SU1073870A1 - Способ управлени электродвигателем двойного питани - Google Patents

Abstract

СПОСРБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ, при котором подают синусоидальное напр жение в ротор, синусовдапьнбе напр жение в статор, контролируют амплитуду и.частоту тока статора, амплитуды фазных напр жений и токов ротора, регулируют амплитуду и частоту тока статора, регулируют амплитуды напр жени  и тока ротора. разгон ют ротор до заданной частоты вращени , отличающий с   тем, что, с цепью упрощени  способа при обеспечении высоких энергетических показателей за счет увеличени  коэффициента мощности, в ротор подают синусоидальное напр жение фиксированной частоты и амплитуды, необходимой величины дл  обеспечени  коммутации тока статора, при увеличении тока статора контролируют увеличение фазового сдвига между напр жением ротора посто нной амплитуды и током ротора до четверти периода синусоидального напр жени  ротора фиксиi рованной частоты и при достижении им четверти периода синусоидашьного (О С напр жени  ротора увеличивают амплитуду напр жени  ротора до величины, необходимой дл  уменьшени  фазового сдвига меж;с у напр жением и током ротора до величины, меньшей четверти периода напр жени   ротора f

Description

СА:

00

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  электродвигателем двойного питани , предназначенного дл  привода т ги подвижного состава , а также других механизмов и машин с т говыми нагрузочными характеристиками .

Известен способ управлени  электродвигателем двойного питани , при котором подают напр жение переменной амплитуды и частоты в статорные и роторные обмотки от различных источников электроэнергии, контролируют скорость, угловое положение ротора, токи ротора и статора , сравнивают измеренные параметры режима с заданными и по результатам сравнени  регулируют автономно развиваемый электромагнитный момент и скорость в заданном диапазоне flj

Недостатком известного способа  вл етс  сложность его реализации и обеспечени  высоких энергетических показателей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ управлени  двигателем двойного питани , при котором подают синусоидальное напр жение в ротор, подают синусоидальное напр жение в -статор , контролируют амплитуду и частоту тока статора, амплитуды фазных напр жений и токов ротора, регулируют амплитуду и частоту тока статора , регулируют амплитуды напр жени  и тока ротора, разгон ют ротор до заданной частоты вращени  t2

Недостатком способа  вл етс  сложность реализации при одновременном обеспечении высоких энергетических показателей.

Цель изобретени  - упрощение способа управлени  при обеспечении высоких энергетических показателей за счет увеличени  коэффициента мощности .

Указанна  цель достигаетс  тем, что при управлении двигателем двойного питани  подают синусоидальное напр жение в ротор, синусоидальное напр жение в статор, контролируют амплитуду и частоту тока статора, амплитуды фазных напр жений и токов ротора, регулируют амплитуду и частоту тока статора, регулируют амплитуды напр жени  и тока ротора, разгон ют ротор до заданной частоты вращени , причем в ротор подают синусоидальное напр жение фиксированной частоты и амплитуды, необходимой величины дл  обеспечени  комМутации тока статора, при увеличени тока статора контролируют увеличение фазового сдвига между напр жением ротора посто нной амплитуды и током ротора до четверти периода

синусоидального напр жени  ротора фиксированной частоты и при достижении его четверти периода синусоидального напр жени  ротора, увеличивают амплитуду напр жени  pjotopa до величины, необходимой дл 

уменьшени  фазового сдвига между напр жением и током ротора до величииы меньшей , четверти периода напр жени  ротора.

0 На чертеже изображена функциональна  схема устройства дл  осуществлени  способа управлени  двойного питани .

Устройство содержит асинхронный

5 двигатель с фазным ротором 1, преобразователь частоты статора 2, преобразователь частоты ротора 3, датчик напр жени  статора 4, датчик тока статора 5, датчик напр жени  ротора 6, датчик тока ротора 7, блок управлени  выпр мительным звеном преобразовател  частоты статора 8, блок управлени  инверторным |звеном преобразовател  частоты статора 9, блок управлени  выпр мительным звеном преобразовател  частоты ротора 10, блок управлени  инверторным звеном преобразовател  частоты ротора 11, блок выделени  угла сдвига фаз между напр жени0 ем и током ротора 12, релейный элемент 13, функциональный блок 14, блок произведени  15, блок коммутации положительной обратной св зи по току статора 16, регул тор ам5 плитуды напр жени  ротора 17, задатчик амплитуды напр жени  статора 18, задатчик фиксированной г1мплитуды напр жени  ротора 19, задатчик фиксированной.частоты 20 на0 пр жени  ротора.

В процессе осуществлени  способа управлени  двигателем двойного питани  устройство: функционирует следующим образом.

