SU1458962A1 - Method and apparatus for controlling induction electric drive - Google Patents

Method and apparatus for controlling induction electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1458962A1
SU1458962A1 SU843715472A SU3715472A SU1458962A1 SU 1458962 A1 SU1458962 A1 SU 1458962A1 SU 843715472 A SU843715472 A SU 843715472A SU 3715472 A SU3715472 A SU 3715472A SU 1458962 A1 SU1458962 A1 SU 1458962A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
output
input
stator
inputs
Prior art date
Application number
SU843715472A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Алексеевич Мищенко
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте
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 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте
Priority to SU843715472A priority Critical patent/SU1458962A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1458962A1 publication Critical patent/SU1458962A1/en

Links

Abstract

1. Способ управлени  асинхронным электроприводом, при котором формируют мгновенные симметричные фаз- . ные напр жени  на обмотках статора асинхронного двигател  с амплитудой, частотой и фазой, завис щими от измеренной скорости вращени  и двух входных воздействий, одно из которых посто нно и соответствует требуемой амплитуде потокосцеплени  ротора, а другое соответствует требуемому моменту, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  качества регулировани  за счет увеличени  бы- стродействи  при контроле мгновенной фазы фазных напр жений на -обмотках статора, формируют мгновенные симмет- ричные фазные напр жени  на обмотках статора по зависимости ) к,( (о 4.KjM) « -OS j (ю +K,M)dt1 - + ь л XCOS . Г г / 1 dtj J )dt , + К, где Ug(t) - мгновенное фазное напр жение; Фр - посто нное управл ющее воздействие, соответствукк щее требуемой амплитуде потокосцеплени  ротора-, М - управл ющее воздействие, соответствующее требуемо му моменту; СО - измеренна  скорость вращени  асинхронного двигател - , Кб посто нные коэффициенты, определ емые параметрами асинхронного двигател i t - врем . 2. Устройство, дл  управлени  асинхронным электроприводом, содержащее асинхронный двигатель с короткозам- кнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам автономного инвертора напр жени , соединенного управл ющими входами с выходами блока преобразовани  координат, выполненного с управл ющим входом по частоте и с первым и вторым управл ющими входами по квадратурным составл ющим напр жени  статора, последовательно соединенные задатчик скорости , первый элемент сравнени , пропорционально-интегральный регул тор скорости и первый сумматор, датчик скорости, установленный на валу асинхронного двигател  с короткозам- кнутым ротором, подключенный выходом к объединенным между собой другим входам первого элемента сравнени  и первого сумматора, блок умножени . (Л 4, сл 00 со с to1. A method of controlling an asynchronous electric drive in which instantaneous symmetric phases are formed. voltages on the stator windings of an asynchronous motor with amplitude, frequency and phase, depending on the measured rotational speed and two input effects, one of which is constant and corresponds to the required amplitude of the rotor flux linkage, and the other corresponds to In order to increase the quality of regulation by increasing the speed when monitoring the instantaneous phase phase voltages on the stator windings, they form instantaneous symmetric phase voltages on the stator windings and according to) k, ((about 4.KjM) "-OS j (y + K, M) dt1 - + ь l XCOS. Gg / 1 dtj J) dt, + K, where Ug (t) is instantaneous phase voltage; Фр - constant control action corresponding to the required amplitude of the rotor flux linkage, M - control action corresponding to the required moment; CO is the measured rotational speed of an asynchronous motor -, KB constant coefficients determined by the parameters of the induction motor i t - time. 2. A device for controlling an asynchronous electric drive containing an asynchronous motor with a short-circuited rotor, the stator windings of which are connected to the outputs of an autonomous voltage inverter connected by control inputs to the outputs of the coordinate conversion unit made to the control input in frequency with both the first and the second control inputs on the quadrature components of the stator voltage, serially connected speed controller, first comparison element, proportional-integral regulator speeds and the first adder, a speed sensor mounted on the shaft of an asynchronous motor with a short-circuited rotor, connected by an output to the other inputs of the first comparison element and the first adder combined, the multiplication unit. (L 4, SL 00 with with to

