Изобретение относитс к электро-технике , точнее к устройствам дл управлени асинхронной машиной с фазным ротором, и может быть примене но при проектировании элёктромашинных генераторов с переменной скоростью врашени вала приводного двигател ;при повьшенных требовани х к стабиль ности амплитуды, частоты и формы выходного напр жени . Известно устройство управлени асинхронной машиной с фазным ротором :содержащее регул тор фазных токов :ротора, св занный через блок пр мого :преобразовани координат с регул тором напр жени , к выходам которого подсоединены выходы блока задани :активной и реактивной составл ющих напр жени и выходы блока обратного преобразовани напр жени статора I ° Недостатком данного устройства управлени вл етс наличие больших искажений формы выходного напр жени при колебани х тока нагрузки, объ сн емое тем, что регул тор напр - жени не реагирует непосредственно на колебани тока нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс уст ройство дл управлени асинхронной м шиной с фазным ротором, содержащее датчики фазных напр жений статора, блок задани напр жени , выходы которых через регул тор напр жени , блок )го преобразовани координат с входами задани активной и реактивней составл ющих тока и регул торы фазных токов св заны с фазными цеп ми ротора асинхронной машины блок обратного преобразовани координат с выходами активной и реактивной составл югцих тока, св занный входами с фазными цеп ми статора асинхронной машины, и блок задани частоты, выходы которого подключены к входам дл опорных сигналов блоков пр мого и обратного преобразовани координат, при этом ротор асинхронной машины механически св зан с валом приводного двигател и датчиком углового положени , вбаходы которого соединены с дополнительными входами дл опорных сигналов блока пр мого преобразовани координат С2. Недостатком известного устройства управлени вл етс наличие боль ших искажений формы напр жени .при колебани х тока нагрузки. Это . объ сн етс тем, что регул тор напр жени не реагирует непосредственно на колебани тока нагрузки и не ком пенсирует колебани напр жени на активных и индуктивных сопротивлени статора, привод щих к искгикёнию фор ikftj выходного напр жени , что понижает точность работы электропривода Цель изобретени - повышение точ ности за счет уменьшени искажений выходного синусоидального напр ени путем введени в контур регулировани напр жени 11Ьложительных обратных св зей по активной и реактивной составл ющим тока нагрузки. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл управлени асинхронной машиной с фазным ротором, содержащее датчики фазных напр жений статора, блок задани напр жени , высоды которых через регул тор напр жени , блок пр мого преобразовани . . координат с входами задани активной и реактивной составл ющих тока и регул торы фазных токов св заны с фазными цеп ми ротора асинхронной маишны, блок обратного преобразовани координат с выходами активной и реактивной составл ющих тока , св занный входами с фазнымидеп ми статора асинхронной машины, и блок задани частоты, выходы которого подключены к входам- дл опорных сигналов блоков пр мого и обратного преобразований координат , при этом ротор асинхронной машины механическисв зан с валом, приводного двигател и датчиком УГЛОВОГО положени , выходы которого соединены с дополнительными входами дл опорных сигналов блока пр мого преобразований координат, введены датчики фазных токов статора, определитель а1.;г1литуды напр жени ., двг масштабных усилител и сумглатор, выход которого подключен к входу задани реактивной составл ющей тока блока пр мого преобразовани координат , первый Bxoia - к выходу регул тора напр жени , а второй вход через первый масштабный усилитель-к выходу реактивной составл ;о Дёй тОка блока- обратного преобразовани координат, входы которого подключены к выходам датчиков фазных токов статора, а выход активной составл ющей тока через второй масштабйый усилитель-- к входу задани активной составл ющей тока блока пр мого преобразовани координат, при этом входы определител амплитуды напр жени подключены к выходам датчиков фазных напр жений статора, выход к одному из входов регул тора напр жени , а блок задани напр жени вы-. полнен в виде блока задани амплитуды напр жени . На- чертеже представлена функцио ,нальна блок-схема устройства дл управлени асинхронной машиной с фазньш ротором. Устройство содержит датчики 1 фазных напр женки статора v. блок 2 задани напр жени , Еыходь ; которых через регул тор 3 напр жени , блок 4 пр мого преобразовани координат с входами задани активной и реактивной составл юипх тока и регул торы 5 фа13НЬ1х токов св заны с фазными цеп ми ротора асинхронной MBJIIHны б. Блок 7 обратного преобразовани координат с выxoдa /tи активной и реактивной составл гацих тока св зан входами с фазными цеп ми статора асинхронной машины 6. Выходы блока 8 задани частоты подключены к входам дл опорных сигналов блоко 4 и 7 пр мого и обратного преобразо вани координат. Ротор асинхронной машины б механически св зан с валом ггриводного двигател 9 и датчиком Д углового положени ,выходы которого со динены с дополнительными входами дл опорных сигналов блока 4 пр мого преобразовани координат. Q . Кроме того, устройство срдержит датчики 11 фазных токов статора, определитель 12 амплитуды напр жени масштабные усилители 13 и 14 и сумматор 15. Выход сумматора 15 подключен it входу задани реактивной составл ющей тока блока 4 пр мого преобразовани координат. Первый входсумматора 15 подключен к выходу регу лйтора 3 напр жени , а второй вход через первый масштабный усилитель 1 к выходу реактивной-составл ющей ток блока 7 обратного преобразовани координат. Входы блока 7 обратного преобразовани координат подключены к выходам датчиков 11 фазных токов статора,, а выход активной составл кшей тока через второй масштабный усилитель 14 подключен к входу задани активной составл ющей блока 4 пр мого преобразовани координат. Входы определител 12 амплитуды напр жени подключены к выходам датчиков 1 фазных напр жений статора, а выход к одногу1у из входов регул тора 3 напр жени х„Блок 2 задани напр жени выполнен, в виде блока .