SU1429273A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в горнорудной и металлургической промышленности , на транспорте. Целью изобретени   вл етс  повьт1ение надежности и упрощение, В электропривод переменного тока введен сумматор 23 частот с двум  входами. Один вход сумматора 23 соединен с выходом датчика 14 частоты вращени  ротора асинхронного двигател  1, а другой вход - с выходом регул тора 11 частоты вращени  . Выход сумматора 23 подключен к опорному входу преобразовател  5 координат . Асинхронный двигатель 1 питаетс  от сети через преобразователь частоты 3, управл ющие входы которого соединены с управл ющими выходами преобразовател  5 через преобразова- тель 4 числа фаз. Датчик 2 тока ста- торной обмотки двигател  1 через npe-i образователь фаз соединен с информа- Л ционными входами преобразовател  5. Преобразователь 5 выполн ет функции- пр мого и обратного . преобразований ::; координат. Управл ющие входы преобра- зовател  5 подключены соответственно к регул торам 7 , 8 активной и реактив- СО tND СО Ц.1. f

Description

ной составл ющих вектора тока статора , на входе каждого из которых установлен один из элементов сравнени  9,10. Входы элементов сравнени  9, 10 подключены соответственно к информационным выходам преобразовател  5 и выходам интеграторов 17, 18. Выход регул тора 11 соединен с первыми входами сумматора 19-и блоков 15, 16 произведени , вторыми входами соединенных с выходами интеграторов 7, 18, а выходами с вторыми входами сумматоров 19, 20. Второй вход сумматора 20 подключен к выходу блока 21 формировани  заданного магнитного потока . Наличие перекрестных св зей

обеспечивает коррекцию задающих управл ющих воздействий внутренних контуров регулировани . Интегральные значени  управл ющего воздействи , умноженные на задани  абсолютного скольжени , подаютс  в противоположные каналы управлени  составл ющих проекций тока статора двигател  1. В устройстве обеспечиваютс  автон омность каналов управлени  с меньшими коэффициентами усилени  и возможность пересчета задани  по трудноизмер емой переменной режима в управл ющее воздействие по легкоизмер емой переменной режима. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронным электродвигателем , питаемым от преобразовател  частоты, выполненного на управл емых силовых полупроводниковых приборах, например, непосредственного преобразовател  частоты, инвертора с ШИМ или автономного и других, при-; менительно к машинам и механизмам с высокодинамической нагрузкой и повы- ,шенными требовани ми к показател м надежности работы и качества формировани  переходных процессов и установившихс  режимов, свойственных горнорудной , металлургической отрасл м промышленности, на транспорте и т.д.

Цель изобретени  - повышение надежности и упрощение электропривода переменного тока.

На фиг t 1 и 2 представлены функциональные схемы электропривода переменного тока, первый и второй варианты .

Электропривод переменного тока (фиг..,1) содержит асинхронный электродвигатель 1, подключенньш выводами обмотки статора через датчик 2 фаз- ньвс токов к выходу преобразовател  3 частоты, управл ющий вход которого через первый преобразователь 4 числа фаз (из двух в три) св зан с управл ющим выходом блока преобразовани  координат (ВПК) 5, информационный вход

которого через второй блок 6 преобразовани  числа фаз (из трех в две) св зан с выходами датчика 2 фазных токов. ВПК 5 управл ющими входами св зан с выходами соответствующих регул торов 7 и 8 - активной и реактивной составл ющих вектора тока статора, на входах которых установлены первый и второй элементы 9 и 10 сравнени 

(компараторы), информационные входы которых соединены с соответствующими выходами ВПК, образующими отрицательные-обратные св зи по активной и реактивной составл ющим тока статора,

регул тор 11 частоты вращени , на входе которого установлен третий элемент. 12 сравнени  (компаратор), задающий и информационный входы которого соединены соответственно с выходами

задатчика 13 и датчика 14 частоты вращени , первый и второй блоки 15 и 16 произведени , одними входэ.ми соединенные между собой, а другими входами -соединенные с выходами первого и второго интеграторов 17 и 18 соответственно , первый и второй сумматоры и 20, каждый из которых одним входом соединен с выходами двух блоков 15 и 16 произведени  соответственно

блок 21 формировани  заданного маг- ; нитного потока с задатчиком 22 на входе , сумматор 23 частот с двум  входами , оДин из которых соединен с выходом датчика 14 частоты вращени , а

314292734

другой вход - с выходом регул тора22, уровень которого настроен в соот11 частоты вращени , который соединенветствнии с желаемой величиной рабос вторым входом первого сз мматора 19.чего магнитного потока (потокосцеплеБлок 21 формировани  заданного маг-ни ), регулируют величину управл ющенитного потока выходом соединен свто-го напр жени  с выхода задатчика 13

