RU2576330C1 - Электропривод переменного тока - Google Patents
Электропривод переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576330C1 RU2576330C1 RU2014138532/07A RU2014138532A RU2576330C1 RU 2576330 C1 RU2576330 C1 RU 2576330C1 RU 2014138532/07 A RU2014138532/07 A RU 2014138532/07A RU 2014138532 A RU2014138532 A RU 2014138532A RU 2576330 C1 RU2576330 C1 RU 2576330C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- phase
- output
- coupled
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты вращения ротора асинхронных электроприводов с тиристорным преобразователем напряжения. Технический результат: обеспечение определения оценки частоты вращения асинхронного двигателя во всем диапазоне регулирования скорости с погрешностью не более 5%. Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, включенный между статорной обмоткой двигателя и питающей сетью, датчик фазного статорного тока и датчик напряжения, подключенные к одной фазе асинхронного двигателя, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя напряжения, а вход - с выходом блока регулятора частоты вращения, один вход которого соединен с задатчиком частоты вращения. Второй вход регулятора частоты вращения соединен с имитационной моделью асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат, выход которого соединен с первым блоком расчета результирующего модуля тока, который подключен к блоку расчета невязки. Второй датчик статорного фазного тока и второй датчик напряжения подключены к другой фазе двигателя. К первому и второму датчикам напряжения подключен первый блок преобразования координат, выход которого соединен с блоком имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат. Первый и второй датчики статорных фазных токов соединены со вторым блоком преобразования координат, к которому последовательно подключены второй блок расчета результирующего модуля тока, блок расчета невязки, блок определения оценки момента нагрузки, блок имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для плавного пуска и регулирования частоты вращения ротора асинхронных электроприводов с тиристорным преобразователем напряжения общепромышленного применения, а именно в приводах вентиляторов, компрессоров, насосов, шлифовальных машин, транспортеров, механизмов горизонтального перемещения подъемно-транспортных машин и др.
Известен электропривод переменного тока [Патент РФ 2251204 С1, МПК7 Н02Р 5/28, опубл. 27.04.2005], выбранный в качестве прототипа, содержащий асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, включенный между статорной обмоткой двигателя и питающей сетью, датчики тока и напряжения двигателя, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя напряжения, а вход - с выходом блока регулятора частоты вращения, один вход которого соединен с выходом блока задания частоты вращения, а другой вход - с выходом функционального блока. Один вход измерителя ЭДС статора подключен к выходу датчика тока, а второй - к выходу датчика напряжения. Выход измерителя ЭДС и датчика напряжения подключены к входам функционального блока, реализующего зависимость расчетного значения частоты вращения от напряжения и ЭДС статора двигателя:
где ω - вычисленное значение частоты вращения;
US - действующее значение напряжения фазы двигателя;
ES - действующее значения ЭДС фазы двигателя.
Это устройство обеспечивает высокую точность оценки частоты вращения асинхронного двигателя только при работе на пониженных скоростях.
Задачей изобретения является расширение арсенала средств аналогичного назначения.
Поставленная задача решена за счет того, что так же, как в прототипе, электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, включенный между статорной обмоткой двигателя и питающей сетью, датчик фазного статорного тока и датчик напряжения, подключенные к одной фазе асинхронного двигателя, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя напряжения, а вход - с выходом блока регулятора частоты вращения, один вход которого соединен с задатчиком частоты вращения.
Согласно изобретению второй вход регулятора частоты вращения соединен с блоком имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат, выход которого соединен с первым блоком расчета результирующего модуля тока, который подключен к блоку расчета невязки. Второй датчик статорного фазного тока и второй датчик напряжения подключены к другой фазе асинхронного двигателя. К первому и второму датчику напряжения подключен первый блок преобразования координат, выход которого соединен с блоком имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат. Первый и второй датчики статорных фазных токов соединены со вторым блоком преобразования координат, к которому последовательно подключены второй блок расчета результирующего модуля тока, блок расчета невязки, блок определения оценки момента нагрузки, блок имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат.
