SU1432711A1

SU1432711A1 - Электропривод переменного тока

Info

Publication number: SU1432711A1
Application number: SU874201651A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Волошиновский
Original assignee: Московский Горный Институт
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в горно-рудной и металлургической отрасл х промышленности и на транспорте . Целью изобретени вл етс повышение надежности электропривода переменного тока. Дл этого в электропривод переменного тока введены сумматоры 24-27. Первые входы сумматоров 24 и 25 соединены с выходом регул тора J частоты, а сумматоров 26 и 27 - с выходом блока 21. Вторые входы сумматоров 25 и 27 соединены с выходами сумматоров 24 и 26 соответственно, а вторые входь ; сумматоров 24 и 26 - с выходами интеграторов 17 и 18. Выходы сумматоров 25 и 27 подключены к вто рым входам блоков 16 и 15 произведений , а выходы сумматоров 24 и 26 - соответственно к входам элементов 1 СЛ сравнени Ws установленных на л/ « 00 ьо Фа9.1

Description

I входах регул торов 7 и 8 активной н I реактивной составл ющих вектора тока I статора асинхронного двигател 1, Электропривод содержит сумматор 23 частот, входами соединенный с выходами регул тора П частоты вращени , и датчика J4 частоты вращени и вторыми входами блоков 15 и J6. Входы блоков 15 и 16 подключены к одним входам I сумматоров 19 и 20. Вторые входы сумматоров 19 и 20 соединены соответственно с выходами регул тора и бло- .ка 2. Управление преобразователем частоты 3 асинхронного двигател 1 осуществл етс блоком 5 преобразовани координат, входы которого соединены соответственно с регул торами 7 и 8, сумматоров 23 и датчиками 2 токов статора двигател 1. В устройстве обеспечиваетс коррекци задающих воздействий внутренних контуров регулировани . При этом формируетс разность между задающим и управл ющим воздействи ми на выходах сумматоров 25 и 27 соответственно.Управл ющее воздействие вл етс комбинированным т.к. сравниваетс информаци задающего воздействи с входов интегральных регул торов с интегральным значением полного управл ющего воздействи по активной и реактивной составл ющим тока статора. I з.п.ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронным электродвигателем , запитанным от управл емого преобразовател частоты, выполненного на управл емых силовых полупроводниковых приборах, применительно к механизмам с высокодинамичной нагрузкой и повышенными требовани ми к показател м надежности работы и качества формировани переходных процессов и установившихс режимов, свойственных горно-рудной, металлургической и другим отрасл м промышленности, а также на транспорте и т.д.

Цель изобретени - повышение надежности электропривода переменного тока.

На фиг.1 представлена функциональ- на схема электропривода переменного тока; на фиг.2 - то же, вариант выполнени .

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1 подключенный выводами обмотки статора через датчик 2 фазных токов к вы- хо ду преобразовател 3 частоты, управл ющий вход которого через первый преобразователь 4 числа фаз (из двух в три) св зан с управл ющим выходом блока 3 преобразовани координат, ин- форма1р1онный вход которого через второй блок 6 преобразовани числа фаз (из трех в две) св зан с выходами

датчика 2 фазных токов. Блок 5 преобразовани координат управл ющими входами св зан с выходами регул торов активной 7 и реактивной 8 составл ющих вектора тока статора соответственно, на входах которых установлены пер- ,вый 9 и второй 10 элементы сравнени (компараторы), информационные входы которых соединены с соответствующими выходами блока 5 преобразовани координат , образующими отрицательные обратные св зи по активной и реактивной составл ющим тока статора. На входе регул тора 11 частоты вращени установлен третий элемент 2 сравнени (компаратор), задающий и информационный входы которого соединены соответственно с выходами задатчика 13 и датчика 14 частоты вращени . Электропривод содержит также первый 15 и второй 16 интеграторы, блоки произведени , первыми входами соединенные между собой, первый 17 и второй J8, первый 19 и второй 20 сумматоры, каждый из которых первым входом соединен с выходами блоков 15 и 16 произв е- дени соотв етственно, блок 21 формировани заданного магнитного потока с задатчиком 22 на входе, сумматор 23 частот с двум входами, один из которых св зан с выходом датчика 14 частоты вращени , а другой вход - с выходом регул тора 11 частоты вращени , который соединен с вторым входом пер3U

вого сумматора 19. Блок 21 форм1фова- ни заданного магнитного потока выходом соединен с вторым входом второго сумматора 20. Первый 17 и второй 18 интеграторы входами соединены соответственно с выходами первого 19 и второго 20 сумматоров. Выход сумматора 23 частот соединен с, опорным входом блока 5 преобразовани координат.