рым входом второго сумматора 20. Пер-частоты вращени  ротора, уровень ковый и второй интеграторы 17 и 8вхо-торого настраиваетс  в соответствии

дами соединены соответственно с выхо-с желаемой величиной частоты вращени 

дами первого и второго сумматоров 19 Qротора асинхронного электродвигател 

и 20, а выходы первого и второго ин-I, контроль которой производитс  даттеграторов 17 и 18 соединены соответ-чиком 14 частоты , а магнитственно с управл ющими входами перво-кого потока - по измеренному току хого и второго элементов 9 и 10 сравне-лостого хода. Кроме того, он может

ни , выход сумматора 23 частот соеди- gбыть измерен датчиком Холла или сеннен с опорным входом ВПК 5. Входы бло-сорными обмотками, а также идентификов 15 и 16 произведени , которымицирован путем пересчета других параони соединены между собой, присоеди-метров режима с допустимой точностью.

нены к выходу регул тора 11 частотыИзмерение мгновенных значений токов

вращени . Блок перекрестных св зей jnв обмотках статора производитс  дат (БПС) 24 включает в себ  блоки 15 ичиком 2 фазных токов, пересчет кото16 произведени , интеграторы 17 и 18,рых из трехфазной системы в ортогоа также сумматоры 19 и 20. Блок 25,нальную двлосфазную производитс  блообразующий  дро W структуры регул -ком 6, после чего они подаютс  на ин- тора W , включает в себ , кроме ука- 25 формациониый вход ВПК 5, с управл юзанного блока 24, регул торы 7 и 8 сщих выходов которого двухфазные ортоэлементами 9 и 10 сравнени  на входахтональные сигналы после преобразовасоответственно . Блок 26, включающийни  блоком 4 в эквивалентную трехфаз

в себ , кроме указанного блока 25,ную систему подаютс  на управл ющий

. БПК 5j регул тор П частоты вращени , о вход преобразовател  3 частоты. БПК 5

блок 21 формировани  заданного маг-реализует алгоритм пр мого и обратнонитного- потока, а также сумматор 23го преобразований координат. С инфорчастот , образует полную структуру ре-мационных выходов БПК 5 сигналы, обгул тора , объедин ющую как внутренние,раз тощие обратные св зи по активной

так и внешние контуры регулировани .и реактивной составл ющим вектора тоБлок 21 в зависимости от необходимойка статора, пост шадат на информационточности регулировани  может быть вы-ные входы элементов 9 и 10 сравнени ,

полнен в виде пропорционального зве-на управл ющие входы которых поступана , нелиней ного звена, имитирующегоют сигналы, соответствующие заданным

кривую намагничивани  данной машины,мгновенньй значени м aктIiвнoй и реака при высокой точности может быть ис-тивной составл ющих вектора тока ста-

пользована обратна  св зь по магнит-тора. Регул торы 7 и 8 отрабатьшаиот

ному потоку в зазоре или потокосцеп-рассогласовани  между управл ющими и

лению ротора с об зательным условиеминформационными воздействи ми внутоснащени  машины датчиком потока илиренних контуров регулировани  таким

блоком вычислени  этого потока.образом, чтобы задани  на управл ющих

Электропривод переменного токавходах внешних контуров по частоте (фиг.2) содержит все без исключени вращени  и магнитному потоку были вы- блоки и функциональные св зи, что иполнены во всех режимах. Между внеш- на фиг.1, но при этом сумматоры 19 иними контурами регулировани  частоты 20 снабжены третьими входами, подклю-вращени  и магнитного потока в блоках ченными к выходам интегратора 17 и 1811 и 21 соответственно расположен БПС соответственно.24 дл  обеспечени  автономности (раз- Электропривод переменного токав зки) каналов управлени  активными и функционирует следующим образом. /реактивными составл ющими векторов пе- После подачи напр жени  питани  наре 1енных режима при достижении вполне силовой вход преобразовател  3 часто-определенных значений коэффициентов ты, при наличии необходимого управл -усилени  внутренних и внешних эамкн ющего напр жени  на выходе задатчикатьк контуров системы электропривода.

5

Рассмотрим роль перекрестных св зей, образованных блоком 24, В электроприводе. Принципиальное отличие этих перекрестных св зей от известных решений состоит в том, что они подаютс  на управл ющие входы элементов 9 и 10 сравнени , а не на вы14292736

шением повышение надежности электропривода переменного тока и его упрощение .

