SU1267545A1

SU1267545A1 - Rectifier electric drive

Info

Publication number: SU1267545A1
Application number: SU843805634A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Баринберг
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Механики Им.М.М.Федорова
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1984-10-29
Publication date: 1986-10-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводе с вентильным электродвигателем на основе асинхронной машины с фазным ротором. Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей . Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину с фазным ротором 1, статорные обмотки . 2, 3 и 4 которой соединены в звезду или треугольник. Выводы расположенной на роторе корной обмотки подключены к преобразователю частоты (ПЧ)5. ПЧ 5 может быть выполнен со звеном посто нного тока или с непосредственной св зью. К входу ПЧ 5 подключен выход системы 6 импульснофазового управлени ПЧ, вход которой соединен с выходом датчика 7 положени ротора. Трехфазный мостовой -выА В С О 8The invention relates to electrical engineering and can be used in an electric drive with a valve motor based on an asynchronous machine with a phase-rotor. The purpose of the invention is to improve the weight and size parameters. The valve motor contains an asynchronous machine with a phase rotor 1, stator windings. 2, 3 and 4 which are connected in a star or triangle. The terminals located on the rotor of the core winding are connected to a frequency converter (FC) 5. The inverter 5 can be configured with a DC link or with a direct link. To the input of the inverter 5 there is connected the output of the system 6 of the pulsed-phase inverter control, the input of which is connected to the output of the sensor 7 of the rotor position. Three Phase Pavement - VAS A 8

Description

пр митель 8, вл ющийс источником напр жени возбуждени электродвигател , имеет два раздельных канала 9, 10 системы импульсно-фаэового управ лени источника напр жени возбуждени , выходы которых подключены к управл ющим электродам соответственно анодной и катодной групп вентилей. Выходные зажимы выпр мител 8 подключены к выводам обмоток 2, 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или триггера, питающего выпр митель. В состав вентильного электродвигател входит так12 5 же система регулировани , состо ща из датчика 11 частоты вращени , регул тора 12 частоты вращени , датчика 13 тока кора, регул тора 14 тока кор , эадатчика 15 начальных токов фаз статора, регул торов 16 и 17 тока фаз статора, датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вращени . В данном вентильном электродвигателе обеспечиваетс компенсаци реакции кор по амплитуде и по фазе, что приводит к повышению перегрузочной способности и,следовательно,к улучшению массогабаритных показателей. I ил.The actuator 8, which is the source of the excitation voltage of the electric motor, has two separate channels 9, 10 of the system of the pulse-phase control of the source of the excitation voltage, the outputs of which are connected to the control electrodes of the anodic and cathodic valve groups, respectively. The output terminals of the rectifier 8 are connected to the terminals of the windings 2, 3 of the stator, and the output of the stator winding 4 is connected to the zero point of the network or the trigger supplying the rectifier. The valve motor also includes 12 5 the control system consisting of a rotation speed sensor 11, a rotation frequency controller 12, a core current sensor 13, a core current regulator 14, a stator phase initial current sensor 15, a phase current regulators 16 and 17 stator, sensors 18 and 19 of the stator phase current and frequency setting knob 20. In this valve motor, the core response is compensated for in amplitude and phase, which leads to an increase in overload capacity and, consequently, to an improvement in weight and size parameters. I il.

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводе с вентильным электродвигателем на основе асинхронной машины с фазным ротором.The invention relates to electrical engineering and can be used in an electric drive with a valve motor based on an asynchronous machine with a phase-rotor.

Целью изобретени вл етс улучшение массогабаритных показателей путем снижени установленной мощности асийхронной машины.The aim of the invention is to improve the weight and size indicators by reducing the installed capacity of the asychronous machine.

На чертеже представлена блок-схема предложенного вентильного электродвигател .The drawing shows the block diagram of the proposed valve motor.