5 На силовые входы преобразователей частоты статора 2, ротора 3 и блоков управлени  подают напр же- . ни  питани . От задатчика фиксиро:ванной частоты ротора 20 (задаюQ щего посто нную частоту напр жени  питани  ротора пор дка 3-5 Гц) через блок управлени  инверторным звеном 11 преобразовател  частоты ротора 3 подают управл гацие импульсы на его тиристоры. Одновременно от датчика напр жени  статора 4 через блок 9 управлени  инв-ерторным звеном преобразовател  частоты статора 2 импульсы управлени , синхронизированные с напр жением

О обмотки статора двигател  1, подают с некоторым углом опережени  на тиристоры ведомого инвертора преобразовател  частоты статора 2, коммутаци  тиристоров которого

5 производитс  ЭДС статора. В начальный момент времени амплитуда и частота напр жени  питани  ротора задаютс , исход  из услови  обеспечени  коммутации тока статора, протекающего через тиристоры ведомого инвертора, коммутируемые ЭДС, наведенной в статоре неподвижного электродвигател . Кс имутаци  инвертора преобразовател  частоты 2 обеспечивает протекание тока по обмоткам статора, а следовательно, / и образование рабочего магнитного потока в зазоре, благодар  чему возникает электромагнитный момент, обеспечивающий преодоление момента нагрузки на валу, например стопорного момента трогани  неподвижного состава. Это позвол ет развить необходимый дл  трогани  с места состава электромагнитный момент, при неподвижном роторе и обеспечить плавный разгон. При вращении ротора в обмотке статора наводитс  ЭДС частоты ш равной сумме частот напржени  питани  ;Wv и вращени  ротора «А, с увеличением развиваемого момента на валу двигател  при посто нных величинах частоты и напр жени  питани  ротора измен етс  соотншение между напр жением ротора и ЭД С датчиков 6 и 7 соответственно фазрые . напр жени  Uoi/fi, 1 фазные токи 1 д I i , Ij. ротора поступают на блок выделени  угла сдвига фаз 12, который формирует синусоидальные напр жени  единичной амплитуды, пропорциональные сое и i ° ответственно поступающие на входы релейного элемента 13 и фуцкционального блока 14. В релейном элементе 13 образуетс  ступенчатое напр жение единичной амплитуды, положительный знак которого соответствует в двигательном режиме машины положительному значению угла /г от нул  до четверти периода, а отрицательный знак - отрицательному значению угла 2 более четверти периода . Функциональный блок 14 по значению тригонометрической функции угла, например косинусу, вычисл ет его значение по абсолютной величи-, не ((2.Ь - выхода блока произведени  15 двухпол рный сигнал поступает на вход блока 16 включени  обратной св зи по току статора, привод щей к пропорциональному возрастанию напр жени , а значит и тока ротора. Блок 16 включает обратную св зь потоку статора только при достижении фазового сдвига между напр жением и током ротора четверти

периода напр жени  ротора, что эквивалентно смене знака напр жени  на выходе блока 15 с плюса на минус,т .е. только при отрицательном значении угла 2. Это соответствует

0 изменению направлени  мощности в роторной цепи через преобразователь частоты ротора 3. Положительное значение угла /2 соответствует- потреблению роторс и мощности от сети, а от5 рицательное значение угла fi/соответствует рекуперации энергии через роторную цепь в сеть. Таким образом, введение данной обратной св зи по току статора исключает возникновеQ ние режима рекуперации через роторную цепь. При работе двигател  в генераторном режиме рекуперации энерги  осуществл етс  через статорную цепь, т.е. преобразователь частоты

, 2, устройство которого обеспечивает режим рекуперации.

I

После включени  блока 16 на вход

блока 17 поступает напр жение, пропорциональное току статора, которое

0 суммируетс  с заданием амплитуды

напр жени  ротора, усиливаетс  и поступает на вход блока управлени  . выпр мительным звеном преобразовател  .частоты ротора. Это приводит

5 к возрастанию амплитуды напр жени  ротора, в результате чего исключаетс  возникновение режима рекуперации в роторной цепи.

Таким образом, двигатель двой0 ного питани  работает в режиме вентильного двигател , возбуждаемого переменным током, в отличие от классического вентильного двигател  с возбуждением посто нным током или от посто нных магнитов.

5

Применение данного изобретени  позвол ет упростить способ управле ни  двигателем двойного питани  при обеспечении высоких энергетических показателей, в частности позвол ет

0 существенно упростить устройство преобразовател  частоты в роторной цепи и улучшить использование активных материалов электродвигас тел .

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ, при котором подают синусоидальное напряжение в ротор, синусоидальное напряжение в статор, контролируют амплитуду и.частоту тока статора, амплитуды фазных напряжений и токов ротора, регулируют амплитуду и частоту тока статора, регулируют амплитуды напряжения и тока ротора.

   разгоняют ротор до заданной частоты вращения, о т л ичающий с я тем, что, с целью упрощения способа при обеспечении высоких энергетических показателей за счет увеличения коэффициента мощности, в ротор подают синусоидальное напряжение фиксированной частоты и амплитуды, необходимой величины для обеспечения коммутации тока статора, при увеличении тока статора контролируют увеличение фазового сдвига между напряжением ротора постоянной амплитуда и током ротора до четверти периода синусоидального напряжения ротора фиксированной частоты и при достижении им четверти периода синусоидального напряжения ротора увеличивают амплитуду напряжения ротора до величины, необходимой для уменьшения фазового сдвига между напряжением и током ротора до величины, меньшей четверти периода напряжени я ротора к

   SU „ 1073870 >