RU2724982C1 - Control method of ac electric drive - Google Patents

Control method of ac electric drive Download PDF

Info

Publication number
RU2724982C1
RU2724982C1 RU2019139230A RU2019139230A RU2724982C1 RU 2724982 C1 RU2724982 C1 RU 2724982C1 RU 2019139230 A RU2019139230 A RU 2019139230A RU 2019139230 A RU2019139230 A RU 2019139230A RU 2724982 C1 RU2724982 C1 RU 2724982C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
voltage
motor
output
inverter
Prior art date
Application number
RU2019139230A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Мещеряков
Денис Владимирович Ласточкин
Владимир Владимирович Пикалов
Павел Сергеевич Пономарев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет"
Priority to RU2019139230A priority Critical patent/RU2724982C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724982C1 publication Critical patent/RU2724982C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: in the AC electric drive control method, amplitude and frequency of the motor voltage are coordinated by means of relay voltage controllers by determining the motor current amplitude, adjusting the current at the inverter input of the frequency converter with an uncontrolled rectifier, for this purpose, by means of a relay current controller, the first fully controlled valve, which is located in the DC link between the rectifier and the reactor, is periodically switched on and off, and energy is transferred from the uncontrolled rectifier through the reactor and the inverter to the motor in a dosed way. At valve disconnection, current flow circuit is created by inverse diode introduced into DC link, in case of insufficient value of voltage at input of rectifier to obtain maximum voltage of motor, periodically by means of relay regulators and logical units switching on and switching off second fully controlled valve installed in parallel aiding input of inverter.EFFECT: reduction of reactive power consumption, reduction of higher harmonic components introduced into the network, possibility to increase inverter output voltage higher than mains voltage.1 cl, 1 dwg

Description

Способ относится к области электротехники, в частности к системам управления электроприводами переменного тока, на базе асинхронного электродвигателя с преобразователем частоты.The method relates to the field of electrical engineering, in particular to control systems for AC electric drives, based on an asynchronous electric motor with a frequency converter.

Известен способ управления электроприводом переменного тока, осуществляемый путем формирования токов на выходах преобразователя частоты, выполненного с регулируемым выпрямителем и инвертором, на полностью управляемых вентилях, соединенными между собой через сглаживающий реактор, при котором регулируют выпрямленный ток в зависимости от требуемой амплитуды гладких составляющих токов на выходе преобразователя частоты, переключают вентили выпрямителя и инвертора в зависимости от задания для распределения токов в проводах переменного тока и фильтруют высокочастотные составляющие токов на выходе преобразователя частоты. Сигналы на переключение ключей инвертора подаются от релейного регулятора тока, на входе которого сравнивают заданное и измеренное значения фазных токов на выходе преобразователя частоты. Коммутацию ключей инвертора осуществляют при превышении разности этих значений порогового уровня при частоте тока двигателя меньшем 1/3 от частоты питающей сети. При токах статора меньших, чем

Figure 00000001
от заданного амплитудного значения, переключая ключи инвертора, формируют гладкую составляющею тока на выходе преобразователя частоты, а в области мгновенных значений фазных токов статора больших, чем
Figure 00000002
от заданного амплитудного значения, ключи инвертора в соответствующих фазах оставляют включенными до тех пор, пока мгновенное значение фазного тока на выходе преобразователя частоты не снизится до уровня
Figure 00000003
от заданного амплитудного значения, при этом формируют ток на выходе преобразователя частоты путем регулирования момента включения ключей выпрямителя [1].A known method of controlling an AC electric drive, carried out by generating currents at the outputs of the frequency converter, made with an adjustable rectifier and inverter, on fully controllable valves interconnected via a smoothing reactor, in which the rectified current is regulated depending on the required amplitude of the smooth components of the output currents frequency converter, switch the rectifier and inverter valves depending on the task for the distribution of currents in the AC wires and filter the high-frequency components of the currents at the output of the frequency converter. The signals for switching the keys of the inverter are supplied from the relay current regulator, at the input of which the set and measured values of the phase currents at the output of the frequency converter are compared. Switching of the inverter keys is carried out when the difference between these values of the threshold level is exceeded when the motor current frequency is less than 1/3 of the frequency of the supply network. At stator currents less than
Figure 00000001
from a given amplitude value, by switching the keys of the inverter, they form a smooth component of the current at the output of the frequency converter, and in the region of instantaneous values of the stator phase currents are greater than
Figure 00000002
from a given amplitude value, the inverter keys in the corresponding phases are left turned on until the instantaneous value of the phase current at the output of the frequency converter decreases to the level
Figure 00000003
from a given amplitude value, in this case, a current is generated at the output of the frequency converter by adjusting the moment of switching on the rectifier keys [1].

Недостатками данного способа являются большое потребление реактивной мощности из сети и генерация в сеть высших гармоник регулируемым выпрямителем, а также сложность системы управления, из-за необходимости наличия контура регулирования скорости с датчиком скорости.The disadvantages of this method are the large consumption of reactive power from the network and the generation of higher harmonics into the network by an adjustable rectifier, as well as the complexity of the control system, due to the need for a speed control loop with a speed sensor.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления электроприводом переменного тока, осуществляемый путем формирования напряжений на выходе преобразователя частоты, выполненного с выпрямителем и инвертором, на полностью управляемых вентилях, соединенными между собой через сглаживающий реактор, при котором регулируют выпрямленный ток в зависимости от требуемого напряжения на выходе преобразователя частоты, фильтруют высокочастотные составляющие токов и напряжений на выходе инвертора, измеряют мгновенные значения фазных напряжений и токов на выходе инвертора и мгновенные значения тока в звене постоянного тока, вычисляют амплитуду трехфазного тока двигателя и подают вычисленное значение на вход блока формирования задания выпрямленного тока, с выхода которого значение задания выпрямленного тока подают на первый вход регулятора тока звена постоянного тока, на второй вход которого подают измеренное значение тока звена постоянного тока, задают амплитуду и частоту трехфазного переменного напряжения двигателя, формируют три синусоидальных сигнала задания на фазные напряжения двигателя, смещенные друг относительно друга на π/3, подают сигналы задания на напряжения двигателя на первые входы релейных регуляторов напряжений двигателя соответствующих фаз, на вторые входы релейных регуляторов напряжений двигателя подают измеренные мгновенные значения напряжений двигателя соответствующих фаз, управляющие логические сигналы с выходов релейных регуляторов напряжений двигателя подают на управляющие входы тиристоров соответствующих фаз анодной группы инвертора, а также на входы логических элементов «НЕ» соответствующих фаз, управляющие логические сигналы с выходов логических элементов «НЕ» подают на управляющие входы тиристоров соответствующих фаз катодной группы инвертора.Closest to the proposed one is a method for controlling an AC electric drive, carried out by generating voltages at the output of the frequency converter, made with a rectifier and an inverter, on fully controlled valves interconnected via a smoothing reactor, in which the rectified current is regulated depending on the required output voltage a frequency converter, filter the high-frequency components of the currents and voltages at the inverter output, measure the instantaneous values of phase voltages and currents at the inverter output and instantaneous current values in the DC link, calculate the amplitude of the three-phase current of the motor and supply the calculated value to the input of the unit for generating the rectified current task, s the output of which the value of the rectified current reference is fed to the first input of the current regulator of the DC link, to the second input of which the measured value of the current of the DC link is fed, the amplitude and frequency of the three-phase alternating current are set voltage of the motor, three sinusoidal reference signals are generated for the motor phase voltages offset from each other by π / 3, the motor signals for the motor voltages are supplied to the first inputs of the relay voltage regulators of the corresponding phases, the measured instantaneous values are supplied to the second inputs of the relay voltage regulators the motor voltages of the corresponding phases, the control logic signals from the outputs of the relay voltage regulators of the motor are fed to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the anode group of the inverter, as well as to the inputs of the logic elements "NOT" of the corresponding phases, the control logic signals from the outputs of the logic elements "NOT" are fed to the control thyristor inputs of the corresponding phases of the cathode group of the inverter.

