SU1264294A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах и механизмах общепромышленного назначени . Целью изобретени   вл етс  повьш1ение быстродействи . Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель (СД) Iс датчиком 2 тока статора, датчиком 13 возбуждени , датчиком 4 угла и датчиком 5 частоты вращени  ротора . Блок 7 пр мого преобразовани  через регул тор 6 тока, усилитель 3 мощности и датчик 2 подключен к СД 1 . Вход дл  гармонических функций блока 7 подключен к датчику 4, первый управл ющий вход блока 7 через регул тор 9 скорости - к задатчику скорости , а второй управл ющий вход блока 7 через релейный элемент 12 с зоной нечувствительности св зан с выходом блока II сравнени . Один вход блока I1через масштабирующий усилитель подключен к выходу регул тора 9,

Description

второй вход которого соединен с датчиком 5. Другой вход блока И со динен с выходом вычислител  14 элект рсмагнитного момента. Входы вычислител  14 св заны с датчиками 2, 4 и 13. Датчик 2 подключен к второму входу регул тора 6. При узеличении скорости-протекани  процессов в устройстве обеспечиваетс  переход к управлению , позвол ющему существенно увеличить скорость изменени  электромагнитного момента СД 1 . .Условием перехода к указанному управлению  вл етс  превьшзение сигналом ошибки . по моменту на выходе блока 11 неко64294

торой пороговой величины, определ е мой зоной нечувствительности порогового элемента 12. Срабатывание последнего приводит к скачкообразному изменению .задани  на продольную составл ющую статорного тока Ij . С рос том тока Ij происходит форсированный рост тока возбуждени  за счет трансформаторной св зи между обмотками статора и ротора, а следовательно, и рост электромагнитного момента СД 1, определ емого величиной произведени  Го- i при неизменном питающем напр жени  . 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

«

Изобретение относитс  к электро- технике , а именно к управл емому электроприводу переменного тока, построенному на основе синхронного двигател  и может быть использовано в системах и механизмах общепромышленного назначени  дл  регулировани  скорости и положени  нагрузки с высокими требовани ми по точности.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  за счет дополнительной форсировки статорного тока синхронного двигател  по продольной оси.

На фиг.1 представлена функциональна  схема электропривода переменного тока; на фиг.2 - схема вычислител  электромагнитного момента.

Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 (фиг.1) с электромагнитным возбуждением , подключенный обмоткой статора через датчик 2 тока статора к выходу усилител  3 мощности, датчики угла 4 и скорости 5, механически св занные с валом синхронного двигател  1, регул тор 6 тока, подключенный выходом к управл ющему входу усилител  3 мощности, блок 7 пр мого преобразовани  координат с двум  управл ющими входами и входом дл  гармонических функций и последовательно соединенные задатчик 8 скорости и регул тор 9 скорости, другой вход кЬторого подключен к выходу датчика 5 скорости , а выход - к первому управл ющему входу блока 7 преобразовател  координат, вход дл  гармонических функций которого подключен к выходу датчика 4 угла, а выход к первому входу регул тора 6 тока, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 тока статора.

В электропривод переменного тока введены масщтабирующий усилитель 10, элемент 11 сравнени , релейный элемент 12 с зоной нечувствительности, датчик 13 тока возбуждени , вычислитель 14 электромагнитного момента с трем  входами, подключенными COOTветственио к выходам датчиков тока статора 2, угла 4 и тока возбуждени  13, при этом выход вычислител  Г4 электромагнитного момента подключен к первому входу элемента 11 сравнени , соединенного вторым входом через масштабирующий усилитель 10 с выходом регул тора 9 скорости, а выход элемента 11 сравнени  через релейный элемент 12 с зоной нечувст|вительиости подключен к второму уп- . равл ющему входу блока 7 пр мого преобразовани  координат.

Синхронный двигатель 1 может быть вьтолнен с не вно выраженной полюсностью, а вычислитель 14 электромагнитного момента может содержать блок 15 обратного преобразовани  координат (фиг.2) с двум  входами и подключенный к его выходу блок 16 умножени , при этом входы

Claims (1)

