SU1372577A1

SU1372577A1 - Частотно-управл емый электропривод

Info

Publication number: SU1372577A1
Application number: SU864067774A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Александрович Пименов; Виктор Анатольевич Скрыпник
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1988-02-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах и механизмах различного промьшленного назначени . Целью изо- бретбни вл етс повышение точности управлени электромагнитным моментом и частотой вращени асинхронного короткозамкнутого двигатели за счет введени компенсирующей св зи по ЭДС при регулировании фазных токов . Указанна цель достигаетс введением в частотно-управл емьп электропривод модул торов (М) 13, 14, сумматора 15, фильтра 16, блока 17 преобразовани сигналов, источника 18 посто нного напр жени и преобразовател 19 частота - напр жение. Указанные блоки предназначены дл формировани си -налов компенсации ЭДС, при этом коммутирующие входы М 13, 14 св заны с коммутирующими входами М 8, 9, а коммутирующие входы блока 17 - с коммутирующими входами блока 12 преобразовани сигналов. Выходы блоков 12, 17 соединены с управл ющими входами преобразовател частоты 2 асинхронного двигател 1 . Введение компенсирующих сигналов ЭДС А а t закон регулировани асинхронного двигател 1 позвол ет повысить точность регулировани фазных токов . 3 ил. (Л со ts9 сл --;ЗГ

Description

(со t со )

(1)

С выходов делител 6 частоты пр моугольные импульсы с частотой

.. QT ± КоЗг

UH-

К,

(2)

где Кд - коэффициент делени , поступают на коммутирующие входы модул торов 8 и 9, при этом делитель 6 частоты выполн ют таким образом, что пр моугольные импульсы, поступаю- щие на коммутирующий вход модул тора 9, сдвинуты относительно импульсов на коммутирующем входе модул тора 8 на 90 эл.град.

На аналоговый вход модул тора 8 поступает сигнал i, величина которого соответствует ортогональной намагничивающей составл ющей вектора заданного тока статора, направленной по ос и об вращающейс ситемы координат ot , |5 , а на аналогичный вход модул тора 6 поступает сигнал i,n, величина которого соответствует ортогональной активной составл ющей вектора заданного тока статора, направленной по оси /3 . На выходе модул тора 8 получают симметричный пр моугольный сигнал с частотой СО и амплитудой, равной величине сигнала i, , а на выходе модул тора 9 получают аналогичный сигнал с той же частотой и амплитудой, равной величине сигнала i,Q, и сдвинутый по фазе на 90 зл.град. относительно выходного сигнала модул тора 8. Эти два пр моугольных сигнала суммируютс на сумматоре 10 и поступают на вход фильтра 11 нижних частот, выдел ющего первую гармонику суммарного сигнала. Синусоидальный сигнал на вы

ходе фильтра 11 описываетс уравнением

IT

a .z

«i tA

sin ( со„ t +

Делители частоты 6 и 7 выполнены идентичными, поэтому на выходе делител 6 частоты также присутствуют пр моугольные импульсы. Такой сигнал может быть описан уравнением дл меандра

л 1 UK) -|- Z. sin:),(5)

где - 1,2,3,... натуральный р д

чисел (номер гармоники). В блоке 12 преобразовани сигналов производитс демодул ци входных синусоидальных сигналов несущей частоты ) и иц(с) (пр мого и инверсного ) коммутирующими пр моугольными импульсами и,, (t) и U,j(t) (пр мыми и инверсными). Синусоидальньй сигнал на выходе блока 12 преобразовани сигналов описываетс уравнением (дл одной фазы)

i

г

(«С

.г 1ф

cos

Ы„ - и„ )t - arc tg

ifoTJ

(6)

Частота этого сигнала с учетом (2) и (4)

ОЗк-СОц ±(COp±CO,j) tCO,(7)

и представл ет собой круговую частоту тока статора электродвигател , равную алгебраической сумме частоты вращени ротора и частоты тока ротора (абсолютного скольжени ). Следовательно , сигнал на выходе блока 12 преобразовани сигналов может быть описан уравнением

ifct) -JT

.2

42 . f.

. ifi COS ( CO, t - arc tg

i)

(,

(8)

или в комплексной форме

- . 1. 1

13725776

представл ет собой ЭДС электродвигател , которую можно представить в

ч«.

+

(9)

виде

Таким образом, с помощью блока 5 суммировани частот, делителей 6 и 7 частоты , модул торов 8 и 9, сумматора 10, фильтра 11 и блока 12 преобразовани сигналов производитс преоб- разование сигналов ортогональных составл ющих заданного обобщенного вектора тока статора из неподвижной системы координат во вращающуюс с частотой со. систему координат. По сигналу i| на выходе блока 12 преобразовани сигналов получают трехфазную систему синусоидальных напр жений , поступающую на первый управл ющий вход преобразовател 2 частоты.