Предложенное устройство позволяет обеспечить точность определения оценки частоты вращения асинхронного двигателя во всем диапазоне регулирования скорости с погрешностью не более 5% за счет однозначной связи оценки момента нагрузки электродвигателя с напряжениями и статорными фазными токами двигателя.
На фиг.1 приведена структурная схема электропривода переменного тока.
Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1 (АД), подключенный к тиристорному преобразователю напряжения 2 (ТПН), который запитан от сети. Управляющий вход тиристорного преобразователя напряжения 2 (ТПН) подключен к выходу блока управления 3 (БУ), вход которого соединен с выходом блока регулятора частоты вращения 4 (РЧ), один вход которого соединен с выходом задатчика частоты вращения 5 (ЗЧ), а другой вход - с выходом блока имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА), выход которого соединен с блоком расчета результирующего модуля тока 7 (БРМ1), который подключен к блоку расчета невязки 8 (БРН). Датчики статорных фазных токов 9 (ДТ1), 10 (ДТ2) подключены к двум фазам асинхронного двигателя 1 (АД), аналогично подключены датчики напряжений 11 (ДН1), 12 (ДН2) к асинхронному двигателю 1 (АД). Датчики напряжений 11 (ДН1), 12 (ДН2) подключены к перовому блоку преобразования координат 13 (ПК1), выход которого соединен с блоком имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА). Датчики статорных фазных токов 9 (ДТ1), 10 (ДТ2) соединены с вторым блоком преобразования координат 14 (ПК2), к которому последовательно подключены блок расчета результирующего модуля тока 15 (БРМ2), блок расчета невязки 8 (БРН), блок определения оценки момента нагрузки 16 (БОН), блок имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА).
В качестве датчиков статорных фазных токов 9 (ДТ1), 10 (ДТ2) использован промышленный прибор КЭИ-0,1. Тиристорный преобразователь напряжения 2 (ТПН), блок управления 3 (БУ), регулятор частоты вращения 4 (РЧ), блок задания частоты вращения 5 (ЗЧ) реализованы на базе электропривода фирмы Siemens с модулем обратной связи. Блок имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА), блок определения нагрузки 16 (БОН), блок расчета невязки 8 (БРН), блоки расчета результирующих модулей тока 7 (БРМ1), 15 (БРМ2) и блоки преобразования координат 13 (ПК1), 14 (ПК2) выполнены на базе микроконтроллера типа TMS320C28346 фирмы Texas Instruments.
С помощью датчиков статорных фазных токов 9 (ДТ1), 10 (ДТ2) измеряют значение токов асинхронного двигателя 1 (АД), которые затем преобразуют в двухфазную систему координат в блоке преобразования координат 14 (ПК2). Затем в блоке результирующего модуля тока 15 (БРМ2) вычисляют результирующий модуль тока IR:
где Iα, Iβ - токи электродвигателя в двухфазной системе координат.
Одновременно с этим напряжения, снятые датчиками напряжения 11 (ДН1), 12 (ДН2) с обмоток асинхронного двигателя 1 (АД), преобразуют в блоке преобразования координат 13 (ПК1) в двухфазную систему координат. На основе напряжений Uα, Uβ, полученных в блоке преобразований координат 13 (ПК1), вычисляют в блоке имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА) оценки токов 
где 
- вспомогательный коэффициент;
RS, Rr - сопротивления статора и ротора;
LS, Lr - индуктивности статора и ротора;
Lm - индуктивность намагничивания;
J - момент инерции;
zp - количество пар полюсов;
USα, USβ - статорные напряжения электродвигателя в двухфазной системе координат;
На основе полученных оценок тока в блоке имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА) определяют с помощью блока результирующего модуля тока 7 (БРМ1) оценку результирующего модуля тока 
В блоке расчета невязки 8 (БРН) определяют невязку токов ΔI:
на основе которой рассчитывают в блоке определения оценки нагрузки 16 (БОН) оценку момента нагрузки 
где kH - пропорциональный коэффициент, настраиваемый экспертом вручную.