Первые входы блоков 15 и 16 произведени присоединены к выходу регул тора 11 частоты вращени ,

В электропривод введены третий 24, четвертый 25, п тый 26 и шестой 27 сумматоры. Сумматор 24 первым входом соединен с выходом регул тора 11 частоты вращени , вторым входом - с выходом интегратора 17, а выходом - с задающим входом элемента сравнени , который соединен с третьим входом первого сумматора 19 и с первым входом четвертого сумматора 25, второй вход которого соединен с выходом регул тора 11 частоты вращени , Выход сумматора 25 соединен с вторым входом блока 16 произведени . Шестой сумматор 27 выходом соединен с вторым входом блока 15 произведени , первым входом соединен с вь ходом блока 21 формировани заданного магнитного потока , а вторым входом - с выходом п того сумматора 26, с которым соединен задающий вход элемента 10 сравнени . Первый и второй входы п того сумматора 26 соединены с выходами второго интегратора 18 и блока 21 соответственно . Блоки 15 и 16 произведени , интеграторы 17 и 18 и сумматоры 19, 20 и 24 -27 с соответствующими св з ми образуют блок перекрестных св зей (БПС). БПС, регул торы активной 7 и реактивной 8 составл ющих вектора тока статора, компараторы 9 и 10 образуют дро Wg структуры регул тора W в состав которого вход т еще и блок 5 преобразовани координат, регул - тор 11 частоты вращени и блок 21 формировани заданного магнитного потока . Последний в зависимости от необходимой точности регулировани (поддержани заданного значени магч нитного потока) может быть выполнен в виде пропорционального звена, нелинейного звена, имитирующего кривую намагничивани данной машины, а при высокой точности может быть использована обратна св зь по магнитному потоку в зазоре или потокосцеплению ро

л

r о 5 Q .

5

0

5

11

тора с об зательным условием оснащени машины датчиком потока или блоком вычислени этого потока,

В варианте исполнени электропривода переменного тока (фиг,2) сумматоры 9 и 20 снабжены третьими входами , подключенными к выходам сумматоров 24 и 26 соответственно.

Электропривод переменного тока (фиг,1 и 2) функционирует следующим образом, .

После подачи напр жени на силовой вход преобразовател 3 частоты / при наличии необходимого управл ющего напр жени на выходе задатчика 22, уровень которого настроен в соответствии с желаемой величиной рабочего магнитного потока (потокосцеплени ), регулируют величину управл ющего напр жени с выхода, задатчика 13 частоты вращени , уровень которого настраиваетс на необходимую величину частоты вращени ротора, контроль которой производитс датчиком 14 частоты вращени , а контроль магнитного потока- по измеренному току холостого хода. Кроме того, он может быть измерен датчиком Холла или сенсорными обмотками , а также идентифицирован путем пересчета других параметров режима с допустимой, точностью.

Измерение мгновенных значений токов в обмотках статора производитс датчиками 2 фазных токов, пересчет которых из трехфазной системы в ортогональную двухфазную производитс блоком 6, после чего они подаютс на информационный вход блока 5, с управл ющих выходов которого двухфазные ортогональные сигналы после преобразовани блоком 4 в эквивалентную трехфазную систему подаютс на управл ющий вход преобразовател 3 частоты. Блок 5 реализует алгоритм пр мого и обратного преобразовани координат,,

С информационных выходов блока 5 преобразовани координат сигналы, об разующие обратные св зи по активной и реактивной составл ющим вектора тока статора, поступают на информационные входы элементов 9 и 10 сравнени , на управл ющие входы которых поступают сигналы, соответствующие заданным мгновенным значени м активной и реактивной составл ющих вектора тока статора, регул торы 7 и 8 отрабатывают рассогласовани между управл ющими и информационными воздействи ми

514

внутренних контуров регулировани ,что задани на управл ющих входах внешних контуров по частоте, вр.ащени и магнитному потоку выполн ютс во всех режимах ,

Между внешними контурами регулиро- :вани частоты вращени и магнитного потока расположен блок .перекрестных :св зей дл обеспечени автономности I(разв зки) каналов управлени активны iми и реактивными составл ющими век- I торов переменных режима при достиже- 1 НИИ вполне определенных значений коэффициентов усилени внутренних и внешних замкнутых контуров системы электропривода,.