Вентильный электродвигатель содержит асинхронную машину с фазным ротором 1, статорные обмотки 2, 3 и 4 которой соединены в звезду (как показано на чертеже) или треугольник. Выводы расположенной на роторе корной обмотки подключены к преобразователю 5 частоты, который имеет зажимы дл под ключени к сети. Преобразователь 5 частоты может быть вьтолнен со звеном посто нного тока или с непосредственной св зью. На дополнительный вход преобразовател 5 частоты включен выход системь 6 импульсно-фазового управлени преобразователем частоты, Ьход которой соединен с выходом датчика 7 положени ротора. Источник напр жени возбуждени электродвигател представл ет собой управл емый трехфазный мостовой выпр митель В, имеющий два раздельных канала 9 и 10 системы импульсно-фазового управлени источника напр жени возбуждени , эыходы которых подключены к злправл гацим электродам соответственно анодной и катодной групп вентилей. Выходные зажимы выпр мител подключены к выводам обмоток 2 и 3 статора, а вывод статорной обмотки 4 подключен к нулевой точке сети или трансформатора, питающего выпр митель. В состав вентильного электродвигател входит также система регулировани , состо ща из датчика 11 частоты вращени , регул тора 12 частоты вращени , датчика 13 тока кор , регул тора 14 тока кор , задатчика 15 начальных токов фаз статора , регул торов 16 и 17 тока фаз статора , датчиков 18 и 19 тока фаз статора и задатчика 20 частоты вращени The valve motor contains an asynchronous machine with a phase rotor 1, the stator windings 2, 3 and 4 of which are connected in a star (as shown in the drawing) or a triangle. The terminals of the rotor winding located on the rotor are connected to the frequency converter 5, which has clamps for connecting to the network. Frequency converter 5 may be terminated with a DC link or directly coupled. The auxiliary input of the frequency converter 5 is connected to the output of the system 6 of the pulse-phase control by the frequency converter, the input of which is connected to the output of the rotor position sensor 7. The excitation voltage source of the electric motor is a controlled three-phase bridge rectifier B, which has two separate channels 9 and 10 of the system of pulse-phase control of the excitation voltage source, the outputs of which are connected to the control electrode of the anode and cathode valve groups. The output terminals of the rectifier are connected to the terminals of the stator windings 2 and 3, and the output of the stator winding 4 is connected to the zero point of the network or transformer that supplies the rectifier. The valve electric motor also includes a control system consisting of a rotational speed sensor 11, a rotation frequency regulator 12, a cor current sensor 13, a cor current regulator 14, a stator phase initial current setting device 15, stator phase current regulators 16 and 17, sensors 18 and 19 of the current phases of the stator and frequency adjuster 20

Вентильный электродвигатель работает следующим образом.The valve motor operates as follows.

Сигнал заданной частоты вращени от задачика 20 подаетс на вход регул тора 12 частоты вращени , на выходе которого формируетс сигнал задани тока кор , поступающий на вход регул тора 14 тока кор . На входы указанных регул торов подаютс сигналы обратных св зей соответственно с датчика 11 частоты вращени и датчика 13 тока кор . Таким образом, управление частотой вращени электродвигател осуществл етс в сиЬтеме подчиненного регулировани по рассогласованию между действительной и заданной частотами вращени . Сигнал с выхода регул тора тока кор , поступа на один из входов системы 6 импульсно-фазового управлени преобразователен частоты, задает угол oi отпирани вентилей преобразовател 5 частоты относительно напр жени сети. Угол опережени отпирани вентилей преобразовател 5 частоты относительно ЭДС холостого хода кор задаетс также системой 6 импульсно-фазового управлени в функции сигнала датчика 7 положени ротора . Управление вентильным электродвигателем ведетс по закону р const.The signal of a given rotational frequency from the trigger 20 is fed to the input of the rotational frequency controller 12, at the output of which a signal for setting the current of the core arrives at the input of the controller 14 for the current of the core. The inputs of these regulators are fed with signals of feedback, respectively, from the sensor 11 of the rotational speed and the sensor 13 of the current cor. Thus, the rotational speed control of the motor is performed in the slave control system by the mismatch between the actual and the set rotational frequencies. The signal from the output of the current regulator core, fed to one of the inputs of the system 6 of the pulse-phase control of the frequency converter, sets the angle oi unlocking the valves of the frequency converter 5 relative to the mains voltage. The forward angle of unlocking the valves of the frequency converter 5 relative to the EMF of the idling core is also set by the system 6 of the pulse-phase control as a signal of the rotor position sensor 7. The valve motor is controlled by the law p const.