Claims (2)

1. Электропривод переменного тока , содержащий асинхронный электродвигатель , подключенный вьшодами обмотки статора через датчик фазных токов . к выходу управл емого преобразовател  частоты, блок преобразовани  координат, выполненный с двум  информационными , двум  управл ющими и опорным входами, с двум  управл ющими и двум  информационными выходами, первый преобразователь числа фаз, под ключенный входами к управл ющим выходам блока преобразовани  координат, а выходами - к управл ющим входам управл емого преобразовател  частоты, второй преобразователь числа фаз, под ключенный входами к выходам датчика

ХОДЫ регул торов активной и реактивной составл ющих тока статора, т.е. Производитс  коррекци  задающих управл ющих воздействий внутренних |сонтуров регулировани , а не сформированных по отклонению управл ющих воздействий, как это делаетс  в изве- стном устройстве. При этом интеграль- JHoe значение управл ющего воздействи , умноженное на задание абсолютного скольжени , подаетс  в противопо- |ложные каналы управлени  составл ю- bujx проекций тока статора. Полученное управл ющее воздействие  вл етс  комбинированным , так как содержит в себе информацию о возмущении нагрузки на :валу, получаемую с выхода регул тора 11 частоты вращени . Роль перекрестных св зей в данной структуре сводитс  к функциональному назначению - обеспечить автономность каналов управлени  при меньших коэффитдаентах усиле)1и , а также обеспечить возможность пересчета задани  по трудноизмер емой переменной режима в управл ющее воздействие по легко измер емой переменной режима, прежде всего тока статора, т.е. производить операцию, аналогичную идентификации параметров рсл;има, дл  которых сформулирован закон управлени , но не поддающихс  непосредственному измерению. При отсутствии БПС 24 автономность каналов достигаетс  при больших коэффициен- тах усилени , в результате чего система становитс  болэе жесткой в переходных режимах, но устойчивости не тер ет. Дл  данной системь электропривода свойственно оставатьс  устойчивой и без перекрестных св зей, в отличие от известных систем, использующих принцип ориентации по вектору какой-либо переменной реж1ша, в частности потокосцеплени  ротора, которы  вл ютс  неустойчивыми бек компенси- рую днх-перекрестных св зей.

Таким образом, организаци  новых перекрестных св зей на управл ющих входах регул торов активной и реактивной составл ющих тока статора обес печ1шает в сравнении с известным ре

0

0

g

Формула изобретени 

1. Электропривод переменного тока , содержащий асинхронный электродвигатель , подключенный вьшодами обмотки статора через датчик фазных токов . к выходу управл емого преобразовател  частоты, блок преобразовани  координат, выполненный с двум  информационными , двум  управл ющими и опорным входами, с двум  управл ющими и двум  информационными выходами, первый преобразователь числа фаз, подключенный входами к управл ющим выходам блока преобразовани  координат, а выходами - к управл ющим входам управл емого преобразовател  частоты, второй преобразователь числа фаз, подключенный входами к выходам датчика

5 фазных токов, а выходами - к информационным входам блока преобразовани  координат, регул торы активной и реактивной составл ющих вектора тока статора, на входах которых установлены соответственно п:ервый и второй элементы сравнени , подключенные информационными входами к соответствующим информационным выходам блока преобразовани  координат, управл ющие входы которых подключены соответственно к Выходам регул торов активной и реактивной составл ющих вектора тока статора, регул тор частоты вращени , на входе которого установлен третий элемент сравнени , задающий и информационный входы которого соединены соответственно с выходами задат- чика и датчика частоты вращени  вала ротора асинхронного электродвигател ,

5 два блока произведени , первыми входами соединенные между собой, а вто- рьми входами - с выходами двух интеграторов соответственно, два ра, каждый из которых первым входом подкллочен к выходу соответствующего . блока произведени , блок формировав нн  заданного магнитного потока, о т- личаюцийс  тем, что, с целью повышени  надежности и упрощени , введен сумматор частот с двум  входами, один из которых соединен с выходом датчика частоты вращени , а другой - с выходом регул тора частоты вращени , который соединен с вторым

5

0

0

5

входом первого сумматора, выход блока формировани  заданного магнитного потока соединен с вторым входом второго сумматора, входы первого и вто- рого интеграторов соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, а выходы интеграторов - соответственно с управл ющими входами первого и второго элементов сравнени , выход сумматора частот соединен с опорным входом блока преобра

эовани  координат, а входы блоков произведени , соединенные между собой , подключены к выходу регул тора частоты вращени .

I

2. Электропривод по п.1, о т л и чающийс  тем, что первый и второй сумматоры снабжены третьими входами, подключенными к выходам первого и второго интеграторов соответственно .

ч/