Рассмотрим роль перекрестных св зей , образованных блоком перекрестных св зей, в системе электропривода. Перекрестные св зи в предлагаемом электроприводе подаютс на управл ю- Iщие входы элементов 9 и 10 сравнени , |а не на выходы регул торов активной |и реактивной составл ющих тока ста- JTOpa, т.е. производитс коррекци за- I дающих-управл ющих воздейстЛ1Й внут- Iренних контуров регулировани , а не сформированных по отклонению управл ющих воздействий, как это делаетс |В известном устройстве. При этом фор-- мируетс разность между задающим и ;управл ющим воздействием на выходах I сумматоров 25 и 27 соответственно. :Указанна разность вл етс комбини- рованным управл ющим воздействием, так |как сравниваетс информаци задающего воздействи с входов интеграторов 17 и 1-8 с интегральным значением полного управл ющего воздействи по активной и реактивной составл ющим тока статора. Сформированное таким образом корректирующее воздействие после умножени на задание, абсолютного скольжени подаетс , в противоположные каналы управ лени составл ющих проекций тока статора. Роль перекрестных св зей в данной структуре сводитс к функциональному назначению - обеспечить автономность каналов управлени при меньших коэффициентах усилени , а также обеспечить возможность пересчета задани по трудноизмер емой переменной режима в управл ющее воздействие по легкоизмер емой переменной режима, прежде всего тока статора. Т.е. производить операцию, аналогичную идентификации параметров режима, дл которых сформулирован закон управлени ,

116

но не поддающихс непосредственному измерению.

При отсутствии блока перекрестных св зей, как показывают исследовани , автономность каналов достигаетс при больших коэфициентах усилени , в результате чего система становитс более жесткой в переходных режимах,но устойчивости не тер ет. Это свойство предлагаемой системы электропривода - оставатьс устойчивой и без перекрестных св зей, в отличие от известных систем, использующих принцип ориентации по вектору какой-либо переменной режима, в частности потокосцеп лени ротора, которые оказываютс неустойчивыми без компенсирующих, перекрестных св зей.

Таким образом, организаци новых перекрестных св зей на управл ющих входах регул торов активной и реактивной составл ющих тока статора обеспечивает в сравнении с известным решением повьштение надежности электропривода переменного тока и его упрощение .

Claims

Формула изобретени

. Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель , .обмотка статора которого через датчик фазных токов подключена к выходу управл емого преобразовател час- тоты, блок преобразовани координат, выполненный с двум информационными, двум управл ющими и опорными 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 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 первый и второй элементы сравнени подключенные информационными входами к соответствующим информационным выходам блока преобразовани координат , управл ющие входы которого подключены соответственно к выходам регул торов активной и реактивной состав71Д

л ющнх вектора тока статора, регул тор частоты вращени , на входе которого установлен третий элемент сравнени , эадаюпщй и информационный входы которого соединены соответственно с выходами задатчика и датчика частоты вращени ротора асинхронного электродвигател , первый и второй блоки произведени с двум входами каждый , первые входы которых соединены между собой, а выходы подключены к первым входам первого и второго сумматоров соответственно, первьгй и второй интеграторы , блок формировани заданно- го магнитного потока, о тличаю- щ и и с тем, что, с целью повышени надежности, в него введены сумматор частот с двум входами, третий, четвертый, п тый и шестой сумматоры, каждый из которых снабжен двум входами , выход регул тора частоты вращени соединен с вторым входом первого сумматора , с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, с первыми вхо- дами блоков произведени и с первым входом сумм атора частот, второй вход которого подключен к выходу датчика частоты вращени , вьпсод сумматора частот соединен с опорным входом бло- ка преобразовани координат, вход первого интегратора соединен с выхоП8

дом первого сумматора, а выход - с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к задающему входу элемента сравнени регул тора активной составл ющей вектора тока статора, выход блока формировани заданного магнитного потока соединен с вторым входом второго сумматора и с первыми входами п того и шестого сумматоров , вход второго интегратора св зан с выходом второго сумматора, а выход - с вторым входом п того сумматора , выход которого подключен к задающему входу элемента сравнени регул тора реактивной составл ющей вектора тока статора, с выходом третьего сумматора соединен второй вход четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу второго блока произведени , с выходом п того сумматора соединен второй вход шестого сумматора, выход которого подключен к второму входу первого, блока произведени ,

2, Электропривод по п.1, отличающийс тем, что первый и второй сумматоры снабжены третьими входами, подключенными соответственно к выходам третьего и шестого сумматоров .

snc

f .

Фиъ.2.

Ws H/s