задани амплитуды напр жени . Устройство работает следующим образом. Приводной двигатель 9 вращает ротор асинхронной машины 6, в фазных обмотках которой с помощью ре-гул тора 5 фазных токов создаетс многофазна система токов. При этом в машине образуетс вращающеес маг нитное поле, которое наводит в непод вижных обмотках статора многофазную сис7сему синусоидальных напр жений,, вл ющихс выходными напр жени ми. Частота этих напр жений- определ етс алгебраической суммой круговойчастоты вращени ротора и круговой частоты токов ротора. Амплитуда этих напр жений определ етс амплитудой токов ротора, которые при работе машины б в режиме холостого хода (т.ге при равенс гве нулю тока нагрузки, определ емого сетью 16 ) вл ютс токами намагничивани , создающими магнитный гготок машин 6. Таким образом в устройстве обеспечена возможность регулировани частоты и амплитуды выходного напр жени за счет регулировани частоты и амплитуды токов ротора. Стабилизаци частоты и амплитуды в устройстве осуществл етс следующим образом { рассмотрим режим холостого хода, т.е. равенства нулю тока нагрузки ). Частота выходного напр жени поддерживаетс посто нной за счет того, что поддерживаетс неизменной алгебраическа сумма круговой частоты вращени ротора и круговой частоты токов ротора. При этом данна алгебраическа сумма поддерживаетс равной круговой частоте выходных синусоидальных напр жений, формируетиых в блоке 8 задани частоты. Это достигаетс за счет координатного преобразовани сигналов блока 8 задани частоты и датчика 10 углового положени ротора в блоке 4 пр мого преобразовани . динат. В результате координатного преобразовани кругова частота выходов блока 4 пр мого пЕ еобразовани координат в любой момент времени будет равн тьс алгебраической разности круговой частоты сигналов блока 8 задани частоты и круговой частоты вращени ротора асинхронной машины 6. Так как кругова частота токов ротора определ етс выходными сигналами блока 4, то она также будет равна этой алгебраической разности. Таким образом, при изменении скорости вращени приводного двигател 9 частота выходных напр жений будет стабильной и равной частоте сигналов блока 8 задани частоты. Амплитуда выходного напр жени стабилизируетс за счет работы контура отрицательной обратной св зи по амплитуде выходного напр жени . Реальна амплитуда выходного напр жени измер етс определителем 12 амплитуды напр жени (в качестве которого может использоватьс многофазный выпр митель и сравниваетс в регул торе 3 напр жени с сигналом уставки, вырабатываемом в блоке 2 задани напр жени . Сигнал рассогласовани с выхода регул тора 3 напр жени поступает на вход реактивной составл ющей тока блока 4 пр мого преобразовани координат, на выходах которого формируютс сигналы с.амплитудой, соответствующей необходимой, дл хтаддержани заданного уровн выходного напр жени , величине тока намагничивани . Регул тор 3 напр жени выполнен пропорционально-интегральным . Рассмотрим работу устройства с током нагрузки, отличным от нул . В этом случае в блоке 7 обратного преобразовани координат определ етс активна и реактивна составл ющие, этого тока путем координатного пре-образовани выходных йигналов датчиков 11 фазных токов статора и сигналов блока 8 задани частоты. Сиг налы, пропорциональные активной и реактивной составл ющим через масштабирующие усилители 13 и 14 поступают на соответствующие входы блока 4 пр мого преобразовани координат. За смет действи этих сигналов а роторе в дополнение к. току намагниЧив;ани формируетс ток, активна и реактивна составл ницие которого сзоответствуют составл ющим тока наз: рузки . Таким образом в устройстве действует контур положительной обратной св зи по составл ющим тока нагрузки. Коэффициент передачи по контуру положительной обратной св зи выбираетс таким, чтобы скомпенсировать пульсации выходного напр жени , возникающие при колебани х тока нагрузки за счет изменений паденийThe invention relates to electrical engineering, more precisely to devices for controlling an asynchronous machine with a phase rotor, and can be applied when designing electric machine generators with a variable speed of driving motor drive shaft, with increased requirements for stability of amplitude, frequency and shape of output voltage . A device is known to control an asynchronous machine with a phase rotor: containing a phase current regulator: a rotor connected via a direct block: coordinate transformation with a voltage regulator, to the outputs of which the outputs of the reference block are connected: active and reactive voltage components and outputs of the block stator reverse voltage conversion I ° The disadvantage of this control device is the presence of large distortions of the output voltage form during fluctuations of the load current, due to the fact that the voltage regulator is not reacts directly to load current fluctuations. The closest to the proposed technical entity is a device for controlling an asynchronous bus with a phase rotor, containing sensors for stator phase voltages, a voltage setting unit, the