SU1367123A1 - A.c. electric drive - Google Patents
A.c. electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- SU1367123A1 SU1367123A1 SU864049881A SU4049881A SU1367123A1 SU 1367123 A1 SU1367123 A1 SU 1367123A1 SU 864049881 A SU864049881 A SU 864049881A SU 4049881 A SU4049881 A SU 4049881A SU 1367123 A1 SU1367123 A1 SU 1367123A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- stator
- output
- input
- current
- regulator
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в приводах подач металлорежущих станков . Целью изобретени вл етс повышение быстродействи за счет увеличени скорости изменени тока возбуждени . Указанна цель достигаетс подключением в электроприводе переменного тока выхода регул тора 19 частоты вращени к второму входу регул тора 16 тока возбуждени . Выход блока 10 задани продольной составл ющей напр жени статора синхронного двигател 1 подключен к второму входу блока 9 пр мого преобразовани координат. Усилитель мощности 4 в электроприводе выполнен в виде инвертора напр жени . В электроприводе обеспечиваетс регулирование . момента двигател 1 за счет изменени тока возбуждени с увеличенной требуемой скоростью изменени тока возбуждени . 1 ил. с SS (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used in the drives of the feeds of machine tools. The aim of the invention is to increase the speed by increasing the rate of change of the excitation current. This goal is achieved by connecting, in the AC drive, the output of the speed controller 19 to the second input of the field regulator 16. The output of the unit 10 for setting the longitudinal component of the stator voltage of the synchronous motor 1 is connected to the second input of the unit 9 for direct coordinate transformation. The power amplifier 4 in the electric drive is designed as a voltage inverter. Regulation is provided in the actuator. motor torque 1 due to a change in the excitation current with an increased desired rate of change in the excitation current. 1 il. with SS (L
Description
со а with a
юYu
0000
11eleven
Изобретение относитс к электротехнике , а именно к управл емому электроприводу на основе синхронного двигател с электромагнитным воз- буждением и инвертора напр жени , и может быть использовано в системах и механизмах с высокими динамическими требовани ми, например в приводах подач металлорежущих станков. The invention relates to electrical engineering, in particular to a controlled electric drive based on a synchronous motor with electromagnetic excitation and a voltage inverter, and can be used in systems and mechanisms with high dynamic requirements, for example, in feed drives of machine tools.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи за счет увеличени скорости изменени тока возбуждени .The aim of the invention is to increase the speed by increasing the rate of change of the excitation current.
На чертеже представлена функ- циональна схема электропривода переменного тока.The drawing shows the functional scheme of an AC drive.
Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 с фазными обмотками 2 и 3 статора, подключенный к выходу усилител 4 мощности, датчик 5 углового положени и датчик 6 частоты вращени , установленные на валу синхронного двигател t, последовательно соеди- ненные блок 7 задани поперечной составл ющей тока статора и регул тор 8 поперечной составл ющей тока статора , блок 9 пр мого преобразовани координат, первьй вход которого под- ключей к выходу регул тора 8 попереч ной составл ющей тока статора, а выходы соединены с управл ющими входами усилител 4 MOHJHOCTH, блок 10 задани продольной составл ющей напр жени статора с двум входами, блок I1 обратного преобразовани координат с выходом поперечной составл ющей тока статора, подключенным к другому входу регул тора 8 попе- речной составл ющей тока статора и к первому входу блока 10 задани продольной составл ющей напр жени статора , датчики 12 и 13 фазных токов статора, подключенные к входам бло ка 11 обратного преобразовани координат , возбудитель 14, подключенный выходом к обмотке 15 возбуждени синхронного двигател 1, регул тор 16 тока возбуждени , первьй вход которого подключен к выходу датчика 17 тока возбуждени , а выход - к управл ющему входу возбудител 14, последовательно соединенные блок 18 задани частоты вращени и регул - тор 19 частоты вращени . Выходы дат чшса 5 углового положени соединены с опорными входами блоков пр мого 9 и обратного 11 преобразовани коор232The AC drive contains a synchronous motor 1 with phase windings 2 and 3 of the stator, connected to the output of the power amplifier 4, an angular position sensor 5 and a rotation frequency sensor 6 mounted on the shaft of the synchronous motor t, connected in series with the transverse current component 7 the stator and the regulator 8 of the transverse component of the stator current, the unit 9 is the direct coordinate transformation, the first input of which is connected to the output of the regulator 8 of the transverse component of the stator current, and the outputs are connected to the control The inputs of the MOHJHOCTH amplifier 4, the stator component set the longitudinal stator voltage component with two inputs, the inverse coordinate conversion unit I1 with the output of the transverse stator current component connected to another input of the stator regulator 8 and the first input block 10 sets the longitudinal stator voltage component, sensors 12 and 13 phase currents of the stator connected to the inputs of block 11 of the inverse coordinate transformation, exciter 14 connected to the excitation winding 15 of the synchronous motor 1, an excitation current regulator 16, the first input of which is connected to the output of the excitation current sensor 17, and an output to the control input of the exciter 14, the rotation speed setting unit 18 connected in series and the rotation frequency regulator 19. The outputs of the angular position flight dates 5 are connected to the reference inputs of the direct 9 and inverse 11 coordinate transform blocks
динат, а выход датчика б частоты вращени соединен с другим входом регул тора 19 частоты вращени и с вторым входом блока 1 О задани продольной составл ющей напр жени статора ,dinat, and the output of the rotation speed sensor b is connected to another input of the rotation speed controller 19 and to the second input of the block 1, setting the longitudinal stator voltage component,
В электроприводе переменного тока выход регул тора 19 частоты вращени соединен с вторым входом регул тора 16 тока возбуждени , выход блока 10 задани продольной составл ющей напр жени статора подключен к второму входу блока 9 пр мого преобразовани коррдинат. Усилитель 4 мощности вьшолнен в виде инвертора напр жени .In the AC drive, the output of the speed controller 19 is connected to the second input of the controller 16 of the field current, the output of the stator component of the longitudinal stator voltage 10 is connected to the second input of the block 9 direct conversion of the ordinates. Power amplifier 4 is implemented as a voltage inverter.
Блок 9 пр мого преобразовани координат содержит умножители 20-2S и сумматоры 24 и 25. Первые входы умножителей 20 и 22 объединены и образуют первьй вход блока 9 пр мого преобразовани координат, второй вход которого образован гобъединен- ными между собой первыми входами умножителей 21 и 23. Вторые входы умножителей 20, 23 и 21, 22 попарно соединены и образуют опорные входы блока 9 пр мого преобразовани координат. Выходы умножителей 20 и 21 соединены с входами сумматора 24, а выходы умножителей 22 и 23 - с входами сумматора 25, выход которого и выход сумматора 24 образуют выход блока 9 пр мого преобразовани координат.The block 9 of the direct coordinate transformation contains multipliers 20-2S and adders 24 and 25. The first inputs of the multipliers 20 and 22 are combined and form the first input of the block 9 of the direct coordinate transformation, the second input of which is formed by the combined inputs of the multipliers 21 and 23 The second inputs of the multipliers 20, 23 and 21, 22 are connected in pairs and form the reference inputs of the block 9 of the direct coordinate transformation. The outputs of the multipliers 20 and 21 are connected to the inputs of the adder 24, and the outputs of the multipliers 22 and 23 to the inputs of the adder 25, the output of which and the output of the adder 24 form the output of the block 9 of the direct coordinate transformation.
Блок 11 обратного преобразовани координат содержит умножители 26 и 27 и сумматор 28. Первые и вторые входы умножителей 26 и 27 образуют соответственно основные и опорнне входы блока 11 обратного преобразова ни координат. Выходы умножителей 26 и 27 подключены к входам сумматора 28 5 выход которого образует выход поперечной составл ющей тока статора блока 11 обратного преоб- разовани координат,The block 11 of the inverse coordinate transformation contains multipliers 26 and 27 and the adder 28. The first and second inputs of the multipliers 26 and 27 form respectively the main and basic inputs of the block 11 inverse coordinate transform. The outputs of the multipliers 26 and 27 are connected to the inputs of the adder 28 5 whose output forms the output of the transverse component of the stator current of the block 11 of the inverse coordinate transformation,
Блок 10 задани продольной составл ющей напр жени статора содержит последовательно соед 1ненные умножитель 29 и инвертирующий yci-ши - тель 30оUnit 10 of the task of the longitudinal component of the stator voltage contains sequentially connected multipliers 29 and inverting yci-30o
Синхронньй двигатель 1 представл ет собой машину с не внозыраженны ьш полюсами либо двигатель с элект - ромагнитной редукцией, частоты вращени . Датчик 5 УГЛОВОГО положени может быть вьшолнен на основе сикусно-косинусного вращающего трансфер- матора с соответствующей электронной схемой обработки его выходной информации. Усилитель 4 мощности и возбудитель 14 могут выполн тьс на основе транзисторных ключей с релейными регул торами тока.The synchronous motor 1 is a machine with not replicated poles or a motor with electromagnetic reduction, rotational frequency. The ANGULAR position sensor 5 can be implemented on the basis of a tick-cosine rotating transferor with an appropriate electronic circuit for processing its output information. The power amplifier 4 and exciter 14 can be implemented on the basis of transistor switches with relay current regulators.
Электропривод переменного тока работает следующим образом (дл примера возьмем не внополюсный синхронный двигатель 1).The AC drive operates as follows (for example, take a non-pole synchronous motor 1).
Дл создани момента на валу двигател формируют токи в обмотке возбуждени f и в корной обмотке по поперечной оси q ротора, не равные нулю. Момент двигател при этом определ етс выражениемIn order to create a moment on the motor shaft, currents in the excitation winding f and in the core winding along the transverse q axis of the rotor are generated and not equal to zero. The torque of the engine is determined by the expression
М K-iM K-i
f4 f4
гдеWhere
ЧH
чh
к ток в обмотке возбуждениto the current in the field winding
поперечна составл юща transverse component
корного тока;crust current;
посто нный коэффициент,constant coefficient
завис щий от параметровparameter dependent
двигател .engine
Регулирование величины момента двигател можно осуществл ть как за счет изменени величины i, номинальном токе возбуждени ir , в этом случаеThe regulation of the motor torque value can be carried out both by changing the magnitude of i, the nominal field current ir, in this case
t К .t K.
-q, при Ч -q, with H
K-iK-i
didi
HdtHdt
так и за счет изменени величины i.and by changing the value of i.
при номинальной величине в этом случаеat the nominal value in this case
нn
q,nq, n
dM . „ кdM „To
dif:.dif:
HMdtHmdt
Как следует из выражений (2 ) и (3 ), максимальньш темп изменени момента определ етс максимальным темпом изменени тока. Последний определ етс в первом случае индуктивностью корной обмотки по поперечнойAs follows from expressions (2) and (3), the maximum rate of change of moment is determined by the maximum rate of change of current. The latter is determined in the first case by the inductance of the core winding on the transverse
оси ротора L,rotor axis L,
тивностью обмотки возбуждени ьwinding excitation
во втором - индук- L,in the second - induk-L,
Чем больще величины Ьл иThe larger the values of L and
L г., темL year, the
меньшем допустимый темп изменени тока, а следовательно, и момента двигател при фиксированной величине приложенного напр жени .lower permissible rate of change of current and, consequently, of the motor torque at a fixed value of the applied voltage.
В рассматриваемом электроприводе решаетс задача увеличени требуемоIn the electric drive under consideration, the problem of increasing the required
о еoh
йth
10ten
1515
2020
30thirty
3535
4040
4545
5050
йth
2525
скорости изменени тока возбуждени dif/dt.rate of change of the excitation current dif / dt.
Сигнал La на выходе блока 7 задани поперечной составл ющей статора задает посто нное значение последней на входе регул тора 8. Регул тор 8 на основе информации о требуемом токе i и реальном i( формирует на своем выходе сигнал задани поперечной составл ющей корного напр жени Ut. Величина ut с помощью блока 9 пр мого преобра- , зовани координат преобразуетс в сигналы задани фазных напр жений И и а ДЛЯ усилител 4 мощности, в результате в фазах 2 и 3 протекают токи i и . Датчики 12 и 13 фазных токов опреде л ют значени этих токов, а на основе этой, информации с помощью блока 11 обратного преобразовани координат определ етс поперечна составл юща корного тока i(s котора и поступает на другой вход регул тора 8 тока. На выходе блока 10 задани формируетс сигнал, пропорциональный произведению частоты вращени ротора синхронного двигател 1, получаемой с поиощью датчика 6 частоты вращени , и поперечной составл ющей тока статора io, снимаемой с выхода блока 11 обратного преобразовани координат. Этот сигнал задает про дольную составл ющую напр жени с татора .The signal La at the output of the transistor stator component 7 sets the constant value of the last one at the input of the controller 8. The regulator 8 based on the information about the required current i and real i (generates at its output a reference signal of the transverse component of the root voltage Ut. The value of ut is converted by the block 9 of the direct transformation of coordinates into the signals of setting the phase voltages I and A for the amplifier 4 power, as a result, currents i and 2 flow through the phases 2 and 3. The sensors 12 and 13 phase currents determine the values of these currents, and based on This information is determined by the block 11 of the inverse coordinate transformation, the transverse component of the crust current i (s which is fed to another input of the current regulator 8. At the output of the task block 10, a signal is generated that is proportional to the product of the rotation frequency of the rotor of the synchronous motor 1, via the sensor 6 rotational speed, and the transverse component of the stator current io, taken from the output of the block 11 inverse coordinate transformation. This signal sets the longitudinal component of the voltage from the tator.
При этом регулирование момента 1Эигател осуществл етс за счет изменени тока возбуждени i. Сигна лом задани момента вл етс выходной сигнал регул тора 19 частоты вращени на вхад которого подаетс сигнал задани с выхода блока 18 и сигнал, пропорциональный частоте вращени ротора двигател 1 с вькода датчика 6. Выходной сигнал регул трра 19 задает ток возбуждени i, а следовательно, и момент двигател в соответствии с выражением (1). Управление током i осу- , ществл етс с помощью регул тора тока возбуждени 16 и возбудител 14. In this case, the regulation of the moment of 1 EG is made by changing the excitation current i. The torque setting signal is the output signal of the speed regulator 19, the input of which is supplied with the reference signal from the output of block 18 and a signal proportional to the rotor speed of the motor 1 s in the encoder code 6. The output signal of the regulator 19 sets the excitation current i, and therefore and the engine torque in accordance with the expression (1). The current i is controlled by the exciter current regulator 16 and the driver 14.
В рассматриваемом электроприводе поперечна составл юща тока i о gg задаете посто нной, а регулирование момента осуществл етс за счет управлени током возбуждени .In the electric drive under consideration, the transverse component of the current i о gg is set constant, and the torque is controlled by controlling the excitation current.
Требуемое значение поперечной с оставл ющей корного тока формирует-.The required value of the transverse with the remaining core current forms-.
1one
с за счет соответствующего задани поперечной составл ющей корного напр жени IL , а продольна составл юща напр жени Uo формируетс пропорциональной произведению частоты вращени и тока .With the corresponding setting of the transverse component of the core voltage IL, and the longitudinal component Uo is formed proportional to the product of the rotational speed and current.
Покажем, что при этом обеспечиваетс высокий темп изменени тока возбуждени , а следовательно, и вы- сокий темп изменени момента по сравнению с известнь устройством.Let us show that in this case a high rate of change of the excitation current is provided, and consequently, a high rate of change of the moment as compared with the limestone device.
Уравнени ,описьшающие электромагнитные процессы синхронного двигател в ос х ротора d и q, имеют вид The equations describing the electromagnetic processes of a synchronous motor in the rotor axes d and q are
.l. 5r- 5r-- -iv.l. 5r- 5r-- -iv
( +wLi,, + ; (+ wLi ,, +;
Ч - H -
2323
- i. -f - i. -f
При выборе запаса по напр жению источника питани , значительно большого падени напр жени на активном сопротивлении, уравнение (9 ) можно заменить приближенньиWhen choosing a source of supply voltage, a much greater voltage drop across the active resistance, equation (9) can be replaced by approximation
, . - Z, - Z
IT т -ii-n- I dt L-LfIT t -ii-n- I dt L-Lf
(10)(ten)
У существующих синхронных машин величина коэффициента магнитной св зи составл етFor existing synchronous machines, the magnitude of the magnetic coupling coefficient is
т 2t 2
V О QV o q
h L-Lj h L-Lj
С учетом этого из выражени (Ю)With this in mind, the expression (u)
получаемwe get
(5)(five)
2525
30thirty
3535
t- -й - (,- («t- th - (, - ("
де i.ij - поперечна и продольна составл ющие корного тона;de i.ij is the transverse and longitudinal component of the root tone;
R,rA - активные сопротивлени фазы корной обмотки и обмотки возбуждени ;R, rA - active resistances of the phase of the core winding and the field winding;
L - собственна индуктивность , корной обмотки;L - self-inductance, the root winding;
Lr. - собственна индуктивность обмотки возбуждени ;Lr. - self-inductance of the excitation winding;
L - взаимна индуктивностьL - mutual inductance
Тп Tp
между корной обмоткой и обмоткой возбуждени ; U) частота вращени ротора двигател ;between the core winding and the field winding; U) engine rotor speed;
1„ - ток в обмотке возбуждени ; U- - напр жение на обмотке1 "is the current in the field winding; U- - voltage on the winding
возбуждени ; и,,и - продольна и поперечна составл ющие напр жени , приложенного к корной обмотке.arousal; and, and, are the longitudinal and transverse components of the voltage applied to the root winding.
Так как напр жение U формирует- 50 .в электроприводе по выражению y -LoLia (7), то из выражени 4 имеемSince the voltage U forms- 50. In the electric drive by the expression y -LoLia (7), from expression 4 we have
4040
4545
-H L -H L
0 (8) 0 (8)
did . didid. di
----- + L -j-Из выражений (6 и (.7 Т получаем----- + L -j-From expressions (6 and (.7 T we get
2;.2;
тт т dif ,, L hi . tm r dif ,, L hi.
г (9)g (9)
,.,„,., „
(И)(AND)
5five
5five
00
5five
0 0
00
5five
Таким образом, реализаци в электроприводе переменного тока управлени синхронным двигателем со стороны обмотки возбуждени и выполнение соотношени (7) эквивалентного расположению на статоре короткозамкну- того контура по продольной оси ротора , обеспечивает в сравнении с известным решением увеличение скорости изменени тока возбуждени , а следовательно, и быстродействи примерно в 10 раз.Thus, the realization in the AC drive of a synchronous motor control from the side of the field winding and the execution of a ratio (7) equivalent to the location on the stator of a short-circuited circuit along the longitudinal axis of the rotor provides, in comparison with the known solution, an increase in the rate of change of the excitation current, and therefore speed about 10 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864049881A SU1367123A1 (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | A.c. electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864049881A SU1367123A1 (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | A.c. electric drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1367123A1 true SU1367123A1 (en) | 1988-01-15 |
Family
ID=21231157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864049881A SU1367123A1 (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | A.c. electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1367123A1 (en) |
-
1986
- 1986-04-04 SU SU864049881A patent/SU1367123A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бродовский В.Н., Иванов E.G. Приводы с частотно-токовым управлением. М. Энерги , 1974. Слежановский О.В. и др. Системы подчиненного регулировани электроприводов переменного тока с вентильными преобразовател ми. М.: Энерго- атомиздат, 1983, с.96-97, рис.2.12. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0180083B1 (en) | Control systems for variable reluctance electrical machines | |
US4602195A (en) | Industrial robot having individual electrical three-phase drives | |
US5023528A (en) | Method of three-phase winding motor control of rotary motor-driven linear actuators, linear motor-actuated carriages, and similar systems, and apparatus for practicing the same | |
WO1984001063A1 (en) | Improved induction motor controller | |
SU1367123A1 (en) | A.c. electric drive | |
Darie et al. | Speed Control of the Direct Current Servomotor and the Stepper Motor with Arduino UNO Platform | |
CN113467229A (en) | AC servo driving method | |
RU2656999C1 (en) | Swivel platform multi-motor drive | |
RU2254666C1 (en) | Alternating-current drive | |
RU2693429C1 (en) | Vehicle electric power plant control system | |
SU1705997A1 (en) | Two-motor electric drive | |
SU1150724A1 (en) | Two-motor d.c. drive | |
SU518851A1 (en) | Electric motor with synchronous motor | |
SU875568A1 (en) | Device for control of multiphase synchronous electric motor | |
SU1310991A1 (en) | Method of controlling angular position of double power supply electric motor rotor | |
SU1534720A2 (en) | Double-zone rectifier electric drive | |
RU2621716C2 (en) | Follow-up drive with induction actuating motor | |
SU442561A1 (en) | Device for controlling the speed of an asynchronous motor | |
Solovyev | Microprocessor Control of the Sonar Electric Drive | |
SU1483579A1 (en) | Method and apparatus for adjusting electric drive | |
SU1100703A1 (en) | Electric drive with asynchronous phase-wound rotor machine | |
SU1366431A1 (en) | Apparatus for controlling speed of electric traction drive | |
SU1374392A1 (en) | Frequency-controlled electric drive | |
SU1239825A1 (en) | Electric drive | |
SU1647514A2 (en) | Adaptive electric servodrive |