Недостатками такого способа управления электроприводом переменного тока являются большой уровень высших гармоник напряжения и тока, вносимых регулируемым выпрямителем в питающую сеть, большое потребление регулируемым выпрямителем реактивной мощности из сети, невозможность повысить напряжение на выходе инвертора до уровня, компенсирующего падение напряжения в длинной кабельной линии.The disadvantages of this method of controlling an AC electric drive are the high level of higher harmonics of voltage and current introduced by the adjustable rectifier into the supply network, the high consumption of the adjustable rectifier of reactive power from the network, the inability to increase the voltage at the inverter output to a level that compensates for the voltage drop in the long cable line.

Предложенный способ управления решает задачи снижения потребления из сети реактивной мощности и уменьшения высших гармонических составляющих напряжения и тока, вносимых электроприводом в сеть, повышение выходного напряжения инвертора, требуемое для обеспечения номинального значения напряжения на обмотках статора двигателя, в случае большого падения напряжения в длинной кабельной линии, связывающей двигатель с преобразователем частоты, а также при снижении напряжения в сети.The proposed control method solves the problem of reducing the consumption of reactive power from the network and reducing the higher harmonic components of voltage and current introduced by the electric drive into the network, increasing the inverter output voltage required to provide the rated voltage value on the motor stator windings in case of a large voltage drop in a long cable line that connects the motor to the frequency converter, as well as when reducing the voltage in the network.

Указанные задачи решаются тем, что в предлагаемом управления электроприводом переменного тока с помощью преобразователя частоты, содержащего выпрямитель, автономный инвертор тока, выполненный на полностью управляемых вентилях, и реактор, включенный между вентилями катодной группы выпрямителя и анодной группы инвертора, при котором регулируют входной ток инвертора в зависимости от амплитуды тока двигателя, фильтруют высокочастотные составляющие токов на выходе преобразователя частоты, измеряют мгновенные значения фазных напряжений и фазных токов двигателя и входной ток инвертора, задают амплитуду и частоту трехфазного переменного напряжения двигателя, на основе заданной амплитуды и частоты трехфазного переменного напряжения двигателя, формируют три синусоидальных сигнала задания на фазные напряжения двигателя, смещенные друг относительно друга на 2π/3, подают синусоидальные сигналы задания на напряжения фаз двигателя на первые входы трех релейных регуляторов напряжений двигателя соответствующих фаз, на вторые входы релейных регуляторов напряжений двигателя подают измеренные мгновенные значения напряжений двигателя соответствующих фаз, управляющие логические сигналы с выходов трех релейных регуляторов напряжений двигателя подают на управляющие входы тиристоров соответствующих фаз анодной группы инвертора, а также на входы логических элементов «НЕ» соответствующих фаз, управляющие логические сигналы с выходов логических элементов «НЕ» подают на управляющие входы тиристоров соответствующих фаз катодной группы инвертора, вычисляют амплитуду трехфазного тока двигателя, преобразуют вычисленное значение амплитуды трехфазного тока двигателя в сигнал задания входного тока инвертора, который подают на первый вход четвертого регулятора входного тока инвертора, на второй вход которого подают измеренное значение входного тока инвертора, фильтруют с помощью конденсатора выпрямленное нерегулируемое напряжение на выходе выпрямителя, на выходе четвертого релейного регулятора входного тока инвертора формируют логический сигнал, который подают на первый вход логического элемента «ИЛИ», измеряют мгновенные значения напряжений на входе выпрямителя, определяют значение амплитуды напряжения на входе выпрямителя и подают его на первый вход пятого релейного регулятора, заданное значение амплитуды напряжения двигателя подают на второй вход пятого релейного регулятора и первый вход шестого релейного регулятора, логический сигнал с выходе пятого релейного регулятора подают на второй вход логического элемента «ИЛИ» и первый вход логического элемента «И», сигнал с выхода логического элемента «ИЛИ» подают на управляющий вход первого полностью управляемого вентиля, установленного последовательно между катодным выходом выпрямителя и первым выводом реактора, при выключенном состоянии первого полностью управляемого вентиля отключают первый вывод реактора от выпрямителя, при этом обеспечивают непрерывность тока в звене постоянного тока с помощью обратного диода, установленного между катодным выходом выпрямителя и первым выводом реактора, при выключенном состоянии первого полностью управляемого вентиля подключают первый вывод реактора к выпрямителю, измеряют мгновенные значения напряжений двигателя, определяют значение амплитуды напряжения двигателя и подают его на второй вход шестого релейного регулятора, логический сигнал с выхода шестого релейного регулятора подают на второй вход логического элемента «И», на первый вход седьмого релейного регулятора подают значение максимально допустимого тока через реактор, измеряют значение тока через реактор и подают это значение на второй вход седьмого релейного регулятора, логический сигнал с выхода седьмого релейного регулятора подают на третий вход логического элемента «И», логический сигнал с выхода которого подают на управляющий вход второго полностью управляемого вентиля, анод которого соединен с анодным входом инвертора, а его катод соединен с анодным выходом выпрямителя, включают и выключают второй полностью управляемый вентиль, при его включенном состоянии шунтируют входную цепь инвертора и увеличивают ток, проходящий через реактор, при его выключенном состоянии прибавляют к выпрямленному напряжению наведенную в реакторе ЭДС и подают суммарное напряжение на вход инвертора.These problems are solved by the fact that in the proposed control of an AC electric drive using a frequency converter containing a rectifier, an autonomous current inverter made on fully controllable valves, and a reactor connected between the valves of the cathode group of the rectifier and the anode group of the inverter, in which the input current of the inverter is regulated depending on the amplitude of the motor current, filter the high-frequency components of the currents at the output of the frequency converter, measure the instantaneous values of the phase voltages and phase currents of the motor and the input current of the inverter, set the amplitude and frequency of the three-phase alternating voltage of the motor, based on the given amplitude and frequency of the three-phase alternating voltage of the motor, form three sinusoidal reference signals for the phase voltage of the motor, offset from each other by 2π / 3, apply sinusoidal reference signals for the voltage of the phase of the motor to the first inputs of the three relay voltage regulators of the motor respectively phases, the measured instantaneous values of the motor voltage of the corresponding phases are supplied to the second inputs of the relay voltage regulators of the motor, the control logic signals from the outputs of the three relay voltage regulators of the motor are fed to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the anode group of the inverter, and also to the inputs of the logical elements “NOT” corresponding phases, the control logic signals from the outputs of the logic elements “NOT” are fed to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the cathode group of the inverter, the amplitude of the three-phase current of the motor is calculated, the calculated amplitude of the three-phase current of the motor is converted into a signal for setting the input current of the inverter, which is fed to the first input of the fourth controller the inverter input current, to the second input of which the measured value of the inverter input current is supplied, the rectified unregulated voltage at the rectifier output, at the output of the fourth relay input regulator, is filtered with a capacitor the inverter current generates a logical signal that is fed to the first input of the OR gate, measure the instantaneous voltage values at the input of the rectifier, determine the voltage amplitude at the input of the rectifier and feed it to the first input of the fifth relay controller, the set value of the voltage amplitude of the motor is fed to the second the input of the fifth relay controller and the first input of the sixth relay controller, the logic signal from the output of the fifth relay controller is fed to the second input of the logical element "OR" and the first input of the logical element "AND", the signal from the output of the logical element "OR" is fed to the control input of the first fully a controlled valve installed in series between the cathode output of the rectifier and the first output of the reactor, when the first fully controlled valve is turned off, the first output of the reactor is disconnected from the rectifier, while ensuring continuity of current in the DC link using a reverse diode installed between with the rectifier cathode output and the first reactor output, when the first fully controlled valve is turned off, the first reactor output is connected to the rectifier, the instantaneous voltage values of the motor are measured, the voltage amplitude of the motor is determined and fed to the second input of the sixth relay controller, a logical signal from the output of the sixth relay controller fed to the second input of the logical element “I”, fed to the first input of the seventh relay controller the maximum permissible current through the reactor, measured the value of the current through the reactor and fed this value to the second input of the seventh relay controller, the logic signal from the output of the seventh relay controller is fed to the third the input of the logic element "I", the logic signal from the output of which is fed to the control input of the second fully controlled valve, the anode of which is connected to the anode input of the inverter, and its cathode is connected to the anode output of the rectifier, turn on and off the second fully control when the valve is turned on, the input circuit of the inverter is shunted and the current passing through the reactor is increased, when it is turned off, the EMF induced in the reactor is added to the rectified voltage and the total voltage is applied to the inverter input.