После этого цикл работы повторяют. С учетом расчета оценки момента нагрузки 
в блоке имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат 6 (БИМА) формируют оценку частоты вращения 
:
В регуляторе частоты вращения 4 (РЧ) вычисляют отклонение текущей частоты вращения от заданного значения в блоке здания частоты вращения 5 (ЗЧ). На вход блока управления 3 (БУ) с выхода регулятора частоты вращения 4 (РЧ) поступает задание, на основании которого формируют управляющие сигналы для тиристорного преобразователя напряжения 2 (ТПН), который подключен к обмоткам двигателя 1 (АД). В итоге на валу асинхронного двигателя 1 (АД) обеспечивается заданная частота вращения как в динамике, так и в статике.
Claims (1)
- Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, тиристорный преобразователь напряжения, включенный между статорной обмоткой двигателя и питающей сетью, датчик фазного статорного тока и датчик напряжения, подключенные к одной фазе асинхронного двигателя, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного преобразователя напряжения, а вход - с выходом блока регулятора частоты вращения, один вход которого соединен с задатчиком частоты вращения, отличающийся тем, что второй вход регулятора частоты вращения соединен с блоком имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат, выход которого соединен с первым блоком расчета результирующего модуля тока, который подключен к блоку расчета невязки, второй датчик статорного фазного тока и второй датчик напряжения подключены к другой фазе асинхронного двигателя, при этом к первому и второму датчику напряжения подключен первый блок преобразования координат, выход которого соединен с блоком имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат, а первый и второй датчик статорных фазных токов соединены со вторым блоком преобразования координат, к которому последовательно подключены второй блок расчета результирующего модуля тока, блок расчета невязки, блок определения оценки момента нагрузки, блок имитационной модели асинхронного двигателя в двухфазной неподвижной системе координат.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014138532/07A RU2576330C1 (ru) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Электропривод переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014138532/07A RU2576330C1 (ru) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Электропривод переменного тока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2576330C1 true RU2576330C1 (ru) | 2016-02-27 |
Family
ID=55435773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014138532/07A RU2576330C1 (ru) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Электропривод переменного тока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2576330C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106385205A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-08 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 霍尔永磁同步电机的控制方法及装置 |
| RU2821417C1 (ru) * | 2023-12-18 | 2024-06-24 | Сергей Иванович Малафеев | Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1188145A (en) * | 1966-07-05 | 1970-04-15 | Licentia Gmbh | Method of Controlling the Torque of an Asynchronous Machine |
| US5008608A (en) * | 1989-12-26 | 1991-04-16 | Allen-Bradley Company, Inc. | Controller for starting and stopping electric motors |
| JPH0732640B2 (ja) * | 1986-12-29 | 1995-04-10 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速駆動装置 |
| FR2733863B1 (fr) * | 1995-05-05 | 1997-06-06 | Schneider Electric Sa | Procede de commande d'un gradateur et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| EP0621680B1 (de) * | 1993-04-17 | 1997-09-24 | AEG Stromversorgungs-Systeme GmbH | Verfahren zur Drehmomentbegrenzung beim Sanftanlauf eines Drehstromasynchronmotors |
| RU2251204C1 (ru) * | 2003-12-15 | 2005-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Электропривод переменного тока |
| RU2380821C2 (ru) * | 2006-11-17 | 2010-01-27 | ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ" | Электропривод переменного тока |
| RU2389127C2 (ru) * | 2007-06-13 | 2010-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" | Электропривод переменного тока |
