SU1427541A1 - A.c. electric drive - Google Patents

A.c. electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1427541A1
SU1427541A1 SU864159091A SU4159091A SU1427541A1 SU 1427541 A1 SU1427541 A1 SU 1427541A1 SU 864159091 A SU864159091 A SU 864159091A SU 4159091 A SU4159091 A SU 4159091A SU 1427541 A1 SU1427541 A1 SU 1427541A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
inputs
outputs
stator
current
Prior art date
Application number
SU864159091A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Те Дюн Ким
Евгений Иванович Кутузов
Михаил Владимирович Толстиков
Владимир Степанович Вальков
Дмитрий Леонидович Калужский
Original Assignee
Новосибирский электротехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новосибирский электротехнический институт filed Critical Новосибирский электротехнический институт
Priority to SU864159091A priority Critical patent/SU1427541A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1427541A1 publication Critical patent/SU1427541A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах и механизмах общепромышлен него назначени . Целью изобретени  у  вл етс  повышение показателей качества работы путем увеличени  быг.т родействи  и снижени  электрических потерь. В электропривод переменного тока введены регул торы фазных токов статора, нуль-органы 20,21, демодул торы 18,19, генератор 22 пилообразного напр жени  и компараторы 15,16,17. Последовательно соединенныеThe invention relates to electrical engineering and can be used in systems and mechanisms for general industrial use. The aim of the invention is to improve the performance of the work by increasing the high speed of roping and reducing electrical losses. The alternating current drive includes stator phase current regulators, null organs 20, 21, demodulators 18, 19, sawtooth voltage generator 22, and comparators 15, 16, 17. Consistently connected

Description

(L

ю  Yu

SS

1one

1)егул тор 13 и компаратор 16 и регу л тор 14 и компаратор 17 включены соответственно между одним из выходов преобразовател  8 координат и одним г из входов усилител  2 мощности., подключенного к статорной обмотке синхронного двигател  1, На входы преобразовател  8 поступают сигналы с вы- ходов датчика 3 положени  ротора, блока 7 задани  поперечной составл - дщей тока статора и регул тора 12 |астоты вращени , входом соединенного d датчиком 4 частоты вращ ни  ротора с|инхронного двигател . Вход каждого Нуль-органа 20,21 подключен к соответствующему выходу датчика 3, а вькод ерез один из демодул торов 18,19 - к1 второму входу одного из компарато Р|ов 16,17, Вторые входы демодул торов 1J8, 19 и компаратора 15, включенного ежду выходом регул тора 0 тока и1) Puller 13 and comparator 16 and controller 14 and comparator 17 are connected respectively between one of the transducer outputs 8 coordinates and one g of the inputs of the power amplifier 2. Connected to the stator winding of the synchronous motor 1. the outputs of the rotor position sensor 3, the transverse current component unit 7 of the stator current and the rotation regulator 12 |, the input connected by the rotor frequency sensor 4 to the rotation frequency of the rotor with the in-engine. The input of each Zero-organ 20,21 is connected to the corresponding output of sensor 3, and the code through one of the demodulators 18,19 - k1 to the second input of one of the comparator R | s 16,17, The second inputs of demodulators 1J8, 19 and the comparator 15, between the output of the current regulator 0 and

возбудителем 9 обмотки возбуждени  синхронного двигател  1, подключены к выходу,генератора 22. Вход регул тора 10 соединен с выходом регул тора 12. Каждый из регул торов 10,13,14 сохвачен обратной св зью по току. Сигналы обратной св зи на указанные регул торы поступают соответственно с датчиков 5,6 токов фаз статора и с датчика 1 тока возбуждени . Электропривод работает по принципу подчиненного регулировани « Контуру регулиро - вани  по частоте подчинены контуры регулировани  по току фаз статора синхронного двигател  и контур регу- лировани  по его току возбуждени , В электроприводе обеспечиваетс  компенг- саци  изменений токов ротора и продольной составл ющей тока статора по их мгновенным значени м, 1 ил.The exciter winding of the synchronous motor 1 by the exciter 9 is connected to the output of the generator 22. The regulator input 10 is connected to the output of the regulator 12. Each of the regulators 10,13,14 is stored by current feedback. Feedback signals to the specified controllers are received respectively from the sensors of the 5.6 stator phase currents and from the sensor 1 of the excitation current. The electric drive operates according to the subordinate control principle. The frequency control loop submits to the stator phase current control loops of the synchronous motor and its excitation current control circuit. In the drive, the rotor currents and the longitudinal component of the stator current are compensated for by instantaneous values, 1 Il.

