных устройств на интегральных микросхемах. - М.: Энергоатомиздат, 1083. - 128 с., [9] - Шило В.Л. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь, 1982. - 128 с. или цифровых микросхемах. Коммутатор 42 может быть реализован на герконах, реле, электронных ключах и т.п. Аппаратная реализация и работа блока векторной ШИМ 6 с диаграммами работы изложена в [10, 11] - Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е. Широтно-импульсная модуляция трехфазных автономных инверторов. - Электричество, 1997. - №6, Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е. Шевцов С.В. Симплексные алгоритмы управления трехфазным автономным инвертором напряжения с ШИМ. - Электротехника, 1993, №12. Работа импульсного датчика перемещения 10 описана в [12] - Преобразователи перемещения. Блоки индикации. Каталог 2001 г. - СПб, ОАО СКБ «ИС», 2001. - 125 с. Функциональные и электрические схемы автономного инвертора напряжения 5, выпрямителя напряжения сети 2, сглаживающего фильтра 3, их работа и рекомендации по применению приведены в [13] - Герман - Галкин СГ. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 с., ил. Функциональная и электрическая схемы, описание работы и рекомендации по выбору элементов задатчика интенсивности ЗИ 43 приведены в [14]. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л., Энергоиздат. Ленингр. Отд., 1982. - 392 с, стр.54-59.The application and construction of coordinate converters of voltages 19 and currents 20 are described in detail in [4] - Elements of a frequency drive control system with subordinate vector control. / Alekseev V.V., Dartau V.A., Rudakov V.V. - Electrical industry. Electric Drive Series. - M., 1981. issue 4 (93), speed controllers 15, currents 17, 18, flux link 30 with known requirements for the circuit can be built according to the requirements and rules set forth in [5], Besekersky V.A., Popov E.P. Theory of automatic control systems. - M .: Nauka, 1973. - 350 s, with the implementation of the hardware based on the methods given in [6] - Tetelbaum IM, Schneider Yu.R. 400 circuits for ABM. - M., Energy, 1978, division block 16, 46, divider 25, smoothing filter 3, integrator 26, 49, scale amplifier 22, 23, 45, 51, 53, 56, 59, aperiodic link 24, adder 27, 34 , 36, 55, 58, multiplier 29, 54, 57, restriction block 31, 33, 35, 44, relay element 39, 41, non-linear element 50, module block 47, differentiator 52, as well as logical adder 40 can be implemented on operational amplifiers [7] - U. Titze, K. Schenk. Semiconductor circuitry. - M .: Mir, 1982, [8] - Lyseko E.V. Functional elements of relay devices on integrated circuits. - M.: Energoatomizdat, 1083. - 128 p., [9] - Shilo V.L. Functional analog integrated circuits. - M .: Radio and communications, 1982. - 128 p. or digital circuits. Switch 42 can be implemented on reed switches, relays, electronic keys, etc. The hardware implementation and operation of the vector PWM 6 unit with operation diagrams is described in [10, 11] - Izosimov DB, Rybkin S.E. Pulse width modulation of three-phase autonomous inverters. - Electricity, 1997. - No. 6, Izosimov DB, Rybkin S.E. Shevtsov S.V. Simplex control algorithms for a three-phase autonomous voltage inverter with PWM. - Electrical Engineering, 1993, No. 12. The operation of the pulse displacement transducer 10 is described in [12] - Displacement transducers. Indication blocks. Catalog 2001 - St. Petersburg, OJSC SKB "IS", 2001. - 125 p. Functional and electrical circuits of an autonomous voltage inverter 5, a rectifier of a network voltage 2, a smoothing filter 3, their operation and recommendations for use are given in [13] - German - Galkin SG. Computer Simulation of Semiconductor Systems in MATLAB 6.0: A Training Manual. - St. Petersburg: CROWN print, 2001 .-- 320 p., Ill. Functional and electrical circuits, a description of the work, and recommendations for choosing the elements of the intensity adjuster ZI 43 are given in [14]. Basharin A.V., Novikov V.A., Sokolovsky G.G. Electric Drive Management: A Textbook for High Schools. - L., Energy Publishing House. Leningra. Sep., 1982. - 392 s, pp. 54-59.

Силовой блок (СБ) 1 обеспечивает преобразование и усиление по мощности сигналов управления, поступающих на управляющие входы инвертора напряжения (ИН) с блока 6 векторной ШИМ, управление затворами силовых транзисторов, формирование защит и гальваническую развязку силовых и управляющих цепей.The power unit (SB) 1 provides the conversion and power amplification of the control signals received at the control inputs of the voltage inverter (IN) from the vector 6 PWM block 6, control the gates of the power transistors, the formation of protection and galvanic isolation of the power and control circuits.

Датчики механических и электрических переменных электропривода формируют нормированные сигналы обратных связей с гальванической развязкой измерительных и информационных цепей. В аппаратуре управления электропривода используются: датчик напряжения (ДН) 4, состоящий из резистивного делителя и изолирующего усилителя с оптронной развязкой, установленный в звене постоянного напряжения после емкостного сглаживающего фильтра (СФ) 3, блок датчиков фазного тока (БДФТ) 8 компенсационного типа, установленных в выходных фазах автономного инвертора напряжения (ИН) 5, и импульсный датчик (ИД) 10, установленный в передаточном механизме (ПМ) 9 или на исполнительном электродвигателе (М) 7, измеряющий скорость и угловое положение ротора асинхронного электродвигателя. При установке датчика перемещений в передаточном механизме (ПМ) 9 передаточное число кинематической цепи от вала электродвигателя до датчика перемещений должно быть целочисленной величиной и иметь значение от 1 до 4, что определяется допустимой максимальной скоростью вращения импульсного датчика и особенностями обработки выходного импульсного сигнала датчика [12] - Преобразователи перемещения. Блоки индикации. Каталог 2001 г. - СПб, ОАО СКБ «ИС», 2001. - 125 с.Sensors of mechanical and electrical variables of the electric drive form normalized feedback signals with galvanic isolation of the measuring and information circuits. The following are used in the control equipment of the electric drive: voltage sensor (DN) 4, consisting of a resistive divider and an isolating amplifier with optocoupler isolation, installed in the DC link after a capacitive smoothing filter (SF) 3, a block of phase current sensors (BDFT) 8 of the compensation type, installed in the output phases of an autonomous voltage inverter (ID) 5, and a pulse sensor (ID) 10 installed in the transmission mechanism (PM) 9 or on the actuator motor (M) 7, which measures the speed and angular position of the mouth RA induction motor. When installing a displacement sensor in the transmission mechanism (PM) 9, the gear ratio of the kinematic chain from the motor shaft to the displacement sensor must be an integer value and have a value from 1 to 4, which is determined by the permissible maximum speed of the pulse sensor and the processing features of the sensor output signal [12 ] - Displacement transducers. Indication blocks. Catalog 2001 - St. Petersburg, OJSC SKB "IS", 2001. - 125 p.

В импульсном датчике угловых перемещений (ИД) 10 вырабатываются прямоугольные измерительные импульсы А и В, сдвинутые относительно друг друга на 90 градусов, частота следования которых определяется скоростью вращения электродвигателя, а фазовый сдвиг сигнала А относительно сигнала В (либо +90 град, либо -90 град) определяет направление вращения электродвигателя. Короткий импульс R определяет нулевое положение импульсного датчика перемещений 10. В электронном блоке импульсного датчика перемещений 10, выполненном на базе ТТЛ логики, вырабатываются нормированные по напряжению сигналы 0-5В для последующей обработки и выработки сигналов, пропорциональных углу поворота или скорости ротора электродвигателя [10] - стр.3-5. Преобразователи перемещения. Блоки индикации. Каталог. - СПб.: ОАО СКБ «ИС», 2001. - 125 с.In the angular displacement sensor (ID) 10, rectangular measuring pulses A and B are generated, shifted 90 degrees relative to each other, the repetition rate of which is determined by the speed of the electric motor, and the phase shift of signal A relative to signal B (either +90 degrees or -90 hail) determines the direction of rotation of the electric motor. A short pulse R determines the zero position of the pulse displacement sensor 10. In the electronic block of the pulse displacement sensor 10, made on the basis of TTL logic, voltage-normalized signals 0-5V are generated for subsequent processing and generation of signals proportional to the angle of rotation or speed of the motor rotor [10] - p. 3-5. Displacement transducers. Indication blocks. Catalog. - St. Petersburg: OJSC SKB "IS", 2001. - 125 p.

Функциональный преобразователь ФП1 вырабатывает сигнал задания потокосцепления ротора ψ2. Функциональная связь между реальной скоростью двигателя ω и потокосцеплением ротора АД определяет постоянство ψ2 на уровне задания номинального потокосцепления ротора ψ2ном при скорости ротора 0 ωrmах ωrrнoм и уменьшение ψ2 при ωкном. Последний вариант обеспечивает работу АД в зоне регулирования скорости выше номинальной при постоянстве номинального напряжения питания статора.The functional converter FP1 generates a signal for setting the flux linkage of the rotor ψ 2 . The functional relationship between the real motor speed ω and the flux linkage of the rotor HELL determines the constancy of ψ 2 at the level of setting the nominal flux linkage of the rotor ψ 2nom at a rotor speed of 0 ω rmax ω r = ω rnom and a decrease in ψ 2 when ω to > ω nom . The latter option ensures the operation of blood pressure in the speed control zone above the nominal voltage with a constant nominal voltage of the stator.

Функциональный преобразователь ФП2 в заданное время tB формирует сигнал задания потокосцепления ψ в виде линейно нарастающего напряжения при ступенчатой форме входного сигнала. После достижения установившегося значения сигнала на выходе ФП2, в системе управления силовым блоком появляется логический сигнал на разрешение управления СБ1 со стороны сигнала управления электропривода ωз.The functional converter FP2 at a given time t B generates a signal for setting the flux link ψ 2z in the form of a linearly increasing voltage with a stepped form of the input signal. After reaching steady-state value the output signal PP2, a power unit control system logic signal appears at SB1 control permission from the actuator control signal ω z.

Формирование требуемого характера переходных процессов привода связано с использованием специального задающего устройства - задатчика интенсивности ЗИ [40]. Назначение этого задающего устройства состоит в том, чтобы преобразовать ступенчатый задающий сигнал скорости ωз в управляющий сигнал ωу, который будет изменяться во времени по некоторому наперед заданному закону. Обычно используется линейный закон изменения сигнала ωу во времени.The formation of the required nature of the drive transient processes is associated with the use of a special master device - a ZI intensity adjuster [40]. The purpose of this driver is to convert the step-by-step driving signal of speed ω s into a control signal ω y , which will change in time according to a certain predetermined law. The linear law of the change in the signal ω y in time is usually used.

Работа форсированного привода происходит следующим образом. Векторное управление частотно-регулируемого асинхронного электропривода связано как с изменением частоты и текущих значений переменных асинхронного двигателя - тока, напряжения, скольжения, так и с взаимной ориентацией их векторов в полярной или декартовых системах координат. За счет регулирования амплитудных значений переменных и углов между их векторами обеспечивается полное управление асинхронным электродвигателем, как в статике, так и в динамике, что дает заметное улучшение качества переходных процессов по сравнению со скалярным управлением. Именно этот факт и является определяющим при выборе систем с векторным управлением.The operation of the forced drive is as follows. Vector control of a frequency-controlled asynchronous electric drive is associated both with a change in the frequency and current values of the variables of the asynchronous motor - current, voltage, slip, and with the mutual orientation of their vectors in polar or Cartesian coordinate systems. By controlling the amplitude values of the variables and the angles between their vectors, the induction motor is fully controlled both in statics and dynamics, which gives a noticeable improvement in the quality of transients compared to scalar control. It is this fact that is decisive in the choice of systems with vector control.