| CN102882466A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-16 | 南京工业大学 | 感应电机直接转矩控制调速系统的节能变频器及构造法 |
-
2014
- 2014-09-23 RU RU2014138532/07A patent/RU2576330C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1188145A (en) * | 1966-07-05 | 1970-04-15 | Licentia Gmbh | Method of Controlling the Torque of an Asynchronous Machine |
| JPH0732640B2 (ja) * | 1986-12-29 | 1995-04-10 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速駆動装置 |
| US5008608A (en) * | 1989-12-26 | 1991-04-16 | Allen-Bradley Company, Inc. | Controller for starting and stopping electric motors |
| EP0621680B1 (de) * | 1993-04-17 | 1997-09-24 | AEG Stromversorgungs-Systeme GmbH | Verfahren zur Drehmomentbegrenzung beim Sanftanlauf eines Drehstromasynchronmotors |
| FR2733863B1 (fr) * | 1995-05-05 | 1997-06-06 | Schneider Electric Sa | Procede de commande d'un gradateur et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| RU2251204C1 (ru) * | 2003-12-15 | 2005-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Электропривод переменного тока |
| RU2380821C2 (ru) * | 2006-11-17 | 2010-01-27 | ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ" | Электропривод переменного тока |
| RU2389127C2 (ru) * | 2007-06-13 | 2010-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" | Электропривод переменного тока |
| CN102882466A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-16 | 南京工业大学 | 感应电机直接转矩控制调速系统的节能变频器及构造法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106385205A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-08 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 霍尔永磁同步电机的控制方法及装置 |
| CN106385205B (zh) * | 2016-09-21 | 2018-12-07 | 珠海格力电器股份有限公司 | 霍尔永磁同步电机的控制方法及装置 |
| RU2821417C1 (ru) * | 2023-12-18 | 2024-06-24 | Сергей Иванович Малафеев | Устройство пуска асинхронного двигателя от дизель-генераторной установки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5420006B2 (ja) | 同期機制御装置 | |
| JP5492192B2 (ja) | 交流モータの制御装置 | |
| CN107154763B (zh) | 永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统及控制方法 | |
| CN104104301B (zh) | 一种无速度传感器的内插式永磁同步电机无源控制方法 | |
| CN104767457B (zh) | 直流变频压缩机运行过程中参数自适应的方法 | |
| JP2010045914A (ja) | 同期モータ駆動制御装置 | |
| De Angelo et al. | Mechanical sensorless speed control of permanent-magnet AC motors driving an unknown load | |
| Lin et al. | An improved flux observer for sensorless permanent magnet synchronous motor drives with parameter identification | |
| Benchabane et al. | Sensorless direct torque control for salient-pole PMSM based on extended Kalman filter fed by AC/DC/AC converter | |
| RU2576330C1 (ru) | Электропривод переменного тока | |
| DK2747273T3 (en) | Method and apparatus for assessing the torque of a synchronous machine | |
| RU2313895C1 (ru) | Электропривод переменного тока | |
| WO2018069865A2 (ko) | 유도전동기의 자속관측기 및 자속 추정 방법 | |
| Comanescu | Implementation of time-varying observers used in direct field orientation of motor drives by trapezoidal integration | |
| Comanescu et al. | Full order EMF observer for PMSM—design, analysis and performance under improper speed signal | |
| CN103501153B (zh) | 三相交流异步电动机的智能调速系统 | |
| RU2477562C1 (ru) | Устройство для управления двигателем двойного питания | |
| Demmelmayr et al. | Sensorless control at high starting torque of a 4000 Nm traction drive with permanent magnet synchronous machine | |
| CN110224653B (zh) | 一种用于三相异步电机的新型直接转矩控制方法 | |
| Lee et al. | Disturbance observer based sensorless speed controller for PMSM with improved robustness against load torque variation | |
| Cimini et al. | PMSM control with power factor correction: Rapid prototyping scenario | |
| Dong et al. | Application of sensorless sliding mode observer in control of induction motor drive | |
| Brock et al. | Reducing Energy Losses for Fan Applications with V/f control of PMSMs | |
| CN107800334B (zh) | 一种pmsm预同步同轴运行控制方法及系统 | |
| Zhu et al. | The research of sensorless vector control for permanent magnet linear synchronous motor. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160924 |