. .

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно, к электроприводу переменного тока, п.о-с т роенному на базе синхронного двигател , и может С быть использовано в системах и Шзмах общепромышленного назначени  f при высоких требовани х к точности и качеству регулировани  скорости нагрузки.The invention relates to electrical engineering, in particular, to an AC electric drive, which is based on a synchronous motor, and can be used in systems and industrial industrial applications with high demands on the accuracy and quality of speed control of the load.

Цель изобретени  - повышение показателей качества работы электропривог да за счет увеличени  быстродействи  и снижение электрических потерь„The purpose of the invention is to improve the quality of the electric drive by increasing the speed and reducing electrical losses.

На чертеже представлена функциональна  схема электропривода переменного тока.The drawing shows the functional diagram of the AC drive.

Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 с элек тромагнитным возбуждением, подключенный к выходу усилител  2 мощности, датчик 3 углового положени  и датчик 4 частоты вращени , установленные на валу синхронного двигател  1j датчики 5 и 6 фазных токов статора, блок 7 задани  поперечной составл ющей тока статора, преобразователь 8 координат, опорные входы которого соединены с выходами датчика 3 углового положени , возбудитель 9j подключенный выThe AC drive contains a synchronous motor 1 with electromagnetic excitation connected to the output of the power amplifier 2, an angular position sensor 3 and a rotational speed sensor 4 mounted on the shaft of the synchronous motor 1j sensors 5 and 6 of the stator phase currents, block 7 of the transverse current component 7 stator, converter 8 coordinates, the reference inputs of which are connected to the outputs of the sensor 3 of the angular position, the pathogen 9j you connected

00

5five

00

5five

ходом к обмотке возбуждени  синхронного двигател  1, регул тор 10 тока возбуждени , первый вход которого подключен к выходу датчика I1 тока , возбуждени , а второй вход к выходу регул тора 12 частоты вращени , под ключеннога входом к выходу датчика 4 частоты вращени by moving to the excitation winding of the synchronous motor 1, the regulator 10 of the excitation current, the first input of which is connected to the output of the current sensor I1, excitation, and the second input to the output of the speed regulator 12, under the key input to the output of the rotation frequency sensor 4

В электропривод переменного тока введены регул торы 13 и 14 фазных токов статора компараторы 15-17J, демодул торы 18 и 19, нуль-органы 2( и 2 и генератор 22 пилообразного на пр жени , подключенный выходом к одному из входов компаратора 15 и вым входам демодул торов 18 и 19,, вторые входы которых через соответствующие нуль-органы 20 и 21 подключены к выходам датчика 3 углового положени . Пои этом выходы демодул торов 18 и 19 подключены соответственно к первь м входам компараторов 16 и 17.Regulators of 13 and 14 stator phase currents were added to the AC drive, comparators 15-17J, demodulators 18 and 19, zero-organs 2 (and 2, and sawtooth 22 generator connected to the output of one of the comparator 15 and output demodulators 18 and 19, the second inputs of which are connected to the outputs of the angular position sensor through the corresponding zero-organs 20 and 21. Therefore, the outputs of demodulators 18 and 19 are connected to the first inputs of the comparators 16 and 17, respectively.