Основное назначение системы векторного управления в управляемом приводе - регулирование и стабилизация момента и скорости двигателя [15] - Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. - Л., Энергоатомиздат, 1987. - 136 с.The main purpose of the vector control system in a controlled drive is regulation and stabilization of engine torque and speed [15] - Rudakov VV, Stolyarov IM, Dartau VA Asynchronous electric drives with vector control. - L., Energoatomizdat, 1987 .-- 136 p.

Момент асинхронного двигателя формируется за счет воздействий на абсолютные значения векторов потокосцепления статора ψ1, основного потокосцепления ψµ, потокосцепления ротора ψ2, токов статора I1 и ротора I2, а также фазовых сдвигов между ними. От того, какие векторы выбраны в качестве регулируемых, зависят принцип построения и техническая реализация систем управления электроприводом. Особенностью систем управления с опорным вектором ψ2 является более простая, чем при опорном векторе ψµ , структура управления. Момент АД при ориентации системы координат по вектору ψ2 определяется выражением 1 [16] - Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - М-Л., Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.The moment of the induction motor is formed due to the impact on the absolute values of the stator flux link vectors ψ 1 , main flux link ψ µ , rotor flux link ψ 2 , stator currents I 1 and rotor I 2 , as well as phase shifts between them. The construction principle and technical implementation of electric drive control systems depend on which vectors are chosen as adjustable. A feature of control systems with a reference vector ψ 2 is a simpler control structure than with a reference vector ψ μ . The moment of blood pressure when the coordinate system is oriented along the vector ψ 2 is determined by the expression 1 [16] - Kovach KP, Ratz I. Transients in AC machines. - M-L., Gosenergoizdat, 1963 .-- 744 p.

Figure 00000005
Figure 00000005

где L2 - индуктивность обмотки ротора, приведенная к цепи статора, L12 - взаимная индуктивность.where L 2 is the inductance of the rotor winding, reduced to the stator circuit, L 12 is the mutual inductance.

Векторная диаграмма при ориентации вектора потокосцепления ротора ψ2 по оси d системы координат d-q представлена на фиг.1. Там же показаны векторы токов намагничивания Iµ, ротора I2 и проекции векторов тока статора и ротора на оси вращающейся - d, q и неподвижной - α, β систем координат. При этомA vector diagram with the orientation of the flux linkage vector of the rotor ψ 2 along the d axis of the coordinate system dq is shown in Fig. 1. The vectors of the magnetization currents I µ , the rotor I 2 and the projection of the stator and rotor current vectors on the axis of the rotating — d, q and fixed — α, β coordinate systems are also shown there. Wherein

Figure 00000006
Figure 00000006

т.е. в установившемся режиме вектор тока ротора I2 перпендикулярен вектору ψ2, отстает от него на угол 90 эл. град, а его модуль при ψ2=const меняется пропорционально абсолютному скольжению.those. in the steady state, the rotor current vector I 2 is perpendicular to the vector ψ 2 , behind it by an angle of 90 el. hail, and its modulus at ψ 2 = const changes in proportion to the absolute slip.

В двигательном режиме вектор тока статора I1 опережает вектор ψ2 на уголIn motor mode, the stator current vector I 1 is ahead of the vector ψ 2 by an angle

θ=arc tg(L2ω0нoмsa/R2), его составляющая I1d2/L12 определяет потокосцепление ротора ψ2 а составляющая I1q2L2ω0номSa/(L12R2) компенсирует влияние на него реакции ротора.θ = arc tg (L 2 ω 0nom s a / R 2 ), its component I 1d = ψ 2 / L 12 determines the flux linkage of the rotor ψ 2 and the component I 1q = ψ 2 L 2 ω 0nom S a / (L 12 R 2 ) compensates for the effect of the rotor reaction on it.

В соответствии с выражениями (1), (2) электромагнитный момент асинхронного электродвигателя определяется взаимодействием ортогональных составляющих потокосцепления ротора ψ22d=L12I1d и тока статора Ilq. Таким образом, при стабилизации ψ2, как и при стабилизации ψµ, система векторного управления будет подобна системе управления двигателями постоянного тока, где составляющая I1d тока статора определяет потокосцепление ψ2 АД (магнитный поток ДПТ), а составляющая I1q является моментной составляющей тока статора (аналогично току якоря ДПТ).In accordance with expressions (1), (2), the electromagnetic moment of an induction motor is determined by the interaction of the orthogonal components of the rotor flux linkage ψ 2 = ψ 2d = L 12 I 1d and the stator current I lq . Thus, during stabilization ψ 2 , as well as during stabilization ψ µ , the vector control system will be similar to the control system for DC motors, where the stator current component I 1d determines the flux linkage ψ 2 AM (magnetic flux of the DCT), and the component I 1q is the moment component stator current (similar to the current of the DPT armature).

Векторная диаграмма фиг.1 позволяет дать физическую интерпретацию принципа построения систем векторного управления АД. В системе управления с ориентацией вектора потокосцепления ротора

Figure 00000007
по оси d при отсутствии задания скорости и статической нагрузки на валу АД (Мс=0) должно обеспечиваться задание исходного потокосцепления ψ2 лишь за счет составляющей тока статора I1d. При этом вектор тока статора
Figure 00000008
, равный по модулю току I1d, будет совпадать по направлению с вектором
Figure 00000007
, равным по модулю потокосцеплению ψ2d. Если подобного совпадения не произойдет, то появление составляющей I1d≠0 приведет согласно (1) к возникновению электромагнитного момента М≠0 и при Мс=0 начнется движение вала ротора АД. Тогда за счет обратной связи по скорости двигателя система должна обеспечить фазовый поворот вектора
Figure 00000008
до его совпадения с вектором
Figure 00000007
, при котором электромагнитный момент станет равным нулю и произойдет останов двигателя. При неподвижном роторе (f1=0, αω0ном=0) и отсутствии статической нагрузки вектор
Figure 00000007
будет неподвижен в пространстве, а ток I1 - постоянным во времени. Подобное состояние АД аналогично условию подачи постоянного тока в обмотку возбуждения ДПТ без подключения его якорной цепи к источнику напряжения.The vector diagram of figure 1 allows you to give a physical interpretation of the principle of construction of vector control systems of blood pressure. In a control system with orientation of the rotor flux link vector
Figure 00000007
along the d axis, in the absence of a speed and a static load on the AM shaft (M s = 0), the initial flux linkage ψ 2 must be set only due to the stator current component I 1d . In this case, the stator current vector
Figure 00000008
equal in absolute value to the current I 1d will coincide in the direction with the vector
Figure 00000007
modulo flux linkage ψ 2d . If such a coincidence does not occur, then the appearance of the component I 1d ≠ 0 will lead, according to (1), to the appearance of an electromagnetic moment M ≠ 0 and when M s = 0, the movement of the rotor shaft of the HELL will begin. Then, due to feedback on the engine speed, the system should provide a phase rotation of the vector
Figure 00000008
until it matches the vector
Figure 00000007
at which the electromagnetic moment becomes equal to zero and the engine stops. With a stationary rotor (f 1 = 0, αω 0nom = 0) and the absence of static load, the vector
Figure 00000007
will be motionless in space, and the current I 1 - constant in time. Such a state of blood pressure is similar to the condition for supplying direct current to the excitation winding of the DCT without connecting its armature circuit to a voltage source.

При поступлении сигнала задания скорости АД система управления сначала обеспечивает поворот вектора

Figure 00000009
относительно
Figure 00000007
и, в итоге, формирование электромагнитного момента М≠0, под действием которого при М>Мс начинается движение вала ротора АД. Это движение будет происходить до тех пор, пока реальная скорость АД не сравняется с заданным значением. При их равенстве вектор
Figure 00000009
вновь устанавливается по направлению вектора
Figure 00000007
, а электромагнитный момент становится равным нулю. Однако в отличие от предыдущего режима ток статора является уже переменным во времени, а вектор
Figure 00000007
вращается в пространстве со скоростью, пропорциональной частоте тока статора. С той же скоростью вращается и система координат d-q. Поэтому составляющие I1d и ψ2d остаются на прежнем уровне. АД работает в режиме идеального холостого хода со скоростью, связанной с заданной частотой тока статора. Подобное состояние АД аналогично режиму идеального холостого хода ДПТ, когда при постоянном его возбуждении и Мс=0 якорная цепь ДПТ подключена к регулируемому источнику постоянного напряжения.When a signal for setting the speed of blood pressure arrives, the control system first ensures the rotation of the vector
Figure 00000009
regarding
Figure 00000007
and, in the end, the formation of the electromagnetic moment M ≠ 0, under the action of which, at M> Ms, the movement of the rotor shaft begins. This movement will occur until the real blood pressure velocity is equal to the set value. With their equality, the vector
Figure 00000009
set again in the direction of the vector
Figure 00000007
, and the electromagnetic moment becomes equal to zero. However, unlike the previous mode, the stator current is already variable in time, and the vector
Figure 00000007
rotates in space at a speed proportional to the frequency of the stator current. The coordinate system dq rotates at the same speed. Therefore, the components I 1d and ψ 2d remain at the same level. AM works in idle mode at a speed associated with a given frequency of the stator current. Such a state of blood pressure is similar to the ideal idle mode of the DPT, when, with its constant excitation and M c = 0, the anchor circuit of the DPT is connected to an adjustable constant voltage source.

При увеличении нагрузки на валу АД система управления обеспечивает поворот вектора

Figure 00000009
относительно
Figure 00000010
таким образом, чтобы, во-первых, составляющая I1d оставалась неизменной, сохраняя постоянство потокосцепления ψ2, а во-вторых, составляющая I1q увеличилась до значения, при котором электромагнитный момент становился равным моменту сил сопротивления на валу АД и двигатель выходил бы на установившийся режим.With an increase in the load on the AD shaft, the control system provides a vector rotation
Figure 00000009
regarding
Figure 00000010
so that, firstly, the component I 1d remains unchanged, maintaining a constant flux linkage ψ 2 , and secondly, the component I 1q increases to a value at which the electromagnetic moment becomes equal to the moment of resistance forces on the motor shaft and the motor goes out steady state.

На векторной диаграмме фиг.1 вектор

Figure 00000009
по мере увеличения нагрузки скользит по линии, перпендикулярной вектору
Figure 00000007
. Результирующая составляющая токов статора и ротора по оси q создает составляющую потокосцепления ψµq. При этом конец вектора ψµ скользит по прямой 2, также перпендикулярной вектору
Figure 00000007
. Таким образом, при увеличении нагрузки двигателя и стабилизации ψ2 поток намагничивания двигателя также увеличивается.In the vector diagram of figure 1, the vector
Figure 00000009
as the load increases, it glides along a line perpendicular to the vector
Figure 00000007
. The resulting component of the stator and rotor currents along the q axis creates the flux linkage component ψ µq . In this case, the end of the vector ψ μ slides along the straight line 2, also perpendicular to the vector
Figure 00000007
. Thus, with an increase in engine load and stabilization of ψ 2 , the magnetization flux of the engine also increases.

При стабилизации потокосцепления ротора (ψ2=const) механические характеристики АД подобны характеристикам ДПТ с независимым возбуждением. Поскольку теория и технические решения систем управления электроприводом с ДПТ, имеющим независимое возбуждение, достаточно апробированы, то понятна привлекательность применения систем векторного регулирования с управлением по потоку ротора.When the rotor flux linkage is stabilized (ψ 2 = const), the mechanical characteristics of the AD are similar to the characteristics of DCTs with independent excitation. Since the theory and technical solutions of electric drive control systems with DPT having independent excitation are sufficiently tested, the attractiveness of using vector control systems with rotor flow control is understandable.