1. блока 16 умножени  образуют соответствующие входы вьп иcлитeл  14 электромагнитного момента, выход которого образует выход блока 16 умножени  . Электропривод переменного тока работает следующим образом. Синхронный двигатель 1 приводит во вращение нагрузку. Дл  получени  заданной скорости вращени  в регул торе 9 скорости производитс  сравнение сигнала, поступающего с выхода задатчика 8 скорости, с выходным сигналом датчика 5 скорости. В результате на выходе регул тора 9 скорости формируетс  напр жение задани  момента, которое поступает на вход задани  поперечной составл ющей статорного тока блока 7 пр мого преобразовани  координат. На вход дл  гармонических функций блока 7 пр мого преобразовани  координат поступает информаци  об угловом положении ротора синхронного двигател  I с дат чика 4 угла. На выходе блока 7 пр мо го преобразовани  координат формируютс  напр жени ,  вл ющиес  синусоидальными функци ми угла, причем амп литуда з.ткх напр жений пропорциональна абсолютной величине сигнала задани  момента, а фаза определ етс  угловым положением ротора. В регул 6 тока производитс  торе b тока производитс  сравнение токов, протекающих в фазах синхронно го двигател  1, с сигналами задани  токов, поступающими с выхода блока 7 пр мого преобразовани  координат. При этом включаютс  и отключаютс  соответствующие силовые ключи усилител  3 мощности. В результате токи в фазах двигател  соответствуют сигналам задани . В зависимости от знака сигнала задани  момента, поступающего на вход задани  поперечной составл ющей статорного тока блока 7 пр мого преобразовани  координат, фаза токов в обмотках мен етс  на 180 , пр этом мен етс  знак электромагнитного момента на валу синхронного двигател  1. Если скорость двигател  меньше заданной, то сигнал задани  момента, вырабатываемый регул тором 9 скорости и, собственно, электромагнитный момент положительны и дви гатель ускор етс  до заданной скоро ти. Если же скорость двигател  боль ше заданной, то электромагнитный 944 момент отрицателен и двигатель замедл етс  до скорости задани . Пока скорость изменени  сигнала задани  (омента невелика и электромагнитный момент всегда соответствует заданию, схема работает описанным образом. Однако при увеличении скорости протекани  процессов в системе неизбежно наступает ситуаци , когда электромагнитный момент уже не успевает за заданием при описанном способе управлени  и Данном питающем напр жении. В этом случае осуществл етс  переход к управлению, позвол ющему существенно увеличить скорость изменени  электромагнитного момента синхронного двигател . Условием перехода к указанному управлению  вл етс  превьшение сигналом ошибки по моменту на выходе элемента 11 сравнени  некоторой пороговой величины, определ емой зоной нечувствительности релейного элемента 12. Характерно, что уровень порога должен превышать возможную величину пульсаций момента синхронного двигател  в стационарном режиме (при неизменном сигнале задани  момента), обусловленную типом усилител  3 мощности и регул тора 6 тока, Срабатьшание релейного элемента 12 с зоной нечувствительности приводит к изменению скачком задани  на продольную составл ющую Ij статорного тока. С ростом тока Ij происходит форсированньш рост и тока возбуждени  ij за счет трансформаторной св зи между обмотками ротора и статора. Темп роста токов Ij и « ограничиваетс  практически лишь ин- дуктивност ми рассе ни  обмоток и при хорошей магнитной св зи почти на пор док превышает скорость изменени  поперечной составл ющей тока Г „ Так как электромагнитный момент синхронного двигател  определ етс  величиной произведени  q-if i то форсировка по каналу Ij приводит к увеличению скорости изменени  электромагнитного момента синхронного двигател  при неизменном питающем напр жении, а значит, и к увеличению быстродействи  электропривода в сравнении с известным решением.. Формула изобретени  1. Электропривод переменного тока, содержащий синхронный двигатель г электромагнитным возбуждением, прдключенньй обмоткой статора через датчик.тока статора к выходу усилител  мощности, датчики угла искорости , механически св занные с валом синхронного двигател , регул тор тока , подключенный выходом к управл ющему (ВХОДУ усилител  мощности, блок пр мого преобразовани  координат с двум  управл ющими входами и входом дл  гармонических,функций и последовательно соединенные задатчик скорости и регул тор скорости, другой вход которого подключен к выходу датчика скорости, а выход - к первому управл ющему входу блока пр мого преобразовани  координат, вход дл  гармонических функций которого подключен к выходу датчика угла, а выход - к первому входу регул тора тока, второй вход которого соединен с выходом датчика тока статора, о тличающийс  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  за счет дополнительной форсировки статорного тока по продольной оси, в него введены масштабирующий усилитель , элемент сравнени , релейный элемент с зоной нечувствительности.

   из 2 /s4

   Cpuff.Z 946 датчик тока возбуждени  и вычислитель электромагнитного момента с трем  входами, подключенными соответственно к выходам датчиков тока статора , угла и тока возбуждени , при этом выход вычислител  электромагнитного момента подключен к первому входу элемента сравнени , соединенного вторым входом через масштабирующий усилитель с выходом регул тора скорости, а выход элемента сравнени  через релейный элемент с зоной нечувствительности подключен к второму управл ющему входу блока пр мого преобразовани  координат. 2, Электропривод по п.1, о т - личающийс  тем, что синхронный двигатель выполнен с не вно выраженной полюсност,ью, а вычислитель электромагнитного момента содержит блок обратного преобразовани  координат с двум  входами и подключенный к его выходу блок умножени  , при этом входы блока обратного преобразовани  координат и другой вход блока умножени  образуют соот- ветствук цие входы вычислител  электромагнитного момента, выход которого образует выход блока умножени .