Первые входы регул торов 13 и 14 фазных токов статора подключены к соответствующим выходам преобразовател  8 координат. Вторые входы регул торов 13 и 14 подключены соответственно к выходам датчиков 5 и 6 фазных токов статора, а выходы указанныхThe first inputs of the regulators 13 and 14 of the stator phase currents are connected to the corresponding outputs of the converter of 8 coordinates. The second inputs of the regulators 13 and 14 are connected respectively to the outputs of the sensors 5 and 6 of the stator phase currents, and the outputs specified

регул торов подключены соответственно к вторым входам компараторов 6 и 17, соединенных выходами с управл ющими входами усилител  2 мощности.the regulators are connected respectively to the second inputs of the comparators 6 and 17, which are connected by outputs to the control inputs of power amplifier 2.

Выход регул тора 10 тока возбуждени  подключен к другому входу компаратора 15, соединенного выходом с управл ющим входом возбудител  9.-Вы ход блока 7 задани  поперечной составл ющей тока статора подключен к первому ут1равл юп5ему входу преобразовател  8 координат, второй управл ющий вход которого соединен с выходом регул тора 12 частоты вращени .The output of the excitation current regulator 10 is connected to another input of the comparator 15 connected by an output to the control input of the exciter 9. You are running the unit 7 for setting the transverse stator current component connected to the first utravravl to the eight input of the coordinate converter 8, the second control input of which is connected to output of the speed regulator 12.

Синхронный двигатель 1 может быть обычным синхронным двигаталем или синхронным двигателем с электромагнитной редукцией частоты вращени . Датчиком 4 частоты вращени  может быть тахогенератор посто нного тока, Датчик 3 угла может быть выполнен на основе сельсина, поворотного трант- сформатора или оптического кодирующет- го преобразовател . Усилитель 2 мощности и возбудитель 9 представл ют собой транзисторные или тиристорные импульсные преобразователи энергии В качестве регул тора 12 частоты вращени  может быть использован ПИ- регул тор, реализованный на операци- окном усилителе с RC-цепочкой в обратной св зи. Блок задани  представл ет собой источник опорного напр жени . Компараторы 15-17 реализованы ра операционных усилител х. Демодул торы 18 и 19 реализованы на операционных .усилител х с использованием аналоговых ключей. Нуль-органь 20 и i 21 реализованы на полупроводниковых компараторах, а генератор 22 пилообразного напр жени  - на операционных усилител х.The synchronous motor 1 may be a conventional synchronous motor or a synchronous motor with electromagnetic reduction of the rotation frequency. The rotation speed sensor 4 can be a DC tachogenerator, the angle sensor 3 can be made on the basis of a selsyn, a rotary tran- sformer or an optical coding converter. The power amplifier 2 and the exciter 9 are transistor or thyristor pulse power converters. As a regulator 12 of the rotational speed, a PI controller can be used, implemented on an operational amplifier with an RC-chain in feedback. The task block is a voltage source. Comparators 15-17 are implemented in operational amplifiers. Demodulators 18 and 19 are implemented on operating amplifiers using analog switches. The zero-organ 20 and i 21 are implemented on semiconductor comparators, and the generator 22 sawtooth voltage is implemented on operational amplifiers.

Электропривод переменного тока .работает следующим образом.The AC drive works as follows.

Контуру регулировани  частоты вращени  подчинены два контура регулировани  фазных токов статора i, i и контур регулировани  тока возбужде- 1НИЯ ij . Ток возбуждени  Lf двигател  формируетс  по входному сигналу регул тора 12 частоты вращени .Установка тока статора по продольной оси d формируетс  также по входному сигналу регул тора 12. В электроприводе реализуютс  зависимости между электромагнитным моментом и токами i,i|i,i двигател , обеспечивающие получение посто нства потокосцеплени  Н % const. Этим0The rotational speed control circuit obeys two control loops for the stator phase currents i, i and the excitation current control loop iJi ij. The excitation current Lf of the motor is generated by the input signal of the speed controller 12. The stator current setting along the longitudinal axis d is also formed by the input signal of the regulator 12. In the electric drive, the dependences between the electromagnetic moment and the currents i, i | i, i of the motor are realized, ensuring flux linking constants H% const. This0

5five

00

бb

00

5five

00

5five

00

5five

условием обеспечиваетс  максимальное быстродействие электроп ивода.The condition ensures the maximum speed of the electrical input.