outputs of which through the voltage regulator, an active and the reactive components and the phase current regulators are connected to the rotor phase circuits of the asynchronous machine; the inverse coordinate conversion unit with active and reactive outputs is composed of the current stator circuits of the asynchronous machine, and a frequency setting unit, the outputs of which are connected to the inputs for reference signals of the direct and inverse coordinate conversion units, while the rotor of the asynchronous machine is mechanically connected to the drive motor shaft and the angle position sensor, whose inputs are connected to additional inputs for the reference signals of the block of direct transformation of the coordinates C2. A disadvantage of the known control device is the presence of large distortions of the voltage shape during load current fluctuations. It . This is explained by the fact that the voltage regulator does not react directly to fluctuations of the load current and does not compensate for fluctuations in the voltage on the active and inductive stator resistances, which lead to the ikftj shape of the output voltage, which reduces the accuracy of the drive operation. accuracy by reducing the distortion of the output sinusoidal voltage by introducing in the loop voltage control 11 complex feedbacks on the active and reactive components of the load current. This goal is achieved by the fact that a device for controlling an asynchronous machine with a phase rotor, containing sensors for stator phase voltages, a voltage setting unit, the heights of which are through a voltage regulator, a direct conversion unit. . coordinates with active and reactive component current inputs and phase current regulators are connected with asynchronous phase rotor phase circuits, coordinate coordinate inversion unit with active and reactive current component outputs connected with inputs of asynchronous machine phase stator terminals, and frequency setting, the outputs of which are connected to the inputs for the reference signals of the blocks of direct and inverse coordinate transformations, while the rotor of the asynchronous machine is mechanically connected with the shaft, the drive motor and the sensor ANGLES GO position, the outputs of which are connected to additional inputs for the reference signals of the block of direct coordinate transformations, the sensors of stator phase currents, determinant a1; g1 of voltage, dvg scale amplifiers and sumgator, the output of which is connected to the input of setting the reactive component of the block direct transformation of coordinates, the first Bxoia to the output of the voltage regulator, and the second input through the first large-scale amplifier to the output of the reactive voltage; The optocoupler is connected to the outputs of the phase current sensors of the stator, and the output of the active component of the current through the second scale amplifier - to the input of the active component of the current direct conversion unit, while the inputs of the voltage amplitude detector are connected to the outputs of the phase voltage sensors of the stator, output to one of the inputs of the voltage regulator, and the voltage setting block vy-. Filled in the form of a voltage amplitude setting unit. The drawing shows a functional block diagram of a device for controlling an asynchronous machine with a phase rotor. The device contains sensors 1 of the stator phase voltage v. block 2 task voltage, expiration; which, through the voltage regulator 3, the unit 4 direct coordinate transformations with the active and reactive task inputs of the current and the 5 current 13H1x current regulators are connected to the phase circuits of the rotor asynchronous MBJIIH. Block 7 is the inverse coordinate transformation from the output / t and active and reactive components of the current connected to the stator phase circuits of the asynchronous machine 6. The outputs of the frequency setting unit 8 are connected to the inputs for the reference signals of the 4 and 7 direct and inverse coordinate transformations. The rotor of the asynchronous machine b is mechanically connected with the shaft of the hydraulic motor 9 and the sensor D of the angular position, the outputs of which are connected to additional inputs for the reference signals of the block 4 of the direct coordinate transformation. Q. In addition, the device supports sensors 11 of the stator phase currents, the determinant 12 of the voltage amplitude scale amplifiers 13 and 14 and the adder 15. The output of the adder 15 is connected to the input of the reference of the reactive component of the current unit 4 direct coordinate transformation. The first input of the accumulator 15 is connected to the output of the voltage regulator 3, and the second input through the first large-scale amplifier 1 to the output of the reactive-component current of the inverse coordinate conversion unit 7. The inputs of the inverse coordinate conversion unit 7 are connected to the outputs of the sensors 11 of the stator phase currents, and the active current output through the second large-scale amplifier 14 is connected to the input of the active component of the direct coordinate conversion unit 4. The inputs of the voltage amplitude detector 12 are connected to the outputs of the sensors 1 of the stator phase voltages, and the output to one of the inputs of the voltage regulator 3 is the voltage setting unit 2, in the form of a voltage amplitude