Функциональная схема электропривода при векторном управлении асинхронным двигателем и определении потокосцепления ротора в наблюдательном блоке состояния по модели потока приведена на фиг.2. К особенностям организации данного варианта функциональной схемы следует отнести наличие четырех контуров управления для регулирования скорости, потокосцепления ротора и составляющих вектора тока статора. Внешним по отношению к контуру регулирования тока Iq является контур регулирования скорости двигателя. На входе контура регулирования тока Iq сравнивается выходной сигнал регулятора скорости Upc, который задает значение электромагнитного момента, и сигнал обратной связи, вычисленный в КП2. Внешним по отношению к контуру тока по оси d является контур регулирования потокосцепления ротора с регулятором потока (РП) 30. Выходной сигнал регулятора потока (РП) 30 представляет собой сигнал задания составляющей тока статора по вещественной оси Id. На входе регулятора (РП) 30 сравнивается сигнал задания ψ и истинное значение потока ротора, вычисленное в НБС 21. Учитывая высокие требования к динамическим режимам работы привода, во внутреннем контуре регулирования составляющей тока статора ίd используется ПИД-регулятор, а регулятор потокосцепления РП во внешнем контуре регулирования может быть выполнен либо в виде ПИ-регулятора для астатической системы регулирования, либо в виде П-регулятора для статической системы. Для исключения значительного перерегулирования во внутреннем контуре на входе регулятора тока РТ целесообразно установить апериодический фильтр с передаточной функцией:Functional diagram of an electric drive for vector control of an induction motor and determination of rotor flux linkage in the observational state block according to the flow model is shown in FIG. 2. The organization features of this variant of the functional diagram include the presence of four control loops for controlling the speed, flux linkage of the rotor, and components of the stator current vector. External to the current control loop I q is the motor speed control loop. At the input of the current control loop I q , the output of the speed controller U pc , which sets the value of the electromagnetic moment, and the feedback signal calculated in KP2 are compared. External to the current path along the d axis is the rotor flux linkage control loop with the flow regulator (RP) 30. The output of the flow regulator (RP) 30 is a signal for setting the stator current component along the real axis I d . At the input of the controller (RP) 30, the reference signal ψ 2z and the true value of the rotor flux calculated in the NBS 21 are compared. Considering the high requirements for the dynamic operating modes of the drive, the PID controller is used in the internal circuit of the stator current component ί d , and the RP flux linkage controller in the external control loop can be performed either in the form of a PI-controller for an astatic control system, or in the form of a P-controller for a static system. To avoid significant overshoot in the internal circuit at the input of the current regulator RT it is advisable to install an aperiodic filter with a transfer function:

Figure 00000011
Figure 00000011

где Тфr - постоянная времени фильтра.where T f = T r is the filter time constant.

Контур регулирования скорости с регулятором частоты вращения (РЧВ) 15 замкнут по сигналу ωr, пропорциональному текущей скорости ротора асинхронного двигателя, получаемому с импульсного датчика (ИД) 10. Результат суммирования в регуляторе частоты вращения 15 сигнала задания ωз и сигнала отрицательной обратной связи по скорости двигателя ωт является сигналом задания момента двигателя. Полярность сигнала задания ωз определяет направление момента и скорости вращения двигателя.Speed control loop with the speed controller (CWR) 15 is closed by the signal ω r, the current proportional to the induction motor rotor speed obtainable with the pulse generator (ID) 10. The result of the summation in the controller 15, the rotational speed reference signal ω z, and a negative feedback signal engine speed ω t is a signal to set the engine torque. The polarity of the reference signal ω s determines the direction of the moment and engine speed.

Оптимальная настройка контуров управления выполняется на основе метода подчиненного регулирования исходя из желаемого быстродействия электропривода [17] - Ремшин Б.И., Ямпольский Д.С. Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов. М., Энергия. - 184 с. Информация об ориентации системы координат в режиме реального времени восстанавливается расчетным путем в наблюдательном блоке состояния на основе параметров АД и системы математических дифференциальных уравнений роторной цепи АД. Данный вариант построения системы привода обеспечивает качественное управление моментом АД в динамике, а также возможность регулирования скорости выше номинальной. Обязательным условием для реализации предложенной структуры управления является наличие импульсного датчика на валу АД, разрешающая способность которого, в конечном итоге, определяет максимальную точность и диапазон регулирования частоты вращения двигателя. Система векторного управления позволяет разделить каналы регулирования и обеспечить независимое управление по модулю вектора потокосцепления ротора и скорости двигателя при сохранении прямой пропорциональности между моментом, развиваемым двигателем, и составляющей тока статора, находящейся в квадратуре с волной потокосцепления ротора. Благодаря этому появляется возможность реализовать двухзонное регулирование частоты вращения ротора АД. В первой зоне регулирования от нуля до номинальной частоты вращения управление двигателем осуществляется одновременным увеличением амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя частоты. Во второй зоне регулирование от номинальной до максимальной частоты вращения двигателя управление двигателем осуществляется только за счет повышения частоты выходного напряжения преобразователя. Амплитуда напряжения при этом поддерживается постоянной, равной номинальному значению. Такое управление позволяет увеличить диапазон регулирования частоты вращения двигателя выше номинальной и, следовательно, расширить область применения частотно-регулируемых электроприводов.The optimal control loops are configured based on the slave control method based on the desired speed of the electric drive [17] - Remshin BI, Yampolsky DS Design and commissioning of subordinate control systems for electric drives. M., Energy. - 184 p. Information about the orientation of the coordinate system in real time is calculated by calculation in the observational state block based on the parameters of the blood pressure and the system of mathematical differential equations of the rotor chain of the blood pressure. This option of constructing a drive system provides high-quality control of the moment of blood pressure in the dynamics, as well as the ability to control speeds above the nominal. A prerequisite for the implementation of the proposed control structure is the presence of a pulse sensor on the HELL shaft, the resolution of which, ultimately, determines the maximum accuracy and range of regulation of the engine speed. The vector control system allows you to separate the control channels and provide independent control modulo the flux linkage vector of the rotor and the motor speed while maintaining direct proportionality between the moment developed by the motor and the stator current component, which is in quadrature with the rotor flux linkage wave. Thanks to this, it becomes possible to implement dual-zone speed control of the rotor HELL. In the first regulation zone from zero to the nominal speed, the motor is controlled by simultaneously increasing the amplitude and frequency of the output voltage of the frequency converter. In the second zone, regulation from nominal to maximum engine speed is controlled only by increasing the frequency of the converter output voltage. The voltage amplitude is maintained constant equal to the nominal value. This control allows you to increase the range of regulation of the engine speed above the nominal and, therefore, to expand the scope of frequency-controlled electric drives.

Частота напряжения на выходе силового блока (СБ) 1 в системе координат d-q определяется выражением 3 [18] - Козярук А.Е., Рудаков В.В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов. - С-Пб., Эл. техн. компания, 2004. - 127 с.:The frequency of the voltage at the output of the power block (SB) 1 in the d-q coordinate system is determined by the expression 3 [18] - Kozyaruk A.E., Rudakov V.V. Modern and promising algorithmic support for variable frequency drives. - St. Petersburg., El. tech. company, 2004. - 127 p .:

Figure 00000012
Figure 00000012

Следовательно, в первой зоне регулирования в соответствии с (3) при ψ2=const частота ω0 изменяется пропорционально составляющей напряжения Us, а во второй зоне регулирования при Us=const частота ω0 изменяется обратно пропорционально модулю вектора потокосцепления ротора ψ2. Модуль вектора потокосцепления ротора в системе управления задается на уровне номинального значения.Therefore, in the first regulation zone, in accordance with (3), for ψ 2 = const, the frequency ω 0 changes in proportion to the voltage component U s , and in the second regulation zone for U s = const, the frequency ω 0 changes inversely to the modulus of the rotor flux vector ψ 2 . The rotor flux linkage vector module in the control system is set at the nominal value level.

Перевод из зоны регулирования с постоянным моментом в зону регулирования с постоянной мощностью осуществляется автоматически с помощью ФП1. На входе регулятора потокосцепления ротора действует не единичное постоянное задающее воздействие, а сигнал, обратно пропорциональный частоте вращения ротора двигателя. Этот сигнал усиливается с коэффициентом усиления Kψ третьим масштабным усилителем (МУЗ) 45 и поступает на вход второго блока деления 46 и вычисления модуля (БМ) 47. В блоке модуля 47 сигнал задания потокосцепления ротора ограничивается сверху на единичном уровне. Поэтому в первой зоне регулирования при скорости ротора двигателя меньше номинальной ωrrном сигнал задания потокосцепления не изменяется и электропривод работает с ψ2=const. После разгона двигателя до скорости выше номинальной ωrrном задающий сигнал потокосцепления ротора выходит из ограничения и электропривод переходит во вторую зону регулирования.The transfer from the control zone with constant torque to the control zone with constant power is carried out automatically using FP1. At the input of the rotor flux linkage controller, there is not a single constant driving action, but a signal inversely proportional to the rotor speed of the motor. This signal is amplified with a gain factor K ψ by a third large-scale amplifier (MSM) 45 and is fed to the input of the second division unit 46 and calculation of the module (BM) 47. In the block of the module 47, the rotor flux link signal is limited from above at a unit level. Therefore, in the first control zone, when the rotor speed of the motor is less than the nominal ω rrnom, the signal for setting the flux linkage does not change and the electric drive operates with ψ 2 = const. After the engine accelerates to a speed above the nominal ω r > ω rnom, the rotor flux linkage signal leaves the limit and the electric drive goes into the second regulation zone.

Исходной информацией для построения системы векторного управления является информация о мгновенных значениях и пространственном положении вектора потокосцепления в воздушном зазоре, мгновенных значениях токов или напряжений статора и скорости ротора двигателя. Координаты электропривода, измеренные в неподвижной системе координат, могут быть преобразованы к вращающейся системе координат, и из них могут быть выделены постоянные значения, пропорциональные составляющим векторов в неподвижной системе координат. По этим координатам и производится управление. Вращающаяся система координат принимается определенным образом ориентированной относительно вектора потокосцепления двигателя. Удобные алгоритмы управления имеют место при ориентации координатной системы относительно потокосцепления ротора двигателя.The initial information for constructing a vector control system is information on the instantaneous values and spatial position of the flux linkage vector in the air gap, the instantaneous values of the stator currents or voltages, and the rotor speed of the motor. The coordinates of the electric drive, measured in a fixed coordinate system, can be converted to a rotating coordinate system, and constant values proportional to the components of the vectors in the fixed coordinate system can be extracted from them. According to these coordinates, control is performed. A rotating coordinate system is adopted in a certain way oriented relative to the engine flux linkage vector. Convenient control algorithms take place when the coordinate system is oriented relative to the flux linkage of the motor rotor.

Питание двигателя осуществляется от силового блока со звеном постоянного тока и инвертором напряжения. Напряжения на выходе инвертора UА, UВ, UС создают токи в статорных обмотках двигателя ίА, ίВ, ίС в неподвижной системе координат. В структуре привода фиг.2 быстродействующие токовые контуры выполнены во вращающейся системе координат. Выходные сигналы регуляторов токов Ud и Uq, являющиеся сигналами задания напряжения инвертора, - сигналы постоянного тока во вращающейся системе координат. Поэтому контуры регулирования токов по прямой и квадратурной осям включают в себя преобразователи координат (КП1), (КП2) 19, 20. В координатном преобразователе напряжений (КП1) 19 осуществляется перевод управления из вращающихся координатных осей d-q к неподвижным α-β по выражению (4):The engine is powered by a power unit with a DC link and a voltage inverter. The voltage at the inverter output U A , U B , U C creates currents in the stator windings of the motor ί A , ί B , ί C in a fixed coordinate system. In the drive structure of FIG. 2, high-speed current loops are made in a rotating coordinate system. The output signals of the current regulators U d and U q , which are signals for setting the inverter voltage, are DC signals in a rotating coordinate system. Therefore, the current control loops along the direct and quadrature axes include coordinate transformers (KP1), (KP2) 19, 20. In the coordinate voltage transducer (KP1) 19, the control is transferred from the rotating coordinate axes dq to the stationary α-β according to the expression (4 ):

Figure 00000013
Figure 00000013

В преобразователе координат (КП2) 20 вычисление токов Id и Iq, пропорциональных моменту и потокосцеплению ротора электродвигателя, происходит по выражениям (5):In the coordinate converter (KP2) 20, the calculation of the currents I d and I q proportional to the moment and flux linkage of the rotor of the electric motor occurs according to the expressions (5):

Figure 00000014
Figure 00000014

где iα и iβ - составляющие тока в неподвижной системе координат;where i α and i β are the components of the current in a fixed coordinate system;

ωк - скорость вращения системы координат, вращающейся с полем электродвигателя.ω to - the speed of rotation of the coordinate system rotating with the field of the electric motor.

Составляющие тока статора iα, iβ в неподвижной системе координат вычисляются по замеренным в БДФТ 8 реально существующим мгновенным значениям фазных токов статора электродвигателя в соответствии с выражением (6) [2] - Глазенко Т.А., Герман-Галкин С.Г., Полищук С.Б., Рыдов В.А. Частотно-регулируемые асинхронные электропривода для станков с ЧПУ. - Л., ЛДНТП, 1988. - 28 с, ил.:The components of the stator current i α , i β in a fixed coordinate system are calculated from the actual instantaneous values of the phase currents of the electric motor stator measured in BFT 8 in accordance with expression (6) [2] - Glazenko T.A., German-Galkin S.G. , Polishchuk S.B., Rydov V.A. Frequency-controlled asynchronous electric drives for CNC machines. - L., LDNTP, 1988 .-- 28 s, ill .:

Figure 00000015
Figure 00000015

Мгновенные значения фазных токов в неподвижной системе координат измеряются с помощью электрического датчика тока типа LEM [19] - Датчики - трансформаторы тока и напряжения серии ЛЕМ. Технические условия ТУ 3413-001-00512622-96. - Тверь, ООО «ТВЕЛЕМ». - 1996. - 29 с., или резистивного датчика.Instantaneous values of phase currents in a fixed coordinate system are measured using an electric current sensor of the LEM type [19] - Sensors - current and voltage transformers of the LEM series. Specifications TU 3413-001-00512622-96. - Tver, LLC "TVELEM". - 1996. - 29 p., Or a resistive sensor.

Сигналы задания Uα, Uβ для расчета фазных напряжений UA, UB, UC, формирующих требуемые фазные токи статора ia, iв, ic, с выхода координатного преобразователя напряжений 19, поступают на соответствующие входы блока векторной ШИМ 6, где вычисляются проекции векторов эквивалентного напряжения на зажимах статора электродвигателя, представляющие собой усредненные на определенном интервале дискретности от высокочастотных коммутационных пульсаций мгновенные значения фазных напряжений.Reference signals U α, U β to calculate the phase voltages U A, U B, U C , forming the desired phase stator currents i a, i a, i c, outputted from the coordinate converter voltages 19 are applied to respective inputs of a vector PWM unit 6, where the projections of the equivalent voltage vectors at the terminals of the stator of the electric motor are calculated, which are instantaneous values of phase voltages averaged over a certain discrete interval from high-frequency switching pulsations.

Математическая модель ротора АД реализована в НБС 21, на вход которого кроме текущих значений Id, Iq составляющих тока статора поступает сигнал, пропорциональный углу поворота ротора двигателя с первого выхода 11 импульсного датчика 10. НБС формирует сигнал, пропорциональный потокосцеплению ψ2 ротора двигателя и сигнал θ, определяющий ориентацию системы координат. Структурная схема НБС приведена на фиг.5.The mathematical model of the AD rotor is implemented in the NBS 21, the input of which, in addition to the current values of I d , I q components of the stator current, receives a signal proportional to the angle of rotation of the motor rotor from the first output 11 of the pulse sensor 10. The NBS generates a signal proportional to the flux coupling ψ 2 of the motor rotor and signal θ, which determines the orientation of the coordinate system. The structural diagram of the NBS is shown in Fig.5.

Наблюдательный блок состояния электропривода (НБС) 21 построен во вращающейся системе координат (d-q), ориентированной по вектору потокосцепления ротора. Блок восстанавливает переменные, необходимые для реализации алгоритма векторного управления в соответствии с уравнениями (7) роторной цепи электродвигателя:The observational block of the state of the electric drive (NBS) 21 is built in a rotating coordinate system (d-q), oriented along the rotor flux linkage vector. The unit restores the variables necessary for the implementation of the vector control algorithm in accordance with equations (7) of the rotor circuit of the electric motor:

Figure 00000016
Figure 00000016

где:Where:

Figure 00000017
- постоянная роторной цепи;
Figure 00000017
- constant rotor chain;

R2, L2, Lm - активное сопротивление, индуктивности ротора и цепи намагничивания;R 2 , L 2 , L m - resistance, inductors of the rotor and the magnetization circuit;

ίd, ίq - проекции вектора тока статора на оси d и q;ί d , ί q are the projections of the stator current vector on the d and q axes;

ωψ - частота вращения вектора потокосцепления ротора;ω ψ is the rotation frequency of the rotor flux linkage vector;

ωs - частота скольжения;ω s is the slip frequency;

ωr - скорость вращения ротора электродвигателя;ω r is the rotational speed of the rotor of the electric motor;

Zp - число пар полюсов; ψ2 - потокосцепление ротора.Z p is the number of pairs of poles; ψ 2 - flux linkage of the rotor.

Отметим, что для восстановления переменных в наблюдательном блоке состояния 21 вместо реальных значений тока статора в осях (d,q) используются их заданные значения ί, ί, что допустимо при быстродействующих контурах тока, отрабатывающих заданные значения без фазовых и статических ошибок.Note that to restore the variables in the observational block of state 21, instead of the real values of the stator current in the axes (d, q), their set values ί dз , ί qз are used , which is permissible for high-speed current circuits that work out the set values without phase and static errors.

Значения потокосцепления ротора и частоты роторной ЭДС двигателя определяются в наблюдательном блоке состояния 21 в соответствии с выражениями 8, 9, полученными из системы уравнений роторной цепи электродвигателя 7:The values of the rotor flux linkage and the frequency of the rotary EMF of the engine are determined in the observation block of state 21 in accordance with expressions 8, 9 obtained from the system of equations of the rotor circuit of the electric motor 7:

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Выражение (8) показывает, что при ориентации оси d вращающейся системы координат по вектору потокосцепления ротора ψ2 значение потокосцепления однозначно определяется составляющей тока статора по прямой оси d. Выражение (9) дает возможность при известном значении потокосцепления рассчитать значение частоты роторной ЭДС по составляющей тока статора по квадратурной оси q. Расчет потокосцепления ротора и частоты роторной ЭДС по формулам 8, 9 обеспечивает ориентацию оси d по вектору потокосцепления ротора ψ2 (см. векторную диаграмму фиг.1).Expression (8) shows that when the rotary coordinate system d is oriented along the rotor flux linkage vector ψ 2 , the flux linkage value is uniquely determined by the stator current component along the straight axis d. Expression (9) makes it possible for a known value of flux linkage to calculate the value of the frequency of the rotary EMF from the stator current component along the quadrature axis q. The calculation of the rotor flux linkage and the rotary EMF frequency according to formulas 8, 9 ensures the orientation of the d axis along the rotor flux link vector ψ 2 (see the vector diagram of FIG. 1).

Для определения угла поворота θ вычисляется сумма измеренного значения скорости, умноженного на число пар полюсов, и рассчитанного в наблюдательном блоке состояния (НБС) 21 значения роторной частоты, которая определяет текущее значение частоты напряжения на статоре электродвигателя - ω0эл=pnω+ωr. Интегрирование этой величины в интеграторе И1 26 дает текущее значение угла поворота θ вращающейся системы координат d-q относительно связанной со статором неподвижной системы координат α-β. Это значение используется в блоках преобразователей координат КП1, КП2 прямого канала и канала обратной связи для расчета необходимых значений направляющих sinθ и cosθ.To determine the rotation angle θ, the sum of the measured velocity value multiplied by the number of pole pairs and the rotor frequency calculated in the state observation unit (NBS) 21 is calculated, which determines the current value of the voltage frequency at the motor stator - ω 0el = p n ω + ω r . Integration of this quantity in the integrator I1 26 gives the current value of the rotation angle θ of the rotating coordinate system dq relative to the fixed coordinate system α-β connected with the stator. This value is used in the coordinate converter blocks KP1, KP2 of the direct channel and the feedback channel to calculate the necessary values of the guides sinθ and cosθ.

В предложенной системе управления исключение влияния перекрестных связей каналов регулирования потока и скорости двигателя обеспечивается путем использования быстродействующих контуров тока [20] - Novotny D.W. and Lipo Т.А. Introduction to Field Orientation and High Performance AC Drives Second Edition / IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1986. Section 2, и специального блока коррекции (БК) 38, вырабатывающего сигналы компенсации в соответствии с уравнениями 10:In the proposed control system, the elimination of the influence of cross-links between the flow control channels and the engine speed is ensured by using high-speed current circuits [20] - Novotny D.W. and Lipo T.A. Introduction to Field Orientation and High Performance AC Drives Second Edition / IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1986. Section 2, and a special correction unit (BC) 38 that generates compensation signals in accordance with equations 10:

Figure 00000020
Figure 00000020

Исключение взаимовлияния каналов позволяет рассматривать контур регулирования потокосцепления ротора и контур регулирования момента автономными и делает возможным независимое регулирование потокосцепления ротора и момента асинхронного электродвигателя подобно тому, как происходит регулирование потока возбуждения в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением. В частности, существует возможность предварительного намагничивания двигателя, т.е. возможность установить поток до того, как на контур скорости будет подан сигнал задания скорости, и когда скорость двигателя равна нулю.The exclusion of channel interference allows the rotor flux linkage control loop and the torque control loop to be considered autonomous and makes it possible to independently control the rotor flux linkage and the torque of an asynchronous electric motor, similar to how the excitation flux is regulated in an DC motor with independent excitation. In particular, it is possible to pre-magnetize the motor, i.e. the ability to set the flow before the speed reference signal is sent to the speed loop, and when the engine speed is zero.

Формирование амплитудного значения потока двигателя, а также скорости его нарастания обеспечивают функциональные преобразователи (ФП1) 28, (ФП2) 32. Сигнал задания потокосцепления с ЗП 14 поступает на вход ФП1. Выходной сигнал ФП1 определяется значением скорости двигателя. До тех пор, пока скорость двигателя не превышает номинального значения, сигнал на выходе ФП1 задает номинальный поток, который остается постоянным во всем диапазоне регулирования скорости ниже номинального значения. Когда скорость двигателя превысит номинальное значение, сигнал на выходе ФП1 будет уменьшаться и скорость, большая номинальной, будет достигнута при ослаблении потокосцепления ротора при постоянном значении напряжения на статоре.Functional converters (FP1) 28, (FP2) 32 provide the formation of the amplitude value of the engine flow, as well as its slew rate. The signal for setting the flux linkage from ZP 14 is input to FP1. The output signal FP1 is determined by the value of the engine speed. As long as the engine speed does not exceed the nominal value, the signal at the output of FP1 sets the nominal flow, which remains constant in the entire range of speed regulation below the nominal value. When the motor speed exceeds the nominal value, the signal at the FP1 output will decrease and the speed greater than the nominal one will be achieved when the rotor flux linkage is weakened at a constant voltage value on the stator.

Блок ФП2 32 при подаче сигнала задания ψз с ФП1 28 на вход контура регулирования потокосцепления ротора обеспечивает плавное нарастание потокосцепления ротора. Блок НЭ 50, соединенный входом с выходом интегратора (И2) 49, а выходом с входом интегратора И2, ограничивает предельно допустимое значение потокосцепления. Коэффициент усиления интегратора определяет интенсивность нарастания потокосцепления ротора с учетом заданного времени нарастания, подаваемого на вход интегратора И2 с задатчика времени нарастания (ЗВН) 48.PP2 unit 32 with a signal of a reference ψ OP1 28 to the input rotor flux control circuit provides a smooth increase of the rotor flux linkage. Block NE 50, connected by an input to the output of the integrator (I2) 49, and by an output with the input of the integrator I2, limits the maximum permissible value of flux linkage. The integrator gain determines the rate of increase of the rotor flux linkage taking into account the specified rise time supplied to the input of the integrator I2 from the rise time adjuster (RVN) 48.

На входе регулятора частоты вращения управляемого привода предусмотрен задатчик интенсивности (ЗИ) 43. При подаче на его вход сигнала задания скорости любой, в том числе и ступенчатой, формы изменение сигнала задания скорости на выходе задатчика интенсивности происходит по линейному или другому закону, что обеспечивает плавный характер разгона и торможения привода.At the input of the speed controller of the controlled drive, an intensity adjuster (ZI) 43 is provided. When a speed reference signal of any speed is applied to its input, including a step-like form, the change of the speed reference signal at the output of the intensity adjuster occurs according to a linear or other law, which ensures smooth the nature of acceleration and braking of the drive.

Для обеспечения корректной работы системы подчиненного регулирования выходной сигнал регулятора внешнего контура необходимо ограничить [17, 21] - Ремшин Б.И., Ямпольский Д.С. Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов. - М., Энергия, 1975. - 184 с, Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. - М., Энергоатомиздат, 1982. - 120 с. Для ограничения токов статора по прямой и квадратурным осям в регуляторах потока (РП) и скорости (РЧВ) предусмотрены блоки ограничения выходных сигналов ίd, ίq (БО1), (БО4) 31,44. Ограничение выходного сигнала регулятора внешнего контура вступает в действие, если в переходном процессе сигнал ошибки на его входе, представляющий собой разность между сигналом задания и сигналом обратной связи, станет недопустимо большим. Отсутствие ограничения выходного сигнал регулятора может привести к недопустимому увеличению выходной величины подчиненного контура. Наличие блока ограничения не только в контуре регулирования потока, но и в контуре регулирования скорости ротора электродвигателя позволяет независимо ограничивать значения момента двигателя и тока статора по оси q.To ensure the correct operation of the slave control system, the output signal of the external loop controller must be limited [17, 21] - Remshin BI, Yampolsky DS Design and commissioning of subordinate control systems for electric drives. - M., Energy, 1975. - 184 s, Epstein I.I. Automated AC drive. - M., Energoatomizdat, 1982. - 120 p. To limit the stator currents along the straight and quadrature axes, flow restriction (RF) and speed (RFC) controllers are provided with output signal limiting blocks ί d , ί q (BO1), (BO4) 31.44. The limitation of the output signal of the external circuit controller comes into effect if in the transient the error signal at its input, which is the difference between the reference signal and the feedback signal, becomes unacceptably large. The lack of limitation of the output signal of the controller can lead to an unacceptable increase in the output value of the slave circuit. The presence of a restriction block not only in the flow control loop, but also in the speed control loop of the electric motor rotor allows you to independently limit the values of the motor torque and stator current along the q axis.

При выборе значений ограничения токов ίd, ίq (БО2), (БО3) 33,35 имеется в виду, что они должны быть выбраны так, чтобы модуль полного тока статора, определяемый как

Figure 00000021
, не превышал предельно допустимого ограничения I1огр. When choosing the current limiting values ί d , ί q (BO2), (BO3) 33.35, it means that they must be selected so that the stator total current module, defined as
Figure 00000021
, did not exceed the maximum permissible limit I 1gr.

Задание предельно допустимых максимальных моментов АД ограничено ограничителем (БО4) 44. Сигнал М3 ограничивается БО4 44 на уровне задания, соответствующего выбранному максимальному значению электромагнитного момента АД. Задание значения момента определяется сигналом управления Upc в зависимости от режима работы электропривода. Ограничение электромагнитного момента связано и с выбором максимально допустимого тока статора I1max. С этой целью в блоке БО4 44 с учетом максимального тока статора I1 и реального значения составляющей тока статора по оси d - I1d определяется вектор максимально допустимой составляющей тока статора I1qmax в соответствии с выражением:Setting the maximum allowable maximum moments of blood pressure is limited by the limiter (BO4) 44. The signal M 3 is limited by BO4 44 at the level of the task corresponding to the selected maximum value of the electromagnetic moment of blood pressure. The torque value is determined by the control signal U pc depending on the operating mode of the drive. The limitation of the electromagnetic moment is also associated with the choice of the maximum permissible stator current I 1max . To this end, in block BO4 44, taking into account the maximum stator current I 1 and the real value of the stator current component along the d - I 1d axis, the vector of the maximum allowable stator current component I 1qmax is determined in accordance with the expression:

Figure 00000022
Figure 00000022

где Км - коэффициент форсирования по моментуwhere K m is the momentum boost coefficient

Постоянство задания электромагнитного момента при изменении потокосцепления ротора в соответствии с определением момента по выражению (1) обеспечивается делением в (БД1) 16 сигнала Upc на выходе РЧВ 15, пропорционального момену, на сигнал, пропорциональный потокосцеплению ротора ψ2, рассчитанный в НБС 21. На выходе БД1 формируется сигнал задания I1qз составляющей тока статора по оси q.The constancy of the task of the electromagnetic moment when the rotor flux linkage is changed in accordance with the definition of the moment by expression (1) is ensured by dividing in (BD1) 16 the signal U pc at the output of the RFC 15 proportional to the moment by a signal proportional to the rotor flux linkage ψ 2 calculated in NBS 21. At the output of BD1, a reference signal is formed I 1qз of the stator current component along the q axis.

Блок ограничения напряжения (БОН) 37 обеспечивает формирование заданий на активное напряжение и напряжение намагничивания с учетом ограничений по напряжению, присущего инвертору напряжения. Область физически реализуемых фазных напряжений АД, питаемого от инвертора напряжения, представляет правильный шестиугольник, ориентированный диаметром по направляющим ортам фаз (фиг.6). Диаметр шестиугольника определяется величиной постоянного напряжения U0 со сглаживающего фильтра (СФ) 3 силового блока (СБ) 1. Использование в качестве ограничения по напряжению кусочно-линейной границы шестиугольника позволяет реализовать все энергетические возможности инвертора напряжения 5, но приводит к возникновению пульсаций электромагнитного момента с частотой, равной шестикратной частоте питания электродвигателя. С целью исключения пульсаций электромагнитного момента в БОН 37 реализовано «гладкое» ограничение, т.е. ограничение модуля напряжения. С учетом разнотемповости магнитных и электрических процессов в асинхронном двигателе в БОН 37 осуществляется иерархическая проверка реализуемости рассчитанных в блоках регулирования активного тока и реактивного тока активного напряжения и напряжения намагничивания. Осуществляется проверка реализуемости напряжения Ud, то есть если

Figure 00000023
, то
Figure 00000024
, Uq=0, если
Figure 00000025
, то проводится проверка реализуемости активного напряжения Uq. Для проверки реализуемости напряжения Uq вводится вспомогательная величина
Figure 00000026
, характеризующая максимально реализуемое активное напряжение. Если |Uq|<Uqmax, то выход ограничителя равен Ud=U, Uq=U, в противном случае Ud=U,
Figure 00000027
.The voltage limiting block (BON) 37 provides the formation of tasks for the active voltage and magnetization voltage, taking into account the voltage restrictions inherent in the voltage inverter. The area of physically realizable phase voltage of the blood pressure, powered by a voltage inverter, is a regular hexagon oriented by diameter along the directional unit vectors of the phases (Fig.6). The diameter of the hexagon is determined by the value of the constant voltage U 0 from the smoothing filter (SF) 3 of the power unit (SB) 1. Using a piecewise-linear border of the hexagon as a voltage limit allows you to realize all the energy possibilities of the voltage inverter 5, but leads to ripples of the electromagnetic moment with frequency equal to six times the frequency of the electric motor. In order to eliminate pulsations of the electromagnetic moment, a “smooth” restriction is implemented in BON 37, i.e. voltage module limitation. Taking into account the different rates of magnetic and electrical processes in an induction motor in BON 37, a hierarchical check of the feasibility of the active voltage and reactive current of the active voltage and magnetization voltage calculated in the control units is carried out. A feasibility test of the voltage U d is carried out, that is, if
Figure 00000023
then
Figure 00000024
, U q = 0 if
Figure 00000025
, then the feasibility of the active voltage U q is checked. To check the realizability of the voltage U q, an auxiliary quantity is introduced
Figure 00000026
characterizing the maximum realized active voltage. If | U q | <U qmax , then the output of the limiter is U d = U , U q = U , otherwise U d = U ,
Figure 00000027
.

Входное воздействие на управление скоростью привода с ЗУС 13 подается на вход регулятора частоты вращения с помощью коммутирующего элемента (Ком) 42, включенного между задатчиком текущей угловой скорости 13 и задатчиком интенсивности 43. Состояние контактов коммутатора 42 определяется значением сигнала (1, 0) с выхода логического сумматора (И) 40. При отсутствии сигнала потокосцепления ψ2 или при наличии, но уровень сигнала ψ2 с первого выхода Вых1 наблюдательного блока состояния (ИБС) 21 меньше зоны нечувствительности релейного элемента (РЭ2) 41, ключ коммутатора (Ком) 42 находится в разомкнутом состоянии и сигнал с (ЗУС) 13 не поступает на вход (ЗИ) 43 и, соответственно, на вход регулятора частоты вращения (РЧВ) 15 привода. При установлении значения сигнала ψ2 в соответствии с заданием ключ переключается в замкнутое состояние, что позволяет управлять скоростью электродвигателя. Применение последовательного подключения сигналов - вначале формирование сигнала намагничивания АД - ψ, а затем подача сигнала управления скоростью ωз позволяет подготовить магнитную систему электродвигателя для создания момента, что исключает броски тока и момента, позволяет получить допустимые ошибки и обеспечить согласование заданной и текущей скорости привода без значительного перерегулирования.The input effect on controlling the speed of the drive with the ZUS 13 is fed to the input of the speed controller using a switching element (Com) 42 connected between the current angular speed adjuster 13 and the intensity adjuster 43. The state of the contacts of the switch 42 is determined by the signal value (1, 0) from the output adder logic (AND) 40. in the absence of signal flux ψ 2 or in the presence, but the signal strength ψ 2 from the first output Out1 supervisory state block (CHD) is less than 21 deadband relay element (RE2) 41, Uche switch (com) 42 is in an open state and a signal (GPV) 13 is not fed to the input (GI) 43 and, respectively, to the input of the speed controller (CWR) 15 drive. When setting the value of the signal ψ 2 in accordance with the task, the key switches to the closed state, which allows you to control the speed of the electric motor. The use of serial connection of signals - first, the formation of the magnetization signal HELL - ψ 2z , and then the supply of a speed control signal ω s allows you to prepare a magnetic motor system to create a moment, which eliminates the inrush current and torque, allows you to get allowable errors and to match the set and current drive speed without significant overshoot.