Компенсацию реакции кора в вентильном электродвигателе обеспечивают два независимых контура 2 и 3 регулировани токов фаз статора, при этом ток в третьей фазе формируетс как алгебраическа сумма (с обратньм знаком) токов в двух других фазах,The compensation of the core reaction in the valve motor is ensured by two independent circuits 2 and 3 for controlling the stator phase currents, and the current in the third phase is formed as an algebraic sum (with the opposite sign) of the currents in the other two phases,

Токи в фазных обмотках 2, 3 и 4 завис т от величины углов управлени вентил ми анодной и катодной групп вьтр мител 8. Эти углы формируют дв канала 9 и 1C системы импульсно-фазового управлени выпр мител 8 в функции выходных сигналов регул торовThe currents in the phase windings 2, 3 and 4 depend on the magnitude of the control angles of the valves of the anodic and cathodic groups of watches 8. These angles form two channels 9 and 1C of the system of pulsed-phase control of the rectifier 8 as a function of the output signals of the regulators

16и 17 .Последние могут иметь пропорциональную или интегрально-пропорциональную структуруи выполн ютс на16 and 17. The latter can have a proportional or integral proportional structure and are performed on

базе операционных усилетелй,охваченных обратными св з ми.Регулирование токов фаз статора ведетс по рассогласованию между действительными заданными значени ми, причем задающим сигналом дл каждого из регул торов 16, a database of operational amplifiers covered by feedbacks. The regulation of the stator phase currents is carried out according to the mismatch between the actual set values, and the master signal for each of the regulators 16,

17 вл етс алгебраическа сумма сигналов задани тока кор с выхода ре;гул тора 12 частоты вращени и задани начального тока фаз статора с выхода задатчика 15 начальных токов.фа статора, который в простейшем случае представл ет собой потенциометр. Следовательно , ток каждой из фаз статора также содержит две составл ющие, одна из которых посто нна, а друга пропорциональна току кор . Результирующа НДС статора,равна геометриче ской сумме сдвинутых одна- относительной другой на 120 эл.град.НДС трех фаз, очевидно, также содержит две составл ющие: посто нную МДС возбуждени , определ емую задатчиком 15, и измен ющуюс пропорционально ам ллитуде тока кор (т.е. амплитуде .Оде реакции кор ) МДС компенсации реакции кор . При этом направлени векторов МДС возбуждени и ВДС компенсации не совпадают, они сдвинуты17 is the algebraic sum of the signals for setting the core current from the output of the register of the rotary speed generator 12 and setting the initial current of the phases of the stator from the output of the setpoint generator 15 of the initial currents of the stator, which in the simplest case is a potentiometer. Consequently, the current of each of the phases of the stator also contains two components, one of which is constant, and the other is proportional to the current of the core. The resulting stator VAT is equal to the geometrical sum of three phases shifted by one relative to the 120 degrees.VDS of the three phases, obviously, also contains two components: the constant excitation MDS determined by the setting unit 15 and changing proportionally to the amplitude of the core current ( i.e. amplitude. Ode response box) MDS compensation reaction box. In this case, the directions of the MDS excitation and GVA compensation vectors do not coincide, they are shifted

в пространстве один относительно другого на посто нный угол, величина которого определ етс соотношением коэффициентов передачи обоих контуров регулировани токов фаз статора по каналу задани . Эти коэффициенты определ ютс параметрами входных цепей операционных усилителей, на которых собраны регул торы 1 и 17 токов фаз статора. При управлении преобразователем частоты вентильного электродвигател по закону R const угол сдвига фазы основной гармоники МДС реакции коры относительно МДС возбуждени посто нен и равен Во(если пренебречь вли нием угла коммутации у). Следовательно, подобрав соответствующим образом параметры входных цепей регул торов 16 и 17, можно добитьс того, что МДС компенсации будет равна по величине и противоположна по направлению МДС реакции кор . /.in space one relative to another at a constant angle, the value of which is determined by the ratio of the transmission coefficients of both control loops of the stator phase currents over the reference channel. These coefficients are determined by the parameters of the input circuits of the operational amplifiers, on which the regulators 1 and 17 of the stator phase currents are assembled. When controlling the frequency converter motor, according to the law R const, the phase shift angle of the main harmonic of the MDS of the crust relative to the MDS of excitation is constant and equal to B (if we ignore the influence of the switching angle y). Therefore, choosing the parameters of the input circuits of the regulators 16 and 17 accordingly, one can achieve that the MDS compensation will be equal in magnitude and opposite in the direction of the MDS reaction of the core. /.

Таким образом, в вентильном электродвигателе обеспечиваетс компенсаци реакции кор и по амплитуде, и по фазе. Это приводит к существенному повышению устой ивости машинной коммутации в электродвигателе, его перегрузочной способности. Следовательно , асинхронна машина будет лучше использоватьс , отпадет необходимость увеличивать ее установленную мощность. В результате улучщаютс массогабаритные показатели вентильного электродвигател . В то же врем в вентильном электродвигателе отсутствуют шунты и св занные с ними большие потери энергии, что улучшает энергетические показатели устройства .Thus, in the valve motor, the response of the core is compensated both in amplitude and phase. This leads to a significant increase in the stability of machine switching in the electric motor, its overload capacity. Consequently, the asynchronous machine will be better used, there will be no need to increase its installed capacity. As a result, the weight and dimensions of the valve motor are improved. At the same time, there are no shunts and large energy losses associated with them in the valve motor, which improves the energy performance of the device.

Claims

Invention Formula

A valve motor containing an electromechanical converter, implemented as an asynchronous maschine with a rotor on which a core winding is installed, and a stator with a three-phase winding, a frequency converter with outputs for connecting to a network, to the input of which rotor winding terminals are connected, a rotor position sensor, a pulse system -phase control of the frequency converter, the output of which is connected to the auxiliary input of the frequency converter, and one of its 5 inputs is connected to the output of the position sensor rotor and a source of constant voltage excitation, made in the form of a three-phase bridge controlled rectifier, having leads for connection to a power source and two separate channels of the pulse-phase control system of the excitation voltage source, the outputs of which are connected to the control electrodes of the anodic and cathodic rectifier valve groups, where the rectifier output terminals are connected to two stator winding terminals, and the third stator winding terminal is used to connect to the zero point of the power supply source DC converter, l and m of h and w and u and so that, with a view to seizing Sheni weight and size are introduced dial rotational speed, the controller and the rotational speed sensor the controller and a current sensor armature backside snip initial phase stator currents. B6 are two regulators of stator phase currents and two sensors of stator phase currents, the output of the speed governor is connected to the input of the speed regulator, the second input of which is connected to the output of the frequency sensor, the output of the frequency regulator is connected to the inputs of the current regulator and of both stator phase current regulators, the output of the current sensor cor is connected to the second input of the current regulator cor, the output of the current regulator cor is connected to the second input of the pulse-phase control system by a frequency converter, to the second third inputs of each of the regulators stator phase currents are connected respectively outputs the setpoint of primary stator phase currents and current sensor of one of the stator phases, and the output of each of the regulators stator phase currents coupled to an input of one channel of the system of pulse-phase control voltage source excitation.