setting. The device works as follows. The drive motor 9 rotates the rotor of the asynchronous machine 6, in the phase windings of which a multiphase system of currents is created with the aid of a regulator of 5 phase currents. In this case, a rotating magnetic field is formed in the machine, which induces a multiphase system of sinusoidal voltages, which are output voltages, in the non-mobile stator windings. The frequency of these voltages is determined by the algebraic sum of the circular frequency of rotation of the rotor and the circular frequency of the rotor currents. The amplitude of these voltages is determined by the amplitude of the rotor currents, which, when the machine is used in idle mode (i.e. when the load current is equal to zero, defined by the network 16) are magnetizing currents that create magnetic gear of the machines 6. Thus, in the device it is possible to control the frequency and amplitude of the output voltage by adjusting the frequency and amplitude of the rotor currents. Stabilization of the frequency and amplitude in the device is carried out as follows {consider the idle mode, i.e. equal to zero load current). The frequency of the output voltage is kept constant due to the fact that the algebraic sum of the circular frequency of the rotor rotation and the circular frequency of the rotor currents is kept constant. In this case, the algebraic sum is maintained equal to the circular frequency of the output sinusoidal voltages generated in the frequency setting unit 8. This is achieved by coordinate conversion of the signals of the frequency setting unit 8 and the rotor angular position sensor 10 in the direct conversion unit 4. dinat As a result of coordinate transformation, the circular frequency of the outputs of the block 4 of direct coordinate formation at any time will be equal to the algebraic difference of the circular frequency of the signals of the block 8, setting the frequency and the circular frequency of rotation of the rotor of the asynchronous machine 6. Since the circular frequency of the rotor currents is determined by the output signals of the block 4, then it will also be equal to this algebraic difference. Thus, when the rotational speed of the driving motor 9 is changed, the frequency of the output voltages will be stable and equal to the frequency of the signals of the frequency setting unit 8. The amplitude of the output voltage is stabilized by operating the negative feedback loop according to the amplitude of the output voltage. The actual amplitude of the output voltage is measured by the voltage amplitude determiner 12 (for which a multiphase rectifier can be used and compared in voltage regulator 3 with the setpoint signal generated in voltage reference unit 2. The error output from voltage regulator 3 is fed to the input of the reactive component of the current block 4 of the direct coordinate transformation, the outputs of which generate signals with an amplitude corresponding to the required for holding the predetermined output level to The magnitude of the magnetizing current. The voltage regulator 3 is made proportional-integral. Consider the operation of the device with a load current other than zero. In this case, the active and reactive components of the current are determined in inverse coordinate conversion unit 7. -formation of the output signals of the sensors 11 stator phase currents and signals of the frequency setting unit 8. Signals proportional to the active and reactive components through the scaling amplifiers 13 and 14 are fed to the corresponding block 4 moves forward coordinate transformation. By estimating the effect of these signals on the rotor, in addition to the magnetizing current; an current is formed, the active and reactive composition of which corresponds to a component of the current called fuzz. Thus, the device operates a positive feedback circuit for the components of the load current. The transfer coefficient of the positive feedback loop is chosen so as to compensate for the output voltage ripple that occurs when the load current fluctuates due to variations in the drops.
напр жени на активных и реактивных сопротивлени х асинхронной машины с фазным ротором. При этом выходное напр жение устройства не зависит от колебаний тока нагрузки, чтоvoltages on active and reactive impedances of the asynchronous machine with a phase rotor. At the same time, the output voltage of the device does not depend on fluctuations of the load current, which
дает возможность уменьшить искажени форм выходного напрйжени на 20% в сравнении с известным устройством, Таким образом, введение в предла гаемое устройство датчиков фазных токов статора, определител амплитуды напр жени , двух масштабных усилителей и сумматора, которые обеспечивают быстродействующий контур положительной обратной св зи по составл ющим тока нагрузки, позвол ет повысить качество работы устройства дл управлени асинхронной машиной с фазным роторЬм за счет уменьшени искажени форми выходного напр жени .It makes it possible to reduce the distortion of the output voltage by 20% in comparison with the known device. Thus, introducing into the proposed device sensors for stator phase currents, determining the voltage amplitude, two large-scale amplifiers and an adder, which provide a high-speed positive feedback loop by load current allows to improve the quality of operation of the device for controlling an asynchronous machine with a phase rotor by reducing the distortion of the formation of the output voltage.