Данный способ позволяет реализовать скалярный закон частотного управления двигателем переменного тока с раздельным заданием частоты и амплитуды напряжения с обеспечением улучшенных коэффициента мощности и гармонического состава напряжения и тока потребляемого из сети и возможности повышения питающего двигатель напряжения.This method allows you to implement the scalar law of frequency control of an AC motor with a separate definition of the frequency and amplitude of the voltage, providing improved power factor and harmonic composition of the voltage and current consumed from the network and the possibility of increasing the voltage supplying the motor.

На чертеже показана схема устройства, реализующего предложенный способ управления электроприводом переменного тока.The drawing shows a diagram of a device that implements the proposed method of controlling an AC electric drive.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит электродвигатель 1, подключенный к выходам преобразователя частоты, содержащий выпрямитель 2 и инвертор 3, реактор 4, расположенный между ними. Инвертор выполнен по мостовой схеме на полностью управляемых вентилях, например GTO-тиристорах. К выходам инвертора подключена фильтрующая конденсаторная батарея 5. На выводах преобразователя частоты установлены датчики датчик фазных напряжений 6 и фазных токов 7, в звене постоянного тока между анодным выводом выпрямителя 2 и катодным выводом инвертора 3 установлен первый датчик 8 входного тока инвертора 3. Выходы датчиков фазных токов 7 соединены с входом блока определения амплитуды тока статора 9, выход которого соединен с первым входом блока расчета сигнала задания выпрямленного тока 10. Выход блока расчета сигнала задания выпрямленного тока 10 соединен с первым положительным входом релейного регулятора входного тока инвертора 11, второй отрицательный вход которого соединен с выходом датчика выпрямленного тока 8. Три фазных выхода блока формирования задания мгновенных значений напряжения 12 соединены с первыми положительными входами трех соответствующих релейных регуляторов напряжения 13, вторые отрицательные входы которых соединены с соответствующими выходами датчиков фазных напряжений 6. Выходы трех релейных регуляторов напряжения 13 подключены к управляющим входам тиристоров соответствующих фаз анодной группы инвертора 3, а также к соответствующим входам логических элементов «НЕ» 14. Выходы логических элементов «НЕ» 14 подключены к управляющим входам тиристоров соответствующих фаз катодной группы инвертора 3.A device that implements the proposed method comprises an electric motor 1 connected to the outputs of the frequency converter, comprising a rectifier 2 and an inverter 3, a reactor 4 located between them. The inverter is based on a bridge circuit with fully controllable valves, such as GTO thyristors. A filtering capacitor bank 5 is connected to the inverter outputs. Phase voltage sensors 6 and phase currents 7 are installed on the frequency converter terminals; in the DC link between the anode terminal of the rectifier 2 and the cathode terminal of the inverter 3, the first sensor 8 of the inverter input current 3 is installed. The outputs of the phase sensors currents 7 are connected to the input of the unit for determining the amplitude of the current of the stator 9, the output of which is connected to the first input of the unit for calculating the signal for setting the rectified current 10. The output of the unit for calculating the signal for setting the rectified current 10 is connected to the first positive input of the relay controller of the input current of the inverter 11, the second negative input of which connected to the output of the rectified current sensor 8. Three phase outputs of the unit for setting the instantaneous voltage values 12 are connected to the first positive inputs of three corresponding relay voltage regulators 13, the second negative inputs of which are connected to the corresponding outputs of the phase sensors voltages 6. The outputs of three relay voltage regulators 13 are connected to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the anode group of the inverter 3, as well as to the corresponding inputs of the logic elements “NOT” 14. The outputs of the logic elements “NOT” 14 are connected to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the cathode group of the inverter 3.

К выходам нерегулируемого выпрямителя 2 подключен фильтрующий конденсатор 15. К катодному выходу выпрямителя 2, подключен анодный вывод первого полностью управляемого вентиля 16, выполненного например, на базе GTO - тиристора, катодный вывод которого подключен к первому выводу дросселя 4, второй вывод которого подключен к анодному входу инвертора 3. К точке соединения первого вывода реактора с катодным выводом первого управляемого вентиля 16 подключен анод диода 17, катод которого подключен к анодному выходу выпрямителя 2. К анодному входу инвертора 3 подключен анодный вывод второго полностью управляемого вентиля 18, выполненного например, на базе GTO - тиристора, катодный вывод которого подключен к анодному выходу выпрямителя 2. Выход релейного регулятора входного тока инвертора 11 соединен с управляющим входом первого управляемого силового вентиля 16.A filter capacitor 15 is connected to the outputs of an unregulated rectifier 2. A rectifier output 2 is connected to the cathode output of the first fully controllable valve 16, made for example based on a GTO thyristor, the cathode output of which is connected to the first output of the inductor 4, the second output of which is connected to the anode the inverter 3 input. The anode of the diode 17 is connected to the connection point of the first reactor output with the cathode output of the first controlled valve 16, the cathode of which is connected to the anode output of the rectifier 2. The anode output of the second fully controlled valve 18 is connected to the anode input of the inverter 3, for example, based on GTO is a thyristor, the cathode output of which is connected to the anode output of the rectifier 2. The output relay control of the input current of the inverter 11 is connected to the control input of the first controlled power valve 16.

Первый вход блока формирования задания мгновенных значений напряжения 12 соединен с амплитудным выходом 20 блока задания напряжения 19 двигателя, второй вход блока формирования задания мгновенных значений напряжения 12 соединен с частотным выходом 21 блока задания напряжения 19. На входе выпрямителя 2 установлены датчики фазных напряжений 23, выходы которых соединены с входами блока определения амплитуды напряжения сети 24. Выход блока определения амплитуды напряжения 24 соединен с первым положительным входом пятого релейного регулятора 22. Амплитудный выход 20 блока задания напряжения двигателя 19 соединен также со вторым отрицательным входом пятого релейного регулятора 22 и первым положительным входом шестого релейного регулятора 25. Выходы датчиков фазных напряжений 6 соединены с соответствующими входами блока определения амплитуды напряжения 26, выход которого соединен со вторым отрицательным входом шестого релейного регулятора 25. Выход четвертого релейного регулятора 11 соединен с первым входом логического блока «ИЛИ» 27, выход пятого релейного регулятора 22 соединен со вторым входом логического блока «ИЛИ» 27, выход которого соединен с управляющим электродом полностью управляемого вентиля 16. Выход пятого релейного регулятора 22 соединен также с первым входом логического блока «И» 28, выход шестого релейного регулятора 25 соединен со вторым входом логического блока «И» 28. Первый положительный вход релейного регулятора 29 подключен к источнику сигнала задания предельно допустимой величины тока через реактор iДОП. Между вторым выводом реактора 4 и анодным входом инвертора 3 установлен второй датчик постоянного тока 30, выход которого соединен со вторым отрицательным входом седьмого релейного регулятора 29. Выход релейного регулятора 29 соединен с третьим входом логического блока «И» 28, выход которого подключен к управляющему электроду второго полностью управляемого вентиля 18.The first input of the unit for generating a set of instantaneous voltage values 12 is connected to the amplitude output 20 of the unit for setting the voltage 19 of the engine, the second input of the unit for generating instantaneous voltage values 12 is connected to the frequency output 21 of the unit for setting voltage 19. Phase voltage sensors 23 are installed at the input of the rectifier 2, outputs which are connected to the inputs of the unit for determining the voltage amplitude of the network 24. The output of the unit for determining the amplitude of the voltage 24 is connected to the first positive input of the fifth relay controller 22. The amplitude output 20 of the unit for setting the voltage of the motor 19 is also connected to the second negative input of the fifth relay controller 22 and the first positive input of the sixth the relay controller 25. The outputs of the phase voltage sensors 6 are connected to the corresponding inputs of the voltage amplitude determination unit 26, the output of which is connected to the second negative input of the sixth relay controller 25. The output of the fourth relay controller 11 is connected with the first input of the OR logical unit 27, the output of the fifth relay controller 22 is connected to the second input of the OR logical unit 27, the output of which is connected to the control electrode of the fully controlled valve 16. The output of the fifth relay controller 22 is also connected to the first input of the logical unit AND ”28, the output of the sixth relay controller 25 is connected to the second input of the logic block“ AND ”28. The first positive input of the relay controller 29 is connected to the signal source for setting the maximum permissible current through the reactor i DOP . Between the second output of the reactor 4 and the anode input of the inverter 3, a second DC sensor 30 is installed, the output of which is connected to the second negative input of the seventh relay controller 29. The output of the relay controller 29 is connected to the third input of the logic block “I” 28, the output of which is connected to the control electrode second fully controlled valve 18.

Способ управления электроприводом в данном устройстве осуществляется следующим образом. Блок формирования задания мгновенных значений напряжения 12 преобразует сигналы задания на амплитуду

Figure 00000004
и частоту
Figure 00000005
напряжения двигателя в три синусоидальных сигнала задания на фазные напряжения двигателя
Figure 00000006
по формуле:The method of controlling the electric drive in this device is as follows. The unit for generating a task of instantaneous voltage values 12 converts the task signals to the amplitude
Figure 00000004
and frequency
Figure 00000005
voltage of the motor into three sinusoidal signals of the reference to the phase voltage of the motor
Figure 00000006
according to the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

где t - текущее время.where t is the current time.

Синусоидальные сигналы задания на фазные напряжения двигателя

Figure 00000008
поступают на входы релейных регуляторов напряжения 13, в которых вычисляются разницы между заданными и фактическими значениями мгновенных фазных напряжений двигателя Δu1A, Δu1B, Δu1C по формуле:Sine wave reference signals for phase voltage of the motor
Figure 00000008
arrive at the inputs of the relay voltage regulators 13, in which the differences between the set and actual values of the instantaneous phase voltage of the motor Δu 1A , Δu 1B , Δu 1C are calculated by the formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

Состояние выходов релейных регуляторов QA, QB, QC определяется по следующему алгоритму:The status of the outputs of the relay controllers Q A , Q B , Q C is determined by the following algorithm:

Figure 00000010
Figure 00000010

где h - модуль гистерезиса, который принимается равным 5…10% от амплитуды номинального напряжения двигателя.where h is the hysteresis modulus, which is assumed to be 5 ... 10% of the amplitude of the nominal motor voltage.

На основании установки в релейных регуляторах модуля гистерезиса h определяются граничные значения напряжения - верхнее и нижнее, в пределах которых должно находиться напряжение соответствующей фазы двигателя в любой момент времени.Based on the installation of the hysteresis module h in the relay controllers, the boundary voltage values are determined - upper and lower, within which the voltage of the corresponding phase of the motor should be at any time.

При нарушении верхней границы автономный инвертор тока формирует отрицательный импульс тока, который разряжает конденсатор соответствующей фазы батареи конденсаторов, тем самым понижая напряжение на нем. В случае нарушения нижней границы формируется положительный импульс тока, конденсатор фазы заряжается, повышая напряжение соответствующей фазы двигателя.If the upper boundary is violated, the autonomous current inverter generates a negative current pulse, which discharges the capacitor of the corresponding phase of the capacitor bank, thereby lowering the voltage across it. In case of violation of the lower boundary, a positive current pulse is generated, the phase capacitor is charged, increasing the voltage of the corresponding phase of the motor.

Амплитуда тока двигателя I1 вычисляется в блоке 9 по формуле:The amplitude of the motor current I 1 is calculated in block 9 according to the formula:

Figure 00000011
Figure 00000011

где i1A, i1B - мгновенные значения токов фаз А и В двигателя.where i 1A , i 1B - instantaneous values of the currents of phases A and B of the engine.

Вычисленный сигнал амплитуды тока двигателя I1 поступает на блок формирования заданного значения выпрямленного тока 10, который устанавливает начальное выходное значение амплитуды тока двигателя I1 на уровне 10% от номинального. Таким образом, в момент начала работы инвертора значение сигнала задания тока звена постоянного тока id не равно нулю. Это позволяет сформировать требуемое первоначальное значение напряжения на двигателе. В дальнейшем ток звена постоянного тока id поддерживается пропорциональным амплитуде тока двигателя путем умножения в блоке 10 вычисленного значения тока I1 на коэффициент k*, который выбирается на основании требований к уровню формируемых трехфазных напряжений двигателя.The calculated signal of the current amplitude of the motor I 1 is supplied to the unit for generating a set value of the rectified current 10, which sets the initial output value of the current amplitude of the motor I 1 at 10% of the nominal value. Thus, at the moment the inverter starts operating, the value of the signal for setting the current of the DC link i d is not equal to zero. This allows you to generate the required initial value of the voltage on the motor. Subsequently, the current of the DC link i d is maintained proportional to the amplitude of the motor current by multiplying in block 10 the calculated current value I 1 by the coefficient k * , which is selected based on the requirements for the level of generated three-phase voltage of the motor.

Управление первым полностью управляемым вентилем 16 осуществляется следующим образом. Полученный с выхода блока 10 сигнал задания выпрямленного тока

Figure 00000012
поступает на первый положительный вход четвертого релейного регулятора входного тока инвертора 11, на второй отрицательный вход которого поступает сигнал обратной связи от первого датчика входного тока 8 инвертора id. На входе релейного регулятора входного тока инвертора 11 определяется разность этих сигналовThe control of the first fully controllable valve 16 is as follows. Received from the output of block 10 signal for setting the rectified current
Figure 00000012
arrives at the first positive input of the fourth relay controller of the input current of the inverter 11, the second negative input of which receives a feedback signal from the first input current sensor 8 of the inverter i d . At the input of the relay controller of the input current of the inverter 11, the difference of these signals is determined

Figure 00000013
Figure 00000013

Состояние выхода релейного регулятора тока 11 QPT1 определяется по следующему алгоритму:The output status of the relay controller of the current 11 Q PT1 is determined by the following algorithm:

Figure 00000014
Figure 00000014

где δ - модуль гистерезиса, который принимается равным 5…10% от амплитуды номинального тока двигателя.where δ is the hysteresis modulus, which is assumed to be 5 ... 10% of the amplitude of the rated motor current.

Если разность сигналов Δid на входе релейного регулятора тока 11 меньше установленного порогового уровня δ/2 или отрицательна, то на выходе релейного регулятора тока 11 формируется логический сигнал QPT1=0, этот сигнал поступает на первый вход логического элемента 27 «ИЛИ». На второй вход логического элемента 27 «ИЛИ» с пятого релейного регулятора 22 поступает логический сигнал «ноль», пока сигнал задания амплитуды напряжения двигателя

Figure 00000015
не превысит сигнал измеренной амплитуды напряжения UC на входе выпрямителя. На выходе логического элемента 27 будет сигнал QT=0, поэтому полностью управляемый вентиль 16 будет выключен. При выключенном состоянии управляемого вентиля 16, ток протекает через реактор 4 анодную группу вентилей инвертора 3, обмотки статора двигателя 1, катодную группу вентилей инвертора 3, датчик тока 8, обратный диод 16.If the difference of the signals Δi d at the input of the relay current controller 11 is less than the set threshold level δ / 2 or negative, then the output of the relay current controller 11 generates a logical signal Q PT1 = 0, this signal is supplied to the first input of the OR gate 27. The second input of the logic element 27, “OR” from the fifth relay controller 22 receives a logical signal “zero”, while the signal sets the amplitude of the voltage of the motor
Figure 00000015
will not exceed the signal of the measured amplitude of the voltage U C at the input of the rectifier. At the output of logic element 27, there will be a signal Q T = 0, so a fully controllable valve 16 will be turned off. When the controlled valve 16 is turned off, current flows through the reactor 4 to the anode group of inverter 3 valves, the stator windings of motor 1, the cathode group of inverter 3 valves, current sensor 8, and reverse diode 16.

Если разность сигналов на входе релейного регулятора тока 11 положительна и больше установленного порогового уровня, то на его выходе сигнал QPT1=1, сигнал на выходе логического элемента 27 «ИЛИ» QT=1, полностью управляемый вентиль 16 включен, через него протекает выпрямленный ток.If the signal difference at the input of the relay current controller 11 is positive and greater than the set threshold level, then its output signal Q PT1 = 1, the signal at the output of the logic element 27 "OR" Q T = 1, a fully controlled valve 16 is turned on, the rectified one flows through it current.

Таким образом, первый полностью управляемый вентиль 16 в звене постоянного тока, работающий в режиме периодического включения и выключения со скважностью, задаваемой релейным регулятором тока 11, регулирует ток, поступающий на вход инвертора 3, при этом энергия от нерегулируемого выпрямителя передается через реактор и инвертор к двигателю дозировано в необходимом количестве.Thus, the first fully controllable valve 16 in the DC link operating in the periodic on and off mode with a duty cycle set by the relay current regulator 11 controls the current supplied to the input of the inverter 3, while the energy from the unregulated rectifier is transmitted through the reactor and the inverter to the engine is dosed in the required amount.

На входе пятого релейного регулятора 22 определяется разность ΔU1 между амплитудным значением напряжения сети UC, поступающим на его первый положительный вход, и амплитудным значением заданного напряжения двигателя

Figure 00000016
поступающим на его второй отрицательный входAt the input of the fifth relay controller 22, the difference ΔU 1 is determined between the amplitude value of the mains voltage U C supplied to its first positive input and the amplitude value of the set motor voltage
Figure 00000016
entering his second negative input

Figure 00000017
Figure 00000017

Состояние выхода релейного регулятора 22 определяется по следующему алгоритму:The output status of the relay controller 22 is determined by the following algorithm:

Figure 00000018
Figure 00000018

Если ΔU1≥0, то QPU1=0 и значение логического сигнала QT на выходе логического элемента 27 «ИЛИ» зависит от значения логического сигнала QPT на выходе четвертого релейного регулятора 11. Когда

Figure 00000019
на выходе релейного регулятора 22 формируется единичный логический сигнал QPU1=1, который поступает на второй вход логического элемента 27 «ИЛИ», на выходе которого формируется единичный логический сигнал QT=1. При этом полностью управляемый вентиль 16 будет включен, и он не влияет на процесс формирования мгновенных значений напряжений двигателя, который выполняют релейные регуляторы напряжения 13.If ΔU 1 ≥0, then Q PU1 = 0 and the value of the logical signal Q T at the output of the logic element 27 "OR" depends on the value of the logical signal Q PT at the output of the fourth relay controller 11. When
Figure 00000019
at the output of the relay controller 22, a single logical signal Q PU1 = 1 is formed, which is fed to the second input of the OR gate 27, at the output of which a single logical signal Q T = 1 is formed. In this case, a fully controllable valve 16 will be turned on, and it does not affect the process of generating instantaneous values of motor voltages, which are performed by relay voltage regulators 13.

Управление вторым полностью управляемым вентилем 18 осуществляется следующим образом.The second fully controllable valve 18 is controlled as follows.

Когда

Figure 00000020
на выходе релейного регулятора 22 формируется единичный логический сигнал QPU1=1, который также поступает на первый вход логического блока «И» 28.When
Figure 00000020
at the output of the relay controller 22, a single logical signal Q PU1 = 1 is formed, which also goes to the first input of the logical block “AND” 28.

На входе шестого релейного регулятора 25 определяется разность ΔU2 между амплитудным значением заданного напряжения двигателя

Figure 00000021
поступающим на его первый положительный вход, и амплитудным значением напряжения двигателя U1, поступающим на его второй отрицательный входAt the input of the sixth relay controller 25, the difference ΔU 2 between the amplitude value of the specified motor voltage is determined
Figure 00000021
arriving at its first positive input, and the amplitude value of the motor voltage U 1 arriving at its second negative input

Figure 00000022
Figure 00000022

Состояние выхода релейного регулятора 25 определяется по следующему алгоритму:The output status of the relay controller 25 is determined by the following algorithm:

Figure 00000023
Figure 00000023

где τ - модуль гистерезиса, который принимается равным 5…10% от амплитуды номинального напряжения двигателя.where τ is the hysteresis modulus, which is assumed to be 5 ... 10% of the amplitude of the nominal motor voltage.

Выходной логический сигнал релейного регулятора 25 поступает на второй вход логического блока «И» 28. Если ΔU2≥τ/2, то QPU2=1, и на второй вход логического блока «И» 28 поступает логический сигнал «единица», позволяющий этому блоку формировать выходной логический сигнал QP в зависимости от состояния двух других входных сигналов.The output logical signal of the relay controller 25 is supplied to the second input of the logical block “And” 28. If ΔU 2 ≥τ / 2, then Q PU2 = 1, and the logical signal “unit” is received to the second input of the logical block “And” 28, allowing this the unit to generate an output logical signal Q P depending on the state of two other input signals.

На входе седьмого релейного регулятора тока 29 определяется разность между заданным предельно допустимым током через реактор iДОП и измеренным с помощью второго датчика тока 30 протекающим через реактор током iP,At the input of the seventh relay current controller 29, the difference between the specified maximum permissible current through the reactor i DOP and measured by the second current sensor 30, the current i P flowing through the reactor, is determined,

Figure 00000024
Figure 00000024

Состояние логического выходного сигнала седьмого релейного регулятора 29 QPT2 определяется по следующему алгоритму:The state of the logical output signal of the seventh relay controller 29 Q PT2 is determined by the following algorithm:

Figure 00000025
Figure 00000025

где δ - модуль гистерезиса, который принимается равным 8…10% от амплитуды номинального тока двигателя.where δ is the hysteresis modulus, which is assumed to be 8 ... 10% of the amplitude of the rated motor current.

Если разность сигналов ΔiP на входе релейного регулятора 29 меньше установленного порогового уровня δ/2 или отрицательна, то на выходе релейного регулятора 29 формируется логический сигнал QPT2=0, а если ΔiP≥δ/2, то QPT2=1.If the signal difference Δi P at the input of the relay controller 29 is less than the set threshold level δ / 2 or negative, then the output of the relay controller 29 generates a logical signal Q PT2 = 0, and if Δi P ≥δ / 2, then Q PT2 = 1.

Выходной логический сигнал релейного регулятора 29 поступает на третий вход логического блока «И» 28.The output logical signal of the relay controller 29 is supplied to the third input of the logical block "And" 28.

Второй полностью управляемый вентиль 18 будет включен, если все три логических сигнала на входе логического блока 28 «И» равны «единице», тогда на его выходе формируется единичный логический сигнал QP=1.The second fully controllable valve 18 will be turned on, if all three logical signals at the input of the logical block 28 “And” are equal to “one,” then a single logical signal Q P = 1 is generated at its output.

Таким образом, второй полностью управляемые вентиль 18 включается при условии выполнения трех условий:Thus, the second fully controllable valve 18 is turned on, provided that three conditions are met:

1) амплитуда задания напряжения

Figure 00000026
становится больше амплитуды напряжения сети UC, что возможно на конечной стадии пуска или в процессе регулирования скорости двигателя;1) voltage reference amplitude
Figure 00000026
the voltage amplitude of the network UC becomes larger, which is possible at the final stage of start-up or in the process of regulating the speed of the motor;

2) амплитуда задания напряжения

Figure 00000027
больше амплитуды напряжения двигателя U1;2) voltage reference amplitude
Figure 00000027
more amplitude of the voltage of the motor U 1 ;

3) ток, протекающий через реактор 4 меньше предельно допустимого значения iДОП.3) the current flowing through the reactor 4 is less than the maximum permissible value i ADD .

Если одно из трех условий не выполняется, и хотя бы один из трех логических сигналов на входе логического блока 28 «И» равен «нулю», то на его выходе формируется единичный логический сигнал QP=0. При этом второй полностью управляемый вентиль 18 будет выключен.If one of the three conditions is not satisfied, and at least one of the three logical signals at the input of the logical block 28 “And” is equal to “zero”, then a single logical signal Q P = 0 is generated at its output. In this case, the second fully controllable valve 18 will be turned off.

При кратковременном включенном состоянии второго полностью управляемого вентиля 18 происходит быстрое увеличение тока, проходящего через реактор 4. Когда ток, протекающий через реактор 4, достигает предельно допустимого значения iДОП, второй полностью управляемый вентиль 18 выключается. При выключении второго полностью управляемого вентиля 18 выпрямленный ток вновь протекает через инвертор. За счет наведенной при изменении тока в реакторе 4 ЭДС самоиндукции, которая суммируется с напряжением на выходе выпрямителя 2, увеличивается результирующее напряжение, подводимое к входу инвертора 3. В результате возрастает результирующее напряжение на выходе инвертора 3, подаваемое на статор двигателя 1. При снижении тока, протекающего через реактор 4, до нижнего порогового значения, снова включается второй полностью управляемый вентиль 18. Процесс включения и выключения второго полностью управляемого вентиля 18 имеет циклический характер.When the state of the second fully controlled valve 18 is briefly turned on, a rapid increase in the current passing through the reactor 4 occurs. When the current flowing through the reactor 4 reaches the maximum permissible value i DOP , the second fully controlled valve 18 is turned off. When turning off the second fully controllable valve 18, the rectified current flows again through the inverter. Due to self-induction induced by the change in current in the reactor 4, the self-induction EMF, which is summed with the voltage at the output of the rectifier 2, increases the resulting voltage supplied to the input of the inverter 3. As a result, the resulting voltage at the output of the inverter 3 increases, applied to the stator of the motor 1. When the current decreases flowing through the reactor 4 to a lower threshold value, the second fully controllable valve 18 is turned on again. The process of turning on and off the second fully controllable valve 18 is cyclic.

Предложенный способ управления электроприводом переменного тока, с автономным инвертором тока, реализующий скалярный принцип частотного управления, с использованием трех релейных регуляторов напряжения, четвертого релейного регулятора входного тока инвертора, еще трех релейных регуляторов, двух логических элементов, управляющих коммутацией двух дополнительных полностью управляемых вентилей в звене постоянного тока преобразователя частоты, характеризуется простотой, малой чувствительностью к изменениям параметров двигателя и высоким быстродействием в контуре управления. За счет использования нерегулируемого выпрямителя и конденсаторного фильтра обеспечивается снижение потребления из сети реактивной мощности и уменьшение высших гармонических составляющих напряжения и тока, вносимых электроприводом в сеть, а за счет включения и отключения первого управляемого вентиля в цепи постоянного тока регулируется входной ток инвертора. За счет периодического включения и отключения второго управляемого вентиля, установленного согласно-параллельно входу инвертора достигается возможность небольшого повышения питающего двигатель напряжения при стандартном напряжении питающей сети.The proposed method for controlling an AC electric drive with an autonomous current inverter that implements the scalar principle of frequency control using three relay voltage regulators, a fourth relay inverter input current regulator, three more relay regulators, two logic elements that control the switching of two additional fully controlled valves in the link A direct current frequency converter is characterized by simplicity, low sensitivity to changes in motor parameters and high speed in the control circuit. By using an unregulated rectifier and a capacitor filter, it is possible to reduce the consumption of reactive power from the network and to reduce the higher harmonic components of voltage and current introduced by the electric drive into the network, and by turning on and off the first controlled valve in the DC circuit, the inverter input current is regulated. Due to the periodic switching on and off of the second controlled valve installed in parallel with the inverter input, the possibility of a slight increase in the voltage supplying the motor with a standard voltage of the supply network is achieved.

Список литературы.List of references.

1. Патент RU №2362264. МПК Н02Р 25/02. Способ управления электроприводом переменного тока. Опубл 20.07.2009. Бюл №20.1. Patent RU No. 2362264. IPC Н02Р 25/02. A method of controlling an AC electric drive. Published on July 20, 2009. Bull number 20.

2. Патент RU №2456742. МПК Н02Р 25/02. Способ управления электроприводом переменного тока. Опубл 20.07.2012. Бюл №20.2. Patent RU No. 2456742. IPC Н02Р 25/02. A method of controlling an AC electric drive. Published on July 20, 2012. Bull number 20.

Claims (1)