Синхронный двигатель 1 приводит во вращение нагрузку. Дл  получени  заданной частоты вращени  в регул тореSynchronous motor 1 causes the load to rotate. To obtain a given frequency of rotation in the regulator

12производитс  сравнение сигнала задлни  Uj с выходным сигналом датчика 4 частоты вращени . В результате на выходе регул тора 12 формируетс  управл ющее напр жение, которое ступает на вход преобразовател  8 ко- одинат и на вход регул тора 10 тока возбуждени .12, a comparison of the signal Uj back to the output signal of the rotational speed sensor 4 is made. As a result, a control voltage is formed at the output of the regulator 12, which steps into the input of the converter 8 and the input of the excitation current regulator 10.

На входе регул тора 10 производитс  сравнение заданного и действительного значений токов возбуждени . Сигнал рассогласовани  с выхода регул тора 10 в виде посто нного напр жени  поступает на вход компаратора 15. На другой вход компаратора. 15 посту - пает сигнал с выхода генератора 22 пилообразного напр жени . На компара- торе 15 реализован ШШ. Сигнал с выхода компаратора 15 управл ет сило выми ключами возбудител  9,At the input of the regulator 10, a comparison is made between the setpoint and actual values of the drive currents. The error signal from the output of the regulator 10 in the form of a constant voltage is fed to the input of the comparator 15. To another input of the comparator. 15 receives a signal from the output of the 22 sawtooth voltage generator. On the comparator 15, the SHS is implemented. The signal from the output of the comparator 15 controls the driver's power keys 9,

На вход преобразовател  8 координат поступает сигнал с выхода регул тора 12 частоты вращени  (пропорциональный статорному току по оси d) и с выхода блока 7 задани  (пропорциональный статорному току по оси q), На опорные входы преобразовател  8 координат поступают также сигналы с датчика 3 угла. На выходе преобразовател  8 координат формируютс  синуг- соидальные задани  на входе регул торов 13 и 14 фазных токов, С выходов датчиков 5 и 6 фазных токов действи- тель11ое значение фазных токов посту- пает на другие входы регул торовA signal from the output of the speed regulator 12 (proportional to the stator current on the d axis) and from the output of the task block 7 (proportional to the stator current on the q axis) is fed to the input of the 8 coordinate converter. The signals from the angle sensor 3 also arrive at the reference inputs of the 8 coordinate converter. . At the output of the converter of 8 coordinates, sinugoidal tasks are formed at the input of the regulators 13 and 14 phase currents. From the outputs of the sensors 5 and 6 phase currents, the actual value of the phase currents flows to the other inputs of the regulators

13и 14 фазных токов, где и производитс  сравнение заданного и действительного значений фазных токов,13 and 14 phase currents, where a comparison is made between the specified and actual values of the phase currents,

Сигналы рассогласовани  поступают на входы компараторов 16 и 17, на которых реализован ШИМ, На другие входы компараторов 16 и 17 поступают сигналы с генератора 22 пилообразного напр жени  через демодул торы 18 и 19 в фазе или в противофазе в зависимости от углового положени  вала ротора синхронного двигател  1,Mismatch signals are fed to the inputs of the comparators 16 and 17, on which PWM is implemented. The other inputs of the comparators 16 and 17 receive signals from the sawtooth voltage generator 22 through demodulators 18 and 19 in phase or out of phase, depending on the angular position of the rotor shaft of the synchronous motor one,

Амплитуда высокочастотной составл ющей фазных токов зависит от того, встречно или согласно .направлены из- менени  фазных токов и тока возбуждени . Изменением фазы напр жени  ШИМ в зависимости от углового прложени The amplitude of the high-frequency component of the phase currents depends on whether the phase currents and the excitation current change in opposite directions or in accordance with the direction. Changing the phase of the PWM voltage depending on the angular distribution

ротора можно добитьс ,„чтобы мгновенные значени  фазных токов и тока воз - буждени  были направлены встречно.The rotor can be achieved so that the instantaneous values of the phase currents and the excitation current are directed oppositely.