Description

1414

первый вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регул тора скорости, а выход - с одним из входов второго элемента сравнени , подключенного другим входом к выходу задатчика начального потоко- сцеплений ротора, второй сумматор, первый вход которого объединен с вторым входом блока умножени , с уп- равл ющнм входом по частоте блока преобразовани  координат и подключен к выходу первого сумматора, второй вход второго сумматора через масштабный элемент подключен к выходу пропорционально-интегрального регул тора скорости, а выходы второго элемента сравнени  и выход второго сумматора подключены соответственно к первому и второму управл кмдим входам по квадратурным составл ющим напр жени  статора блока преобразовани  координат, отличающее- с   тем, что, с целью повьшени  качества переходных процессов за счет увеличени -быстродействи , введен элемент дифференцировани , а второй сумматор снабжен дополнительным третьим входом, подключенным к выходу элемента дифференцировани , вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регул тора скорости ,оthe first input of which is connected to the output of the proportional-integral speed controller, and the output is connected to one of the inputs of the second comparison element connected by another input to the output of the initial rotor-flow control unit; the second adder, the first input of which is combined with the second input of the multiplication unit, the control input of the frequency unit of the coordinate transformation and connected to the output of the first adder, the second input of the second adder through the scale element is connected to the output of the proportional-integral speed controller spins, and the outputs of the second reference element and the output of the second adder are connected respectively to the first and second control inputs and inputs on the quadrature components of the stator voltage of the coordinate conversion unit, which is different in that in order to increase the quality of transient processes by increasing -speed, a differentiation element is introduced, and the second adder is provided with an additional third input connected to the output of the differentiation element, the input of which is connected to the output of the proportional-integral regulator speed torus of

3. Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что блок преобразовани  координат снабжен преобразователем напр жение - частота, адресным счетчиком, первым и вторым посто нными запоминающими блоками, запрограммированными соответственно по законам синуса и косинуса, блоком сумматоров и четырьм  цифроаналого- выми преобразовател ми, цифровые вkoды первого и второго из которьк подключены к выходу первого посто нного запоминающего блока, аналоговые входы первого и третьего, второ- 0 и четвертого цифроаналоговых преобразователей попарно объединены между собой и образуют соответственно первый и второй управл ющие входы по квадратурным составл ющим напр жени  статора блока преобразовани  координат, вход преобразовател  напр жение - частота образует управл ющий вход по частоте блока преобразовани  координат, а выход подключен к входу адресного счетчика, соединенного выходом с входами посто нных запоминающих блоков, выходы цифроаналоговых преобразователей подключены к входам блока сумматоров, вькоды которого образуют.выходы блока преобразовани  координат.3. The device according to claim 2, characterized in that the coordinate conversion unit is equipped with a voltage-frequency converter, an address counter, first and second permanent memory blocks programmed according to the sine and cosine laws, a block of adders and four digital-analogue converters, respectively. , digital inputs of the first and second of them are connected to the output of the first permanent storage unit, analog inputs of the first and third, second and fourth digital-to-analog converters are pairwise combined The first and second control inputs, respectively, over the quadrature components of the stator voltage of the coordinate conversion unit, form the input of the voltage converter — the frequency forms the control input over the frequency of the coordinate conversion unit, and the output is connected to the input of the address counter connected to the output inputs of permanent storage blocks, outputs of digital-to-analog converters are connected to the inputs of the block of adders, the codes of which form the outputs of the block of coordinate transformation.

1one

Изобретение относитс - к электротехнике , в частности к регулируемому электроприводу, построенному на ос- нове асинхронного двигател  с коротко замкнутым ротором, и может быть использовано дл  управлени  скоростью и моментом рабочих органов машин и механизмов , например, в приводах станков , сварочных агрегатов, промьпппен- ных роботов и след щих систем различного назначени .The invention relates to electrical engineering, in particular, to an adjustable electric drive built on an asynchronous motor with a short-circuited rotor, and can be used to control the speed and torque of the working parts of machines and mechanisms, for example, in drives of machine tools, welding units, industrial robots and tracking systems of various purposes.

Целью изобретени   вл етс  повьппе- ние качества регулировани  за счет увеличени  быстродействи  при контроле мгновенной фазы фазных напр жений на обмотках статора.The aim of the invention is to improve the quality of regulation by increasing the speed in monitoring the instantaneous phase phase voltages on the stator windings.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  управлени  асинхронным электроприводом, реали- зующего данный способ; на фиг. 2 - функциональна  схема блока преобразовани  координат; на фиг. 3 и 4-- диаграммы , по сн ющие функционирование устройства.FIG. 1 shows a functional diagram of an apparatus for controlling an asynchronous electric drive implementing this method; in fig. 2 is a functional diagram of a coordinate conversion unