RU2537957C2 - Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor - Google Patents
Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537957C2 RU2537957C2 RU2012138944/07A RU2012138944A RU2537957C2 RU 2537957 C2 RU2537957 C2 RU 2537957C2 RU 2012138944/07 A RU2012138944/07 A RU 2012138944/07A RU 2012138944 A RU2012138944 A RU 2012138944A RU 2537957 C2 RU2537957 C2 RU 2537957C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- adder
- converter
- outputs
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, получающей применение в вентильном электроприводе автономных объектов.The invention relates to electrical engineering, which is used in a valve electric drive of autonomous objects.
Электроприводы на основе вентильных двигателей (ВД) с возбуждением от постоянных магнитов широко применяются в различных отраслях. Они обладают высокими динамическими характеристиками и эненргоэффективностью, малыми массой и габаритами, высокой надежностью. Существует большое разнообразие систем управления ВД, в то же время появляются новые схемы, имеющие более высокие функциональные возможности. Заявка посвящена синтезу системы управления ВД с возможностью электронного управления углом установки датчика положения ротора (ДПР).Electric drives based on valve motors (VD) with permanent magnet excitation are widely used in various industries. They have high dynamic characteristics and energy efficiency, low weight and dimensions, high reliability. There is a wide variety of VD control systems, while at the same time, new schemes appear that have higher functionality. The application is devoted to the synthesis of the VD control system with the possibility of electronic control of the installation angle of the rotor position sensor (DPR).
Известно техническое решение (см. заявку RU 2008147082 А, опубликована 10.06.2010, Способ управления вентильным электроприводом), в котором электродвигатель с ротором на постоянных магнитах, статорные обмотки которого подсоединены к выводам переменного тока мостового инвертора, выводами постоянного тока, подключенного к источнику электропитания и емкостному накопителю. Недостатком такого решения является торможение с помощью высокочастотной модуляции в функции величины сигнала движения.A technical solution is known (see application RU 2008147082 A, published on 06/10/2010, Method for controlling a valve actuator), in which an electric motor with a permanent magnet rotor, the stator windings of which are connected to the AC inlets of the bridge inverter, to the DC outlets connected to the power supply and capacitive storage. The disadvantage of this solution is braking using high-frequency modulation as a function of the magnitude of the motion signal.
Также, известно техническое решение (см. патент RU 2366069 С1, опубликованный 27.08.2007, Вентильный электропривод), в котором электропривод содержит электродвигатель, устройство формирования цифрового сигнала скорости, преобразователь «код-ШИМ», коммутатор, устройство формирования направления вращения, датчик положения, преобразователь сигнала обратной связи по положению в код, устройство определения ошибки по положению и устройство определения рассогласования по скорости, устройство выделения модуля и наблюдатель скорости, составленный из двух сумматоров, интегратора, устройства выделения модуля, функционального преобразователя и устройства умножения. Наблюдатель скорости по сигналу вырабатывает сигнал оценки, используемый в электроприводе в качестве обратной связи. Недостатком такого решения является отсутствие режима рекуперации, что снижает энергоэффективность электропривода в целом.Also, a technical solution is known (see patent RU 2366069 C1, published August 27, 2007, Valve actuator), in which the actuator comprises an electric motor, a digital speed signal generating device, a code-PWM converter, a switch, a rotation direction generating device, and a position sensor , a position feedback signal to code converter, a position error determination device and a speed mismatch determination device, a module isolation device and a speed observer composed of vuh adders, integrator, module isolation device, functional converter and multiplication device. A signal speed observer generates an evaluation signal, which is used as feedback in the drive. The disadvantage of this solution is the lack of a recovery mode, which reduces the energy efficiency of the drive as a whole.
Наиболее близким техническим решением (см. заявку RU 93033592 А, опубликована 27.08.1995, Вентильный электропривод), в котором для расширения технических и эксплуатационных возможностей путем расширения арсенала средств управления моментом двигателя применяют механическое управление путем поворота основных частей двигателя (статора или ротора). Предложены двигатели с поворотом ротора датчика положения или разворота роторов датчика положения и собственно двигателя, а также двигатели с непосредственным поворотом и разворотом статоров или с сопряжением ротора со статором с помощью редуктора. Недостатком такого решения является механическое управление датчиком положения ротора.The closest technical solution (see application RU 93033592 A, published on 08.27.1995, Valve actuator), in which to expand the technical and operational capabilities by expanding the arsenal of engine torque controls, mechanical control is used by turning the main parts of the engine (stator or rotor). Motors with rotation of the rotor of a position sensor or a turn of rotors of a position sensor and the motor proper are proposed, as well as engines with direct rotation and rotation of the stators or with the coupling of the rotor with the stator using a gearbox. The disadvantage of this solution is the mechanical control of the rotor position sensor.
Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие датчика положения ротора и управление по углу установки датчика положения ротора.A common feature of the prototype and the proposed solution is the presence of the rotor position sensor and the angle control of the rotor position sensor.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение энергоэффективности электропривода в целом, за счет рекуперации энергии при торможении, повышение КПД.The technical result of the proposed device is to increase the energy efficiency of the electric drive as a whole, due to the recovery of energy during braking, increasing efficiency.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема электропривода автономного объекта с вентильным двигателем.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of an electric drive of an autonomous object with a valve motor.
Предлагаемое устройство содержит: усилитель 1 с насыщением, на который поступает напряжение задания скорости (Uзс), которое также поступает на сумматор 2, в котором суммируется с напряжением задания потока (Uзфd). Усилитель 1 с насыщением соединен с положительным входом сумматора, к отрицательному входу которого подключен выход тахогенератора 4, с которого поступает сигнал обратной связи по скорости. Выход сумматора 3 соединен со входом регулятора 5 скорости, выход которого соединен со входами тригонометрических преобразователей 6 и 7. Выход тригонометрического преобразователя 6, выполняющего функцию cos, соединен с положительным входом сумматора 8, к отрицательному входу которого подключен выход вычислителя, с которого поступает сигнал обратной связи по току проекции q. Выход сумматора 8 соединен с входом регулятора 10 тока в проекции на ось q, выход которого соединен с входом вычислителя 11. Выход сумматора 2 подключен ко входу усилителя 12 с зоной нечувствительности, выход которого соединен с положительным входом сумматора 13, к отрицательному входу которого подключен выход вычислителя 14, с которого поступает сигнал обратной связи по потоку в проекции на ось d. Выход сумматора 13 соединен со входом регулятора 15 потока проекции на ось d, выход которого соединяется со входом блока 16 установки угла, выходы которого соединены со входами с тригонометрических преобразователей 6 и 7. Выход тригонометрического преобразователя 7, выполняющего функцию sin, соединен с положительным входом сумматора 17, к отрицательному входу которого подключен выход вычислителя 9, с которого поступает обратная связь по току в проекции на ось d. Выход сумматора 17 соединен со входом регулятора 18 тока в проекции на ось d, выход которого соединен со входом вычислителя 11. Выходы вычислителя 11 соединены со входами преобразователя 19. Выходы преобразователя 19 соединены со входами автономного инвертора 20 напряжения, который работает от аккумулятора 21, выход автономного инвертора 20 напряжения соединяется с обмотками вентильного двигателя 22 через датчик 23 тока, выходы датчика 23 тока соединены со входами вычислителя 9. Датчик положения ротора 24 соединен с вентильным двигателем 22. Выходы датчика положения ротора 24 соединены со входами вычислителя 25, выходы вычислителя 25 соединены со входами вычислителей 9 и 11. Выход вычислителя 9 соединен со входом вычислителя 14. Устройство работает следующим образом.The proposed device contains: amplifier 1 with saturation, which receives the voltage reference voltage (U ss), which also goes to the adder 2, which is summed with the voltage reference thread (U sfd). Amplifier 1 with saturation is connected to the positive input of the adder, to the negative input of which the output of the tachogenerator 4 is connected, from which a speed feedback signal is supplied. The output of the adder 3 is connected to the input of the speed controller 5, the output of which is connected to the inputs of the trigonometric transducers 6 and 7. The output of the trigonometric transducer 6, which performs the cos function, is connected to the positive input of the adder 8, to the negative input of which the output of the calculator is connected, from which the feedback signal projection current coupling q. The output of the adder 8 is connected to the input of the current regulator 10 in the projection onto the q axis, the output of which is connected to the input of the calculator 11. The output of the adder 2 is connected to the input of the amplifier 12 with a dead zone, the output of which is connected to the positive input of the adder 13, to the negative input of which the output is connected calculator 14, from which a feedback signal is received on the flow in projection onto the d axis. The output of the adder 13 is connected to the input of the projection flow controller 15 on the d axis, the output of which is connected to the input of the angle setting unit 16, the outputs of which are connected to the inputs from the trigonometric transducers 6 and 7. The output of the trigonometric transducer 7, which performs the sin function, is connected to the positive input of the adder 17, to the negative input of which the output of the calculator 9 is connected, from which current feedback is received in projection onto the d axis. The output of the adder 17 is connected to the input of the current regulator 18 in the projection onto the d axis, the output of which is connected to the input of the calculator 11. The outputs of the calculator 11 are connected to the inputs of the converter 19. The outputs of the converter 19 are connected to the inputs of the autonomous voltage inverter 20, which runs on battery 21, the output Autonomous voltage inverter 20 is connected to the windings of the valve motor 22 through a current sensor 23, the outputs of the current sensor 23 are connected to the inputs of the calculator 9. The position sensor of the rotor 24 is connected to the valve motor 22. Date outputs the position of the rotor 24 is connected to the inputs of the computer 25, the outputs of the computer 25 are connected to the inputs of the computers 9 and 11. The output of the computer 9 is connected to the input of the computer 14. The device operates as follows.
Подается сигнал задания скорости, который с помощью регулятора 5 скорости, тригонометрических преобразователей 6 и 7 регуляторов тока в проекции d и q, вычислителя 11 и преобразователя 19 формирует управляющие сигналы автономного инвертора напряжения 20 с учетом обратных связей по току 23, потоку 24, скорости 4. Подача сигнала задания потока с помощью регулятора 5 потока, блока 16 угла установки воздействует на тригонометрические преобразователи 6 и 7, что позволяет увеличивать скорость вращения двигателя выше номинальной или изменять вид механической характеристики двигателя.A speed reference signal is supplied, which with the help of the speed controller 5, trigonometric converters 6 and 7 of the current regulators in the projection d and q, the calculator 11 and the converter 19 generates control signals of the autonomous voltage inverter 20 taking into account feedbacks on the current 23, flow 24, speed 4 The flow reference signal using the flow controller 5, block 16 of the installation angle acts on trigonometric converters 6 and 7, which allows to increase the engine speed above the nominal or change the type of mechanical tion engine performance.
Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен расширением функциональных возможностей электропривода с вентильным двигателем, за счет дополнительного управления им по проекции потока Фd, в зависимости от режима работы следствием чего является повышение энергоэффективности за счет оптимизации в режиме пуска и использование режима рекуперативного торможения.The achieved technical and economic effect is due to the expansion of the functionality of the electric drive with a valve motor, due to its additional control over the projection of the Фd stream, depending on the operating mode, the result is an increase in energy efficiency due to optimization in the start-up mode and the use of regenerative braking mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138944/07A RU2537957C2 (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138944/07A RU2537957C2 (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012138944A RU2012138944A (en) | 2014-03-20 |
RU2537957C2 true RU2537957C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=50279954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012138944/07A RU2537957C2 (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537957C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995017780A1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for transducerless flux, position and velocity estimation in drives for ac machines |
US20040007990A1 (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Light generation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
RU2313894C1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС" | Frequency-regulated asynchronous electric motor |
RU2398348C1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Method for control of valve electric drive |
-
2012
- 2012-09-11 RU RU2012138944/07A patent/RU2537957C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995017780A1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for transducerless flux, position and velocity estimation in drives for ac machines |
US20040007990A1 (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Light generation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
RU2313894C1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС" | Frequency-regulated asynchronous electric motor |
RU2398348C1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Method for control of valve electric drive |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A, 10.06.2010. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012138944A (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2001008482A (en) | Control system and control of motor | |
CN104104294A (en) | Motor driving device and brushless motor | |
CN102082544A (en) | Bearingless synchronous reluctance motor torque and suspension force direct controller and construction method thereof | |
CN104467023B (en) | The control method of gas turbine generating set and gas turbine generating set | |
CN103973179A (en) | Torque fluctuation restraint control device | |
CN105811824A (en) | Micro/nano-satellite reaction flywheel control method based on linear Hall | |
CN102427325A (en) | Minimum loss control system and method for linear motor based on system loss model method | |
Yu et al. | Computationally efficient coordinate transformation for field-oriented control using phase shift of linear hall-effect sensor signals | |
JP2012139072A (en) | Turbocharger power generator | |
RU2430273C1 (en) | Universal control station of downhole electrically driven pump | |
RU2537957C2 (en) | Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor | |
JP5693679B2 (en) | Turbocharger power generator | |
RU2320073C1 (en) | Device for controlling a double-way feed motor | |
CN102342018B (en) | Controller of electric motor | |
RU2313895C1 (en) | Alternating current motor | |
JP5704455B2 (en) | Surplus energy recovery system for marine main engines | |
Joy et al. | Performance comparison of a sensorless PMBLDC motor drive system with conventional and fuzzy logic controllers | |
US8134331B2 (en) | Motor drive system with flux regulated PM generator | |
JP4415615B2 (en) | Power generation system and its generator control method | |
CN104836505A (en) | Motor driving device and method and motor | |
RU2477562C1 (en) | Device for control of double-fed motors | |
RU2461116C1 (en) | Electromechanical device | |
JP2009019561A (en) | Control system for turbocharger with electric motor | |
RU2438229C1 (en) | Asynchronous motor control device | |
Toman et al. | Model of aircraft actuator with BLAC motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141020 |