Благодар  этому достигаетс  минк мизаци  потерь в электроприводе так как уменьшаетс  амплитуда высокочастотных составл ющих фазных токов. Вы Годные сигналы компараторов 6 и 17 управл ют силовыми ключами в усилите пе 2 мощности таким образом, чтобы действительное значение фазных токов совпадало с заданными значени ми ных токов. При формировании фазных токов измен етс  только составл юща  по оси d, компенсиру  вли ние измене рн  тока ротора двигател  I и обеспв .чива  посто нство потокосцеплени j (чем достигаетс  повышение родействи  электропривода, ; Таким образом, введение в электро - Привод переменного тока регул торов фазных токов, компараторов, ганов и генератора пилообразного пр жени  обеспечивает взаимную ком пенсацию изменений тока ротора и про дольной составл ющей тока статора по их мгновенным значени м, благодар  чему увеличиваетс  быстродействие и снижаютс  электрические потери по сравнению с известным устройством,Due to this, the minimum loss of the electric drive is achieved as the amplitude of the high-frequency components of the phase currents decreases. You Comparator Signals 6 and 17 control the power switches in power amplitude 2 in such a way that the actual value of the phase currents coincides with the specified values of the currents. During the formation of phase currents, only the component d axis changes, compensating for the effect of changing the rotor current I of the motor I and ensuring the continuity of the flux linkage j (thus increasing the drive rotor power,; therefore, the introduction of electric AC drives of the regulators phase currents, comparators, ganas and a sawtooth generator, provides for mutual compensation of changes in the rotor current and the longitudinal component of the stator current according to their instantaneous values, thereby increasing speed and reduced electrical losses compared with the known device

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula . Электропривод переменного тока содержащий синхронньй двигатель с ь электромагнитным возбуждением, подключенный к выходу усилител  мощное- ти, датчик углового поло/кени  и чик частоты вращени j установленные на валу синхронного двигател , датчи ки фазных токов статора, блок задани  поперечной составл ющей тока статора преобразователь координате, опорные входы которого соединены с -выходами датчика углового положени , возбуди. An AC electric drive containing a synchronous motor with electromagnetic excitation, connected to the output of a power amplifier, a corner / ken sensor and a rotation frequency j mounted on a shaft of a synchronous motor, sensors of stator phase currents, a stator transistor component setting unit, a coordinate converter , the reference inputs of which are connected to the outputs of the angle position sensor, excite Редактор И.КасардаEditor I. Casard Составитель А.Жилин Текред Л.ОлийныкCompiled by A.Zhilin Tekred L. Oliynyk 6et««%i9ip « - -t .(Mr aerKQEHnZ 4M«ce« л«  6et ""% i9ip "- -t. (Mr aerKQEHnZ 4M" ce "l" Заказ 4863/54Тираж 584ПодписноеOrder 4863/54 Circulation 584 Subscription ВНИИПЙ Государственного комитета СССРVNIIPY USSR State Committee по делам изобретений н открыт ий 113035, МоскваJ Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discovery 113035, MoscowJ Zh-35, Raushsk nab., 4/5 5five 00 5five 00 5five 00 5five тель, подключенный выходом к обмотке возбуждени  синхронного двигател , регул тор тока возбуждени , первый вход которого подключен к выходу датчика тока возбуждени , а второй вход - к выходу регул тора частоты вращени , подключенного входом к выходу датчика частоты вращени , о т личающийс  тем, что, с цепью повьп ени  показателей качества работы за счет увеличени  быстродей - стви  и снижени  электрических потерь , введены два регул тора фазных токрв статора, три компаратора, два .демодул тора, два нуль-органа и генератор пилообразного напр жени , подключенный выходом к одному из входов первого компаратора и к первым входам демодул торов, вторые входы которых через соответствующие нуль- органы подключены к выходам датчика углового положени , при этом выходы демодул торов подключены соответст венно к первым входам второго н тре- теьго компараторов, первые входы регул торов фазных токов статора подключены к соответствующич выходам г преоб)азовател  координат, вторые i входы указанньпс ре)ул торрв - к выходам соответствующих датчиков фазшлх токов статора, а выходы указанных регул торов подключены соответственно к BTopbiM входам второго и третьего компараторов, соединенных выходами с управл ющими входами усилител  мощности , выход регул тора тока возбуждени  подключен к другому входу первого компаратора, соединенного выходом с управл ющим входом возбудител , выход блока задани  поперечной сое- : тавл ющей тока статора подключен к первому управл ющему входу преобразовател  координат, второй управл ющий вход которого соединен с .выходом регул тора частоты вращени .A driver connected by an output to the excitation winding of a synchronous motor, a regulator of the excitation current, the first input of which is connected to the output of the excitation current sensor, and the second input - to the output of the frequency regulator connected to the output of the rotational speed sensor, which is , with a circuit for maintaining performance indicators by increasing speed and reducing electrical losses, two phase current regulators of the stator, three comparators, two demodulators, two zero-organs and a sawtooth generator were introduced the voltage connected by the output to one of the inputs of the first comparator and to the first inputs of demodulators, the second inputs of which are connected to the outputs of the angular position sensor through the corresponding zero, while the outputs of the demodulators are connected respectively to the first inputs of the second third comparators , the first inputs of the stator phase current regulators are connected to the corresponding outputs of the transducer of the coordinate receiver, the second i inputs are specified to the outputs of the corresponding sensors of stator current currents, and the outputs of These controllers are connected respectively to the BTopbiM inputs of the second and third comparators connected to the outputs of the control inputs of the power amplifier, the output of the exciter current regulator connected to another input of the first comparator connected to the output of the control input of the exciter, output of the transverse solenoid reference unit: The stator current is connected to the first control input of the coordinate converter, the second control input of which is connected to the output of the speed regulator. Корректор Л.ПатайProofreader L. Patay
SU864159091A 1986-12-10 1986-12-10 A.c. electric drive SU1427541A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864159091A SU1427541A1 (en) 1986-12-10 1986-12-10 A.c. electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864159091A SU1427541A1 (en) 1986-12-10 1986-12-10 A.c. electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1427541A1 true SU1427541A1 (en) 1988-09-30

Family

ID=21271995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864159091A SU1427541A1 (en) 1986-12-10 1986-12-10 A.c. electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1427541A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Слежаиовский О.В. и др. Синтез структур частотно-регулируемых тихоходных синхронных электроприводов.- Электротехника, 1974, № 10. Авторское свидетельство СССР № 1367123, кл. Н 02 Р 7/42, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1371513A3 (en) A.c.electric drive
US5410234A (en) Motor drive control apparatus
CA1299642C (en) Universal field-oriented controller
JPS6152179A (en) Power source for driving motor
CN108448965B (en) Heavy-load closed-loop driving system and method of two-phase hybrid stepping motor
RU2141719C1 (en) Method and electric drive for vector control of permanent-magnet synchronous motor
SU1054863A1 (en) Ac electric drive (its versions)
US4808895A (en) Acceleration control apparatus
JPH08116691A (en) Method and apparatus for controlling stepping motor
SU1427541A1 (en) A.c. electric drive
CN106899249A (en) The control method of torque motor
SU1310990A1 (en) A.c.electric drive with frequency-current control
JPS60237880A (en) Speed control pam type inverter of 3-phase induction motor
RU1778906C (en) Frequency-controlled electric drive
GB2085204A (en) Motor control system
SU1108597A2 (en) Electric drive with asynchronous phase-wound rotor motor
SU1429272A1 (en) A.c. electric drive
RU137708U1 (en) ROTATION SPEED CONTROL SYSTEM OF THE SYNCHRONOUS REACTIVE MOTOR WITHOUT SHORT-CLOSED WINDING ON THE ROTOR
JP3124019B2 (en) Induction motor control device
KR920008802B1 (en) Acceleration control apparatus
SU860249A2 (en) Method and device for controlling dc electric drive
SU1272460A1 (en) A.c.electric drive
SU836750A1 (en) Ac electric drive
SU68080A2 (en) Synchronous tracking system
SU1508318A2 (en) Thyratron electric motor