Формирование сигналов дл компенсации ЭДС электродвигател производитс исход из уравнени статорной цепи асинхронного электродвигател , записанного в обобщенных векторах в системе координат, вращающейс с произвольной частотой со :

di

R,T, --- - R,i, + JR,T, (О i,

dt

+ ,(72- -V ;

(10)

эквивалентные активное сопротивление и посто нна времени статорной

цепи;

обобщенные векторы напр жени статора, тока статора и потокосцепле- ни ротора;

-коэффициент св зи ротора;

-индуктивности цепей намагничивани и ротора;

кругова частота вращени ротора.

ие можно также записать ввде:

и,

..-.-- dt

R,i,

+ JR.T, о i, +

(11)

-

где

- . Т,

+ jK COrCi,, (12)

виде

ё, е, + jeip , если прин то, что

(13)

IftL

-|-: (14)

е,р, .t.,,

Это иллюстрируетс векторной диаг- раммой (фиг.З).

Таким образом, если на вход модул тора 13 подать сигнал, пропорKi ,, циональный - ) а на вход мо -г

дул тора 14 - сигнал, пропорциональный К2СОг 2 выходе блока 17 преобразовани сигналов будет сфор- миров ан сигнал ё, , пропорциональ- ный ЭДС электродвигател .

0

5

0

5

Если регулирование асинхронного электродвигател производитс по закону (2 const, то на вход

модул тора 13 подаетс посто нное напр жение от источника 18, а на вход модул тора 14 - напр жение,пропорциональное частоте вращени ротора с выхода преобразовател 19 частота - напр жение.

Получение сигналов компенсации возмущающего воздействи по ЭДС производитс с помощью модул торов 13 и 14, сумматора 15, фильтра 16 и блока 17 преобразовани сигналов. При этом коммутирующие входы модул торов 13 и 14 св заны с коммутирующими входами модул торов 8 и 9, а коммутирующие входы блока 17 преобразовани сигналов - с коммутирующими входами блока 12 преобразовани сигналов. Работа этих узлов схемы происходит аналогично описанной выше. Подав на аналоговые входы модул то- 0 ров 13 и 14 сигналы е и е f, величины которых соответствуют ортогональным составл ющим вектора компенсирующего сигнала, по аналот ии с сигналом вектора заданного тока i.

полу55 чают вектор сигнала компенсации ЭДС, описываемый уравнением

-Jel + е

2 P

C.Oi

( CO, t - arc tg

7 4)

Wили в комплексной форме ё ЕО - Je/ ;

т.е. сигнал компенсации ЭДС получают в той же системе координат, что и вектор заданного тока. Далее на выходе блока 17 преобразовани сигналов

получают трехфазную систему компен-

- #

А

8

сирующих сигналов ЭДС е поступающую на второй управл ющи вход преобразовател 2 частоты.

Введение компенсирующих сигналов ЭДС позвол ет повысить точность регулировани фазных токов, благодар чему повышаетс точность управлени злектромагнитным моментом и частотой

вращени асинхронного короткозамкну- того двигател в сравнении с известным решением.

Claims

Формула изобретени

Частотно-управл емь й электропривод , содержащий асинхронный корот- козамкнутый двигатель, подключенный к выходам силового преобразовател частоты, импульсный датчик частоты вращени с двум выходами, установленный на валу асинхронного коротко- замкнутого двигател , последовательно соединенные управл емый генератор импульсов и блок суммировани частот два делител частоты, два модул тора сумматор, фильтр и блок преобразовани сигналов с аналоговым и коммутирующим входами, при этом входы делителей частоты подключены к соот- ветствукицим выходам блока суммировани частот, выходы первого делител частоты подключены к коммутирующим входам соответствующих модул торов , соединенных выходами с входами

1372577

)

10

, ,

15

20

25

30

35

40

45

сумматора, выход которого через фильтр подключен к аналоговому входу блока преобразовани сигналов, выходы второго делител частоты подключены к коммутирующим входам блока преобразовани сигналов,соединенного выходом с первым управл ющим входом силового преобразовател частоты, выходы импульсного датчика частоты вращени подключены к соответствующим входам блока суммировани частот , отличающийс тем, что, с целью повышени точности управлени за счет введени компенсирующей св зи по ЭДС при регулировании фазных токов, введены два дополнительных модул тора, дополнительный сумматор, дополнительный фильтр, дополнительный блок преобразовани сигналов с аналоговым и коммутирующими входами, источник посто нного напр жени и преобразователь частота - напр жение, подключенный входами к соответствующим выходам импульсного датчика частоты вращени , при этом коммутирующие входы дополнительных модул торов подключены к соответствующим выходам первого делител частоты, аналоговые входы первого и второго дополнительных модул торов подключены соответственно к выходу источника посто нного напр жени и к выходу преобразовател частота - напр жени , выходы дополнительных модул торов соединены с входами дополнительного сумматора, выход которого через дополнительный фильтр подключен к аналоговому входу дополнительного блока преобразовани сигналов, соединенного коммутирующими входами с соответствующими выходами второго делител частоты, а выход дополнительного блока преобразовани сигналов подключен к второму управл ющему входу силового преобразовател частоты.

On 9

- Ш

1 А f /yj

Фиг .г