Блок векторной ШИМ 6 обеспечивает формирование закона модуляции и закона переключения силовых ключей инвертора напряжения, создающих в фазных обмотках АД напряжения в соответствии с заданиями, сформированными в координатном преобразователе (КП1) 19. Закон переключения силовых ключей обеспечивает минимизацию коммутационных потерь в автономном инверторе напряжения и двигателе [9] - Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е. Шевцов С.В. Симплексные алгоритмы управления трехфазным автономным инвертором напряжения с ШИМ. - Электротехника, 1993, №12. По сигналам Uα, Uβ в блоке ШИМ формируются внутренние переменные

Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000030
и
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
в соответствии с формулами:The vector PWM block 6 provides the formation of the law of modulation and the law of switching the power switches of the voltage inverter, which create voltage HELL in the phase windings in accordance with the tasks generated in the coordinate transformer (KP1) 19. The law of switching power switches minimizes switching losses in the autonomous voltage inverter and motor [9] - Izosimov DB, Rybkin S.E. Shevtsov S.V. Simplex control algorithms for a three-phase autonomous voltage inverter with PWM. - Electrical Engineering, 1993, No. 12. By the signals U α , U β in the PWM block, internal variables are formed
Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000030
and
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
in accordance with the formulas:

Figure 00000034
Figure 00000034

где U, U, U, U- преобразованные в систему α - β задания на активное напряжение и напряжение намагничивания с учетом ограничения на напряжение.where U , U , U , U are the tasks for the active voltage and magnetization voltage converted to the α - β system, taking into account the voltage limit.

По таблице в соответствии с комбинацией знаков суммарных внутренних переменных signΛ1, signΛ2, signΛ3, определяется номер N сектора пространства реализуемых напряжений SN, в котором находится вектор задания по напряжению. Определяются ненулевые вектора U*, U**, используемые для формирования требуемого усредненного на периоде модуляции вектора напряжения, и доли времени λ*, λ** включения каждого из этих векторов. Причем время включения нулевого вектора Λ0 определяется как Λ0=1-λ*-λ**. Графическая интерпретация выбора векторов выходного напряжения в блоке ШИМ для управления автономным инвертором напряжения представлена на фиг.5According to the table, in accordance with the combination of signs of the total internal variables signΛ 1 , signΛ 2 , signΛ 3 , the number N of the sector of the space of realized stresses S N is determined, in which the voltage reference vector is located. Nonzero vectors U *, U ** are determined, which are used to form the required voltage vector averaged over the period of modulation, and the fraction of the time λ *, λ ** of the inclusion of each of these vectors. Moreover, the turn-on time of the zero vector Λ 0 is defined as Λ 0 = 1-λ * -λ **. A graphical interpretation of the choice of output voltage vectors in the PWM block for controlling an autonomous voltage inverter is presented in FIG. 5

signΛ1 signΛ 1 signΛ2 signΛ 2 signΛ3 signΛ 3 N сектораN sectors λ*λ * λ**λ ** U*U * U**U ** ++ ++ ++ 1one Λ1 Λ 1 Λ2 Λ 2 U1 U 1 U2 U 2 ++ ++ -- Недопустимая комбинацияInvalid combination ++ -- ++ 66 2 2 Λ3 Λ 3 U6 U 6 U1,U 1 ++ -- -- 55 3 3 Λ1 Λ 1 U5 U 5 U6 U 6 -- ++ ++ 22 Λ3 Λ 3 1 1 U2 U 2 U3 U 3 -- ++ -- 33 Λ2 Λ 2 3 3 U3 U 3 U4 U 4 -- -- ++ Недопустимая комбинацияInvalid combination -- -- -- 4four 1 1 2 2 U4 U 4 U5 U 5 U*, U** - векторы выходного напряжения АИН, используемые для реализации заданного вектора напряжения;U *, U ** - AIN output voltage vectors used to implement a given voltage vector; λ*, λ** - доли времен периода ШИМ, в которые включаются выбранные векторы напряжения ШИМ.λ *, λ ** are the fractions of the PWM period times in which the selected PWM voltage vectors are included.

В соответствии с приведенным алгоритмом блок векторной ШИМ 6 преобразует сигналы выходного напряжения преобразователя координат КП1 в эквивалентные сигналы UA, UB, UC трехфазной системы координат, определяющие выходные напряжения СБ 1 преобразователя частоты.In accordance with the above algorithm, the vector PWM block 6 converts the output voltage signals of the KP1 coordinate converter into equivalent signals U A , U B , U C of a three-phase coordinate system that determine the output voltages SB 1 of the frequency converter.

Представленные на фиг.2 функциональные блоки в основном реализуются программным путем в микропроцессорной системе управления электропривода. В микроконтроллере реализуются и интерфейсные функции по связи с датчиками тока, напряжений, угла, скорости.Presented in figure 2 functional blocks are mainly implemented by software in a microprocessor control system of the electric drive. The microcontroller also implements interface functions in connection with sensors of current, voltage, angle, speed.

В соответствии с принципом работы рассматриваемой системы управления фиг.2 на фиг.8 приведены качественные зависимости ее основных переменных а) в функции от момента АД при постоянном сигнале задания скорости - фиг.8 (осциллограммы 1-6) M=var, ωз=const; и б) в функции от сигнала управления скоростью при постоянном статическом моменте Мс=0 - (осциллограммы 7-12) ωз=var, M=const.In accordance with the principle of operation of the considered control system of FIG. 2, FIG. 8 shows the qualitative dependences of its main variables a) as a function of the moment of blood pressure with a constant speed reference signal — FIG. 8 (waveforms 1-6) M = var, ω z = const; and b) as a function of the speed control signal at a constant static moment M c = 0 - (oscillograms 7-12) ω s = var, M = const.

Как результат действия ПИ-регулятора скорости механическая характеристика АД имеет в области нагрузок Мссмах абсолютную статическую жесткость (линия 1 на фиг.8, осц.1), а при Мссмах механическая характеристика за счет ограничения выходного сигнала регулятора скорости и ПИ-регуляторов составляющих тока в осях d, q - абсолютно мягкая (линия 2-3 на фиг.8, осц.1). Стабилизация скорости при изменении нагрузки привода обеспечивается изменением выходного сигнала регулятора частоты вращения Upc. Последнее приводит к изменению сигнала задания М3 электромагнитного момента АД и сигнала скольжения (фиг.8, осц.6). По мере увеличения статической нагрузки Мс соответственно увеличиваются напряжение на выходе СБ1 и сигнал скольжения s, рассчитываемый в наблюдательном блоке состояния (НБС) 21 (фиг.8, осц.2), а скорость двигателя остается без изменения и соответствует заданной величине ωз. Штриховые линии механических характеристик АД на фиг.8, осц.1 отражают перемещение исходной характеристики ωдв=f(Mн) при изменении сигнала задания скорости. При этом двигатель работает с максимальным моментом при любом значении момента нагрузки в диапазоне от Мн=0 до Мнмах.As a result of the action of the PI speed controller, the mechanical characteristic of HELL has absolute static stiffness in the load region M s <M smah (line 1 in Fig. 8, oscill 1), and at M s > M smah the mechanical characteristic is due to limitation of the controller output signal the speed and PI controllers of the current components in the d, q axes is absolutely soft (line 2-3 in Fig. 8, oscill. 1). Speed stabilization when changing the load of the drive is provided by changing the output signal of the speed controller U pc . The latter leads to a change in the reference signal M 3 the electromagnetic moment of blood pressure and the slip signal (Fig. 8, oscill. 6). As the static load M s increases, the voltage at the output of SB1 and the slip signal s calculated in the state observational block (NBS) 21 (Fig. 8, oscill. 2) increase accordingly, and the motor speed remains unchanged and corresponds to a given value of ω s . The dashed lines of the mechanical characteristics of the blood pressure in Fig. 8, axis 1 reflect the movement of the original characteristic ω dw = f (M n ) when the signal changes the speed. In this case, the engine operates with maximum torque at any value of the load moment in the range from M n = 0 to M n = M max .

По мере увеличения нагрузки составляющая Iq тока статора, определяющая момент АД, также увеличивается (фиг.8, осц.3), а составляющая тока Id и определяемое ею потокосцепление ротора ψ2 сохраняются постоянными (фиг.8, осц.4-5).As the load increases, the stator current component I q , which determines the BP moment, also increases (Fig. 8, oscills. 3), and the current component I d and the rotor flux coupling ψ 2 determined by it remain constant (Fig. 8, oscills.4-5 )

При отсутствии сигнала задания скорости АД (ωз=0) и отсутствии на валу двигателя нагрузки, постоянного момента сил сопротивления Мс=0, начальные выходное напряжение U1 и частота преобразователя f равны нулю. При появлении нагрузки момента сил сопротивления, выходное напряжение U1 и частота f преобразователя соответствуют значениям, при которых начальная скорость идеального холостого хода АД ω0 0 и механическая характеристика двигателя обеспечивает при ω=0 момент Мс (фиг.8, осц.8, 9). Соответственно этому моменту определяются и начальные сигналы Мз, Iq, Upc (фиг.8, осц.6, 10). При этом сигналы Id и ψ2 определяют номинальное потокосцепление ротора (фиг.8, осц.11, 12).In the absence of a signal for setting the speed of blood pressure (ω s = 0) and the absence of a load on the motor shaft, a constant moment of resistance forces M s = 0, the initial output voltage U 1 and the frequency of the converter f are equal to zero. When the load of the moment of resistance forces appears, the output voltage U 1 and the frequency f of the converter correspond to the values at which the initial ideal idle speed of the motor drive ω 0 0 and the mechanical characteristic of the motor provides a moment M s at ω = 0 (Fig. 8, oscill. 8, 9). According to this moment, the initial signals M s , I q , U pc are also determined (Fig. 8, oscills 6, 10). In this case, the signals I d and ψ 2 determine the nominal flux linkage of the rotor (Fig. 8, oscill. 11, 12).

По мере увеличения сигнала задания ωз напряжение и частота на выходе СБ преобразователя частоты также увеличиваются. При ωззном выходное напряжение СБ и его частота достигают номинальных значений. Дальнейшее увеличение задания ωз сопровождается постоянством напряжения U=U1ном на выходе СБ (осц.7, 8) и переходом работы АД в зону уменьшения потокосцепления ротора за счет снижения составляющей тока статора Id (фиг.8, осц.11-12). Максимальный момент при этом также уменьшается. При ωззмах скорость идеального холостого хода устанавливается на максимально заданном уровне, соответствующем fогр (точка 2 на фиг.8 осц.7). Составляющая тока статора и соответствующее ей потокосцепление ротора устанавливаются при этом на минимальном уровне Id2 и ψ22 (осц.11, 12).As the reference signal ω z increases, the voltage and frequency at the SB output of the frequency converter also increase. With ω s = ω som, the output voltage of the SB and its frequency reach nominal values. Further increase of the job ω accompanied constancy voltage U = U 1nom on Sa output (osts.7, 8) and the transition operation zone in BP reduction of rotor flux by reducing the stator current component I d (8, osts.11-12) . The maximum moment also decreases. When ω z = ω zs, the ideal idle speed is set at the maximum specified level corresponding to f ogre (point 2 in Fig. 8 oscill. 7). The stator current component and the rotor flux linkage corresponding to it are set at the same time at the minimum level I d2 and ψ 22 (os. 11, 12).

Таким образом, использование в структуре частотно-регулируемого асинхронного электропривода векторной системы управления скоростью вращения ротора электродвигателя с организацией четырех контуров управления для регулирования скорости, потокосцепления ротора и составляющих тока статора в соответствии с положениями метода подчиненного регулирования позволило решить задачу работы исполнительного электродвигателя привода с форсированными режимами с 2-3-кратной перегрузкой по моменту в диапазоне скоростей от нуля до номинальной и полуторакратной перегрузкой по скорости при работе привода на скорости выше номинальной с ослаблением потока.Thus, the use in the structure of a frequency-controlled asynchronous electric drive of a vector control system for the rotor speed of the electric motor with the organization of four control loops for controlling the speed, flux linkage of the rotor and stator current components in accordance with the provisions of the slave control method allowed us to solve the problem of operation of the drive actuator motor with forced modes 2-3 times torque overload in the speed range from zero to nominal and one-time speed overload when the drive is operating at a speed higher than the nominal one with flow attenuation.