Способ управления электроприводом переменного тока с помощью преобразователя частоты, содержащего выпрямитель, автономный инвертор тока, выполненный на полностью управляемых вентилях, и реактор, включенный между вентилями катодной группы выпрямителя и анодной группы инвертора, при котором регулируют входной ток инвертора в зависимости от амплитуды тока двигателя, фильтруют высокочастотные составляющие токов на выходе преобразователя частоты, измеряют мгновенные значения фазных напряжений и фазных токов двигателя и входной ток инвертора, задают амплитуду и частоту трехфазного переменного напряжения двигателя, на основе заданной амплитуды и частоты трехфазного переменного напряжения двигателя, формируют три синусоидальных сигнала задания на фазные напряжения двигателя, смещенные друг относительно друга на 2π/3, подают синусоидальные сигналы задания на напряжения фаз двигателя на первые входы трех релейных регуляторов напряжений двигателя соответствующих фаз, на вторые входы релейных регуляторов напряжений двигателя подают измеренные мгновенные значения напряжений двигателя соответствующих фаз, управляющие логические сигналы с выходов трех релейных регуляторов напряжений двигателя подают на управляющие входы тиристоров соответствующих фаз анодной группы инвертора, а также на входы логических элементов «НЕ» соответствующих фаз, управляющие логические сигналы с выходов логических элементов «НЕ» подают на управляющие входы тиристоров соответствующих фаз катодной группы инвертора, вычисляют амплитуду трехфазного тока двигателя, преобразуют вычисленное значение амплитуды трехфазного тока двигателя в сигнал задания входного тока инвертора, который подают на первый вход четвертого регулятора входного тока инвертора, на второй вход которого подают измеренное значение входного тока инвертора, отличающийся тем, что фильтруют с помощью конденсатора выпрямленное нерегулируемое напряжение на выходе выпрямителя, на выходе четвертого релейного регулятора входного тока инвертора формируют логический сигнал, который подают на первый вход логического элемента «ИЛИ», измеряют мгновенные значения напряжений на входе выпрямителя, определяют значение амплитуды напряжения на входе выпрямителя и подают его на первый вход пятого релейного регулятора, заданное значение амплитуды напряжения двигателя подают на второй вход пятого релейного регулятора и первый вход шестого релейного регулятора, логический сигнал с выхода пятого релейного регулятора подают на второй вход логического элемента «ИЛИ» и первый вход логического элемента «И», сигнал с выхода логического элемента «ИЛИ» подают на управляющий вход первого полностью управляемого вентиля, установленного последовательно между катодным выходом выпрямителя и первым выводом реактора, при выключенном состоянии первого полностью управляемого вентиля отключают первый вывод реактора от выпрямителя, при этом обеспечивают непрерывность тока в звене постоянного тока с помощью обратного диода, установленного между катодным выходом выпрямителя и первым выводом реактора, при выключенном состоянии первого полностью управляемого вентиля подключают первый вывод реактора к выпрямителю, измеряют мгновенные значения напряжений двигателя, определяют значение амплитуды напряжения двигателя и подают его на второй вход шестого релейного регулятора, логический сигнал с выхода шестого релейного регулятора подают на второй вход логического элемента «И», на первый вход седьмого релейного регулятора подают значение максимально допустимого тока через реактор, измеряют значение тока через реактор и подают это значение на второй вход седьмого релейного регулятора, логический сигнал с выхода седьмого релейного регулятора подают на третий вход логического элемента «И», логический сигнал с выхода которого подают на управляющий вход второго полностью управляемого вентиля, анод которого соединен с анодным входом инвертора, а его катод соединен с анодным выходом выпрямителя, включают и выключают второй полностью управляемый вентиль, при его включенном состоянии шунтируют входную цепь инвертора и увеличивают ток, проходящий через реактор, при его выключенном состоянии прибавляют к выпрямленному напряжению наведенную в реакторе ЭДС и подают суммарное напряжение на вход инвертора.A method of controlling an AC electric drive using a frequency converter containing a rectifier, an autonomous current inverter made on fully controllable valves, and a reactor connected between the valves of the cathode group of the rectifier and the anode group of the inverter, in which the input current of the inverter is regulated depending on the amplitude of the motor current, filter the high-frequency components of the currents at the output of the frequency converter, measure the instantaneous values of the phase voltages and phase currents of the motor and the input current of the inverter, set the amplitude and frequency of the three-phase alternating voltage of the motor, based on the given amplitude and frequency of the three-phase alternating voltage of the motor, form three sinusoidal signals of the reference for phase motor voltages, offset by 2π / 3 relative to each other, provide sinusoidal reference signals for the motor phase voltages to the first inputs of the three relay voltage regulators of the motor of the corresponding phases, to the second inputs of the relay regulators voltage monitors supply the measured instantaneous values of the motor voltages of the corresponding phases, the control logic signals from the outputs of three relay voltage regulators of the motor are fed to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the anode group of the inverter, as well as to the inputs of the logical elements "NOT" of the corresponding phases, the control logic signals from the outputs logic elements “NOT” are fed to the control inputs of the thyristors of the corresponding phases of the cathode group of the inverter, the amplitude of the three-phase current of the motor is calculated, the calculated value of the amplitude of the three-phase current of the motor is converted into a signal for setting the input current of the inverter, which is fed to the first input of the fourth inverter input current regulator, to the second input which serves the measured value of the input current of the inverter, characterized in that the rectified unregulated voltage at the output of the rectifier is filtered with a capacitor, at the output of the fourth relay controller of the input current of the inverter The logic signal is fed to the first input of the OR logic element, the instantaneous voltage values at the rectifier input are measured, the voltage amplitude value at the rectifier input is determined, and it is fed to the first input of the fifth relay controller, the set value of the voltage amplitude of the motor is fed to the second input of the fifth relay controller and the first input of the sixth relay controller, the logic signal from the output of the fifth relay controller is fed to the second input of the logical element "OR" and the first input of the logical element "AND", the signal from the output of the logical element "OR" is fed to the control input of the first fully controlled valve installed in series between the cathode output of the rectifier and the first output of the reactor, when the first fully controlled valve is turned off, the first output of the reactor is disconnected from the rectifier, while ensuring continuity of the current in the DC link with the help of a reverse diode installed between the cathode output of the the frame and the first output of the reactor, when the first fully controlled valve is turned off, connect the first output of the reactor to the rectifier, measure the instantaneous voltage of the motor, determine the amplitude of the motor voltage and feed it to the second input of the sixth relay controller, the logic signal from the output of the sixth relay controller is fed to the second input of the logical element "AND", to the first input of the seventh relay controller serves the value of the maximum allowable current through the reactor, measure the current through the reactor and feed this value to the second input of the seventh relay controller, the logical signal from the output of the seventh relay controller is fed to the third input of the logical element "I", the logical signal from the output of which is fed to the control input of the second fully controlled valve, the anode of which is connected to the anode input of the inverter, and its cathode is connected to the anode output of the rectifier, turn on and off the second fully controlled valve, when In the on state, the input circuit of the inverter is shunted and the current passing through the reactor is increased, when it is off, the induced voltage in the reactor is added to the rectified voltage and the total voltage is applied to the inverter input.
RU2019139230A 2019-12-02 2019-12-02 Control method of ac electric drive RU2724982C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139230A RU2724982C1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Control method of ac electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139230A RU2724982C1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Control method of ac electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724982C1 true RU2724982C1 (en) 2020-06-29

Family

ID=71510084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139230A RU2724982C1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Control method of ac electric drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724982C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786694C1 (en) * 2022-02-08 2022-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" Method for control an asynchronous motor with a phase rotor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4928052A (en) * 1987-04-30 1990-05-22 Fanuc Ltd. Power supply regenerating circuit
US20080061721A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for safe torque limiting
RU2362264C1 (en) * 2007-12-17 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) Method of controlling alternating current drive
RU112554U1 (en) * 2011-04-14 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE
RU2456742C1 (en) * 2011-04-14 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Device for control of ac electric drive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4928052A (en) * 1987-04-30 1990-05-22 Fanuc Ltd. Power supply regenerating circuit
US20080061721A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for safe torque limiting
RU2362264C1 (en) * 2007-12-17 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) Method of controlling alternating current drive
RU112554U1 (en) * 2011-04-14 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE
RU2456742C1 (en) * 2011-04-14 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Device for control of ac electric drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786694C1 (en) * 2022-02-08 2022-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" Method for control an asynchronous motor with a phase rotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2526324C2 (en) Quick-acting charging device for electric car
US20110273916A1 (en) Power converting apparatus
CN108512452A (en) A kind of control system and control method of direct-current grid grid-connection converter electric current
US8217618B2 (en) Energy-saving controller for three-phase induction motors
JP2005057846A (en) Motor drive system and elevator drive system
Jha et al. Control of ILC in an autonomous AC–DC hybrid microgrid with unbalanced nonlinear AC loads
RU2606643C1 (en) Method for controlling self-contained asynchronous generator
EP2683076A1 (en) Virtual admittance controller based on static power converters
KR20220020955A (en) Voltage balancing system and method for multilevel converter
RU2362264C1 (en) Method of controlling alternating current drive
RU176107U1 (en) HYBRID COMPENSATION DEVICE FOR HIGH HARMONICS
JP4878645B2 (en) Power converter
RU2724982C1 (en) Control method of ac electric drive
US8964425B2 (en) Power converter with controlled current source to reduce harmonic distortion
RU2413350C1 (en) Method to compensate high harmonics and correction of grid power ratio
RU2341002C1 (en) Method of inverter control
RU2456742C1 (en) Device for control of ac electric drive
RU166655U1 (en) AC CONTROL DEVICE
RU2786694C1 (en) Method for control an asynchronous motor with a phase rotor
RU112554U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE
RU2573599C1 (en) Device to compensate high harmonics and correct grid asymmetry
RU128031U1 (en) HARMONIC CURRENT COMPENSATION AND REACTIVE POWER DEVICE
RU2657007C1 (en) Device for compensation of higher harmonics and recovery of energy into mains adapted to ac electric drive
JP4870822B2 (en) Power converter
KR100269450B1 (en) Motor controller