Для создания форсированных режимов работы при надежном функционировании силового блока электропривода в структуру системы управления привода введены: блок коррекции, выполняющий развязку каналов управления и исключающий их взаимное влияние друг на друга, ограничители сигналов задания мо моменту, токам, напряжениям статора АД, обеспечивающие корректное регулирование скорости электродвигателя в зависимости от момента с заданной кратностью перегрузки, функциональный преобразователь, автоматически разделяющий зоны регулирования с форсированными режимами по моменту и скорости, коммутатор и релейные элементы, обеспечивающие логику формирования управляющих сигналов возбуждения электродвигателя и управления скоростью привода, что исключает броски тока в инверторе напряжения и повышает надежность работы силового блока, задатчик интенсивности нарастания скорости ротора электродвигателя, задающий желаемый темп изменения электромагнитного момента и сглаживающий броски и пульсации в сигнале задания.To create forced operation modes with reliable operation of the power unit of the electric drive, the following are introduced into the structure of the drive control system: a correction unit that decouples the control channels and excludes their mutual influence on each other, limiters of reference signals to the torque, currents, and stator voltages of the motor unit, ensuring correct speed control electric motor depending on the moment with a given overload ratio, a functional converter that automatically separates the regulation zones with connected modes in time and speed, the switch and relay elements that provide the logic for generating control signals for the excitation of the electric motor and control the speed of the drive, which eliminates inrush currents in the voltage inverter and increases the reliability of the power unit, the rate of increase in the rate of increase of the rotor speed of the electric motor, which sets the desired rate of change of the electromagnetic moment and smoothing throws and ripples in the job signal.

Предложенное построение системы управления обеспечивает, в сравнении с известными решениями, более высокие динамические показатели за счет повышения быстродействия и точности регулирования координат системы управления привода и надежную работу преобразователя, расширяет сферы применения асинхронного привода, снижает стоимость, габариты, массу двигателя и привода в целом, позволяет экономить материалы, ресурсы и потребляемую приводом энергию.The proposed construction of the control system provides, in comparison with the known solutions, higher dynamic performance by improving the speed and accuracy of coordinate control of the drive control system and reliable operation of the converter, expands the scope of the asynchronous drive, reduces the cost, size, weight of the motor and drive as a whole, saves materials, resources and energy consumed by the drive.

Источники информацииInformation sources

1. Поздеев А.А. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. - Чебоксары: Из-во Чуваш, ун-та, 1998. - 172 с, аналог.1. Pozdeev A.A. Electromagnetic and electromechanical processes in frequency-controlled asynchronous electric drives. - Cheboksary: From Chuvash University, 1998. - 172 s, analogue.

2. Глазенко Т.А., Герман-Галкин С.Г., Полищук С.Б., Рыдов В.А. Частотно-регулируемые асинхронные электропривода для станков с ЧПУ. - Л., ЛДНТП, 1988. - 28 с, ил.2. Glazenko T. A., German-Galkin S. G., Polishchuk S. B., Rydov V. A. Frequency-controlled asynchronous electric drives for CNC machines. - L., LDNTP, 1988 .-- 28 s, ill.

3. Патент на изобретение №2313894 МПК8 Н02Р 21/12, 27/08 Частотно-регулируемый асинхронный электропривод. Сидоров П.Г., Александров Е.В., Лагун В.В., приоритет изобретения 19.06.2006 г., прототип.3. Patent for invention No. 2313894 MPK8 Н02Р 21/12, 27/08 Frequency-controlled asynchronous electric drive. Sidorov P.G., Aleksandrov E.V., Lagun V.V., priority of the invention 06/19/2006, prototype.

4. Элементы системы управления частотным приводом с подчиненным векторным регулированием / Алексеев В.В., Дартау В.А., Рудаков В.В. - Электротехническая промышленность. Серия Электропривод. - М., 1981. вып.4(93).4. Elements of a frequency drive control system with slave vector control / Alekseev VV, Dartau VA, Rudakov VV - Electrical industry. Electric Drive Series. - M., 1981. issue 4 (93).

5. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1973. - 350 с.5. Besekersky V. A., Popov E. P. Theory of automatic control systems. - M .: Nauka, 1973. - 350 p.

6. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для ABM. - М., Энергия, 1978.6. Tetelbaum I.M., Schneider Yu.R. 400 circuits for ABM. - M., Energy, 1978.

7. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982.7. Titz U., Schenk K. Semiconductor circuitry. - M .: Mir, 1982.

8. Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е. Широтно-импульсная модуляция трехфазных автономных инверторов. - Электричество, 1997. - №6.8. Izosimov DB, Rybkin S.E. Pulse width modulation of three-phase autonomous inverters. - Electricity, 1997. - No. 6.

9. Лысенко Е.В. Функциональные элементы релейных устройств на интегральных микросхемах. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 128 с.9. Lysenko E.V. Functional elements of relay devices on integrated circuits. - M.: Energoatomizdat, 1983 .-- 128 p.

10. Шило В.Л. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь, 1982. - 128 с.10. Shilo V.L. Functional analog integrated circuits. - M .: Radio and communications, 1982. - 128 p.

11. Изосимов Д.Б., Рыбкин СЕ. Шевцов СВ. Симплексные алгоритмы управления трехфазным автономным инвертором напряжения с ШИМ. - Электротехника, 1993, №1211. Izosimov DB, Rybkin CE. Shevtsov SV Simplex control algorithms for a three-phase autonomous voltage inverter with PWM. - Electrical Engineering, 1993, No. 12

12. Преобразователи перемещения. Блоки индикации. Каталог 2001 г. - СПб, ОАО СКБ «ИС», 2001. - 125 с.12. Displacement transducers. Indication blocks. Catalog 2001 - St. Petersburg, OJSC SKB "IS", 2001. - 125 p.

13. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 с, ил.13. German-Galkin S.G. Computer Simulation of Semiconductor Systems in MATLAB 6.0: A Training Manual. - St. Petersburg: CROWN print, 2001 .-- 320 s, ill.

14. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоиздат., 1982. - 392 с.14. Basharin A.V., Novikov V.A., Sokolovsky G.G. Electric Drive Management: A Textbook for High Schools. - L .: Energoizdat., 1982. - 392 p.

15. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. - Л., Энергоатомиздат, 1987. - 136 с.15. Rudakov V.V., Stolyarov I.M., Dartau V.A. Asynchronous electric drives with vector control. - L., Energoatomizdat, 1987 .-- 136 p.

16. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - М-Л., Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.16. Kovach KP, Ratz I. Transients in AC machines. - M-L., Gosenergoizdat, 1963 .-- 744 p.

17. Ремшин Б.И., Ямпольский Д.С Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов. - М., Энергия, 1975. - 184 с.17. Remshin B.I., Yampolsky D.S. Design and commissioning of subordinate control systems for electric drives. - M., Energy, 1975 .-- 184 p.

18. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов. - С-Пб, Эл. техн. комп., 2004. - 127 с.18. Kozyaruk A.E., Rudakov VV Modern and promising algorithmic support for variable frequency drives. - St. Petersburg, El. tech. comp., 2004 .-- 127 p.

19. Датчики-трансформаторы тока и напряжения серии ЛЕМ. Технические условия ТУ 3413-001-00512622-96. - Тверь, ООО «ТВЕЛЕМ». - 1996 - 29 с.19. Current and voltage sensors-transformers of the LEM series. Specifications TU 3413-001-00512622-96. - Tver, LLC "TVELEM". - 1996 - 29 p.

20. Novotny D.W. and Lipo Т.А. Introduction to Field Orientation and High Performance AC Drives Second Edition / IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1986. Section 220. Novotny D.W. and Lipo T.A. Introduction to Field Orientation and High Performance AC Drives Second Edition / IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1986. Section 2

21. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. - М., Энергоатомиздат, 1982. - 120 с.21. Epstein I.I. Automated AC drive. - M., Energoatomizdat, 1982. - 120 p.

Claims (6)

1. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод, содержащий силовой блок с входящими в него последовательно соединенными выпрямителем напряжения сети, сглаживающим фильтром с датчиком напряжения, инвертор напряжения, управляющие входы которого соединены с выходами блока векторной ШИМ, асинхронный электродвигатель, обмотки которого подключены через блок датчиков фазных токов к выходу инвертора напряжения, а выходной вал - к датчику скорости вращения его ротора и к передаточному механизму, задатчик текущей угловой скорости электродвигателя, задатчик потокосцепления электродвигателя, последовательно соединенные регулятор частоты вращения, ко второму входу которого подключен выход датчика скорости вращения ротора, и первый блок деления, регуляторы активного и реактивного тока, координатный преобразователь напряжений, выходы которого подключены к входам блока векторной ШИМ, координатный преобразователь токов, соединенный входами к выходам блока датчиков фазных токов, а выходами со вторым входом регулятора реактивного тока и с первым входом регулятора активного тока, наблюдательный блок состояния электропривода, снабженный первым и вторым масштабными усилителями, апериодическим звеном, делителем, первым интегратором и первым сумматором, при этом выход первого масштабного усилителя подключен к первому входу делителя, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу первого сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго масштабного усилителя, выход первого сумматора подключен к одному из входов блока векторной ШИМ, к входу координатного преобразователя токов и к входу координатного преобразователя напряжений, выход апериодического звена соединен со вторым входом делителя и вторым входом первого блока деления, а датчик скорости вращения ротора электродвигателя выполнен в виде импульсного датчика с двумя выходами, первый из которых является выходом углового положения ротора электродвигателя, а второй - выходом скорости вращения ротора электродвигателя, при этом первый выход импульсного датчика соединен с входом второго масштабного усилителя, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый и второй вход которого соединены соответственно с выходом задатчика потокосцепления и вторым выходом импульсного датчика, первый перемножитель, регулятор потокосцепления, второй вход которого соединен с выходом апериодического звена, и первый блок ограничения, выход которого подключен к первому входу регулятора реактивного тока и входу апериодического звена, второй функциональный преобразователь, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, последовательно соединенные второй блок ограничения, к входу которого подключен регулятор реактивного тока, и второй сумматор, последовательно соединенные третий блок ограничения, к входу которого подключен регулятор активного тока, и третий сумматор, блок ограничения напряжения, к первому и второму входам которого подключены соответственно второй и третий сумматоры, выходы блока ограничения напряжения подключены ко входам координатного преобразователя напряжений, блок коррекции, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам координатного преобразователя токов, ко второму выходу импульсного датчика и выходу апериодического звена, а первый и второй выходы соответственно - к вторым входам второго и третьего сумматоров, последовательно соединенные первый релейный элемент, вход которого подключен к выходу задатчика потокосцепления, и логический сумматор, второй релейный элемент, вход которого подключен к выходу апериодического звена, а выход - ко второму входу логического сумматора, последовательно соединенные коммутатор, вход которого соединен с выходом задатчика текущей угловой скорости, и задатчик интенсивности, выход которого подключен к первому входу регулятора частоты вращения электродвигателя, а также четвертый блок ограничения, вход которого подключен к выходу первого блока деления, а выход - к второму входу регулятора активного тока и входу первого масштабного усилителя, при этом управляющий вход коммутатора соединен с выходом логического сумматора.1. Frequency-controlled asynchronous electric drive, comprising a power unit with a series voltage rectifier connected to it, a smoothing filter with a voltage sensor, a voltage inverter, the control inputs of which are connected to the outputs of the vector PWM unit, an asynchronous electric motor, the windings of which are connected through a phase sensor block currents to the output of the voltage inverter, and the output shaft to the speed sensor of its rotor and to the transmission mechanism, the setpoint of the current angular velocity electrode the drive, the motor flux linkage adjuster, a speed controller connected in series to the second input of which the output of the rotor speed sensor is connected, and a first division unit, active and reactive current regulators, a coordinate voltage converter, the outputs of which are connected to the inputs of the vector PWM block, coordinate current converter connected by inputs to the outputs of the block of phase current sensors, and outputs with a second input of the reactive current regulator and with the first input of the active regulator current, an observation unit of the state of the electric drive, equipped with the first and second scale amplifiers, an aperiodic link, a divider, a first integrator and a first adder, while the output of the first scale amplifier is connected to the first input of the divider, the output of which through the first integrator is connected to the first input of the first adder, to the second input of which the output of the second large-scale amplifier is connected, the output of the first adder is connected to one of the inputs of the vector PWM block, to the input of the coordinate current transformer, and to the input of the coordinate voltage converter, the output of the aperiodic link is connected to the second input of the divider and the second input of the first division unit, and the rotor speed sensor of the electric motor rotor is made in the form of a pulse sensor with two outputs, the first of which is the output of the angular position of the electric motor rotor, and the second is the speed output rotation of the rotor of the electric motor, while the first output of the pulse sensor is connected to the input of the second large-scale amplifier, characterized in that a follower is introduced into it connected the first functional converter, the first and second input of which are connected respectively to the output of the flux linkage master and the second output of the pulse sensor, the first multiplier, the flux linkage regulator, the second input of which is connected to the output of the aperiodic link, and the first restriction block, the output of which is connected to the first input of the regulator reactive current and the input of the aperiodic link, the second functional converter, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, is followed the second adder connected to the input of the reactive current regulator and the second adder, the third adder connected to the input of which the active current regulator is connected, and the third adder, the voltage limiting unit, to the first and second inputs of which the second and the third adders, the outputs of the voltage limiting unit are connected to the inputs of the coordinate voltage transformer, the correction unit, the first, second, third and fourth inputs of which are connected to respectively, to the first and second outputs of the coordinate current transformer, to the second output of the pulse sensor and the output of the aperiodic link, and the first and second outputs, respectively, to the second inputs of the second and third adders, the first relay element is connected in series, the input of which is connected to the output of the flux linkage adjuster, and logical adder, the second relay element, the input of which is connected to the output of the aperiodic link, and the output to the second input of the logical adder, connected in series OP, the input of which is connected to the output of the current angular velocity adjuster, and the intensity adjuster, the output of which is connected to the first input of the motor speed controller, as well as the fourth limiting unit, whose input is connected to the output of the first division unit, and the output - to the second input of the active regulator current and the input of the first large-scale amplifier, while the control input of the switch is connected to the output of the logical adder. 2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что первый функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные третий масштабный усилитель, второй блок деления и блок модуля, причем первым и вторым входами функционального преобразователя являются соответственно вход третьего масштабного усилителя и второй вход второго блока деления, а выходом - выход блока модуля.2. The drive according to claim 1, characterized in that the first functional converter comprises a third scale amplifier, a second division unit and a module unit connected in series, the first and second inputs of the functional converter being the input of the third scale amplifier and the second input of the second division unit, respectively, and output - the output of the module block. 3. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что второй функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные задатчик времени нарастания и второй интегратор, а также нелинейный элемент, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом второго интегратора, выходом второго функционального преобразователя является выход второго интегратора.3. The electric drive according to claim 1, characterized in that the second functional converter comprises series-connected rise time adjuster and a second integrator, as well as a non-linear element, the input and output of which are connected respectively to the output and second input of the second integrator, the output of the second functional converter is an output second integrator. 4. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что блок коррекции содержит последовательно соединенные четвертый масштабный усилитель, дифференциатор и четвертый сумматор, последовательно соединенные пятый масштабный усилитель и второй перемножитель, выход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, последовательно соединенные шестой масштабный усилитель, третий перемножитель и пятый сумматор, а также седьмой масштабный усилитель, при этом вход четвертого масштабного усилителя одновременно подключен ко вторым входам второго и третьего перемножителей и седьмого сумматора, первым входом блока коррекции является вход пятого масштабного усилителя, вторым входом - вход шестого масштабного усилителя, третьим входом - вход четвертого масштабного усилителя, четвертым входом - первый вход седьмого масштабного усилителя, а первым и вторым выходом соответственно - выход четвертого и пятого сумматоров.4. The drive according to claim 1, characterized in that the correction unit comprises a fourth scale amplifier, a differentiator and a fourth adder connected in series, a fifth scale amplifier and a second multiplier connected in series, the output of which is connected to the second input of the fourth adder, and a sixth scale amplifier connected in series the third multiplier and the fifth adder, as well as the seventh scale amplifier, while the input of the fourth scale amplifier is simultaneously connected to the second inputs of the second of the third and third multipliers and the seventh adder, the first input of the correction block is the input of the fifth scale amplifier, the second input is the input of the sixth scale amplifier, the third input is the input of the fourth scale amplifier, the fourth input is the first input of the seventh scale amplifier, and the first and second output, respectively output of the fourth and fifth adders. 5. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что блок коррекции обеспечивает компенсацию влияния перекрестных связей на процессы, происходящие в контуре момента электропривода в соответствии с выражениями:
Figure 00000035

Figure 00000036

где ψr - модуль потокосцепления ротора;
Ls, Lr, Lm - индуктивности фаз статора, ротора, взаимная;
Figure 00000037
- коэффициент рассеяния;
Id, Iq - проекции векторов напряжения и тока статора на оси d и q;
ωψ - частота вращения вектора потокосцепления ротора;
5. The drive according to claim 1, characterized in that the correction unit provides compensation for the effect of cross-linking on the processes occurring in the torque circuit of the drive in accordance with the expressions:
Figure 00000035

Figure 00000036

where ψ r is the flux linkage module of the rotor;
L s , L r , L m - phase inductance of the stator, rotor, mutual;
Figure 00000037
- scattering coefficient;
I d , I q - projection of the stator voltage and current vectors on the d and q axes;
ω ψ is the rotation frequency of the rotor flux linkage vector;
6. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что максимальная величина задания активного тока, формируемого в четвертом блоке ограничения, определяется в соответствии с выражением
Figure 00000038

где Км - коэффициент перегрузки по моменту;
Is, Id - номинальные значения векторов тока статора и активного тока.
6. The drive according to claim 1, characterized in that the maximum value of the reference active current generated in the fourth limiting unit is determined in accordance with the expression
Figure 00000038

where K m - coefficient of overload at the moment;
I s , I d - nominal values of stator current vectors and active current.
RU2008139055/09A 2008-10-02 2008-10-02 Frequency-regulated asynchronous drive RU2401502C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008139055/09A RU2401502C2 (en) 2008-10-02 2008-10-02 Frequency-regulated asynchronous drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008139055/09A RU2401502C2 (en) 2008-10-02 2008-10-02 Frequency-regulated asynchronous drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008139055A RU2008139055A (en) 2010-04-10
RU2401502C2 true RU2401502C2 (en) 2010-10-10

Family

ID=42670878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008139055/09A RU2401502C2 (en) 2008-10-02 2008-10-02 Frequency-regulated asynchronous drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2401502C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456740C2 (en) * 2010-08-10 2012-07-20 Григорий Владимирович Свердлик System for control of multimotor drive of multisectional assemblages
RU2498497C1 (en) * 2012-07-24 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Highly dynamic sensorless asynchronous drive with direct control of torque
RU2513035C1 (en) * 2012-12-25 2014-04-20 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Method for control of asynchronous motor
CN104935224A (en) * 2015-06-30 2015-09-23 许继集团有限公司 AC synchronous motor and overload protection method therefor
RU2580823C2 (en) * 2014-05-27 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Servo drive with asynchronous actuating motor
WO2016057711A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Texas Instruments Incorporated Detecting faults in field oriented controlled permanent magnet synchronous machines
RU2665671C2 (en) * 2015-06-02 2018-09-03 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ") Pulse width modulation signals generation method for direct current motors control
RU2759558C1 (en) * 2021-02-08 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" (ООО "Инжиниринговый центр "Русэлпром") Method for forming the flux linkage of an asynchronous motor rotor as part of an electric drive with vector field-oriented control when operating in a limited voltage zone

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456740C2 (en) * 2010-08-10 2012-07-20 Григорий Владимирович Свердлик System for control of multimotor drive of multisectional assemblages
RU2498497C1 (en) * 2012-07-24 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Highly dynamic sensorless asynchronous drive with direct control of torque
RU2513035C1 (en) * 2012-12-25 2014-04-20 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Method for control of asynchronous motor
RU2580823C2 (en) * 2014-05-27 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Servo drive with asynchronous actuating motor
WO2016057711A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Texas Instruments Incorporated Detecting faults in field oriented controlled permanent magnet synchronous machines
US9903917B2 (en) 2014-10-07 2018-02-27 Texas Instruments Incorporated Method and circuitry for detecting faults in field oriented controlled permanent magnet synchronous machines
US10571522B2 (en) 2014-10-07 2020-02-25 Texas Instruments Incorporated Method and circuitry for detecting faults in field oriented controlled permanent magnet synchronous machines
US11789081B2 (en) 2014-10-07 2023-10-17 Texas Instruments Incorporated Detecting faults in field oriented controlled permanent magnet synchronous machines
RU2665671C2 (en) * 2015-06-02 2018-09-03 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ") Pulse width modulation signals generation method for direct current motors control
CN104935224A (en) * 2015-06-30 2015-09-23 许继集团有限公司 AC synchronous motor and overload protection method therefor
RU2759558C1 (en) * 2021-02-08 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" (ООО "Инжиниринговый центр "Русэлпром") Method for forming the flux linkage of an asynchronous motor rotor as part of an electric drive with vector field-oriented control when operating in a limited voltage zone

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008139055A (en) 2010-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2401502C2 (en) Frequency-regulated asynchronous drive
Uddin et al. Development and implementation of a simplified self-tuned neuro–fuzzy-based IM drive
Fujimoto et al. Robust servo-system based on two-degree-of-freedom control with sliding mode
EP2485388B1 (en) Reduction of noise and vibrations of an electromechanical transducer by using a modified stator coil drive signal comprising harmonic components
RU2326488C1 (en) Multimotor frequency regulated electric drive
EP2043255A2 (en) System and method for controlling torque ripples in synchronous machines
RU2313894C1 (en) Frequency-regulated asynchronous electric motor
CN111066237A (en) Method for controlling a polyphase separately excited synchronous generator of a wind energy installation
CN110798116A (en) Motor vector composite controller based on armature model independent feedforward compensation
US7327134B1 (en) Method and system for transformer control
Vladimir et al. To issue of designing scalar closed-loop controllers for frequency controlled induction motor drives
CN114221591A (en) Multi-harmonic field-oriented control of multiphase motor and generator systems
Kiran et al. Variable speed operation of brushless doubly fed reluctance machine drive using model predictive current control technique
Grzesiak et al. Permanent magnet synchronous motor discrete linear quadratic speed controller
Verma et al. Hybrid PI speed controllers for permanent magnet brushless DC motor
CN114337394A (en) Five-phase permanent magnet synchronous motor coil turn-to-turn short circuit fault tolerance control method
RU2422979C1 (en) System of asynchronous motor speed vector control
Zhang et al. Two-time-scale Control of High-speed Permanent Magnet Synchronous Motors
Uddin et al. Improved dynamic and steady state performance of a hybrid speed controller based IPMSM drive
Liu et al. MRAS speed identification for PMSM based on fuzzy PI control
Ai et al. Active disturbance rejection based iterative learning control for direct torque control of switched reluctance motor drive
RU2580823C2 (en) Servo drive with asynchronous actuating motor
Ogasawara et al. High performance control of permanent magnet synchronous motor based on magnetic energy model by sliding mode control
Ganesh et al. A non-iterative controller design for a BLDC drive system
KR101409585B1 (en) Speed control scheme for reducing the speed-ripple due to the periodic torque ripple in the Motors and control method for same

Legal Events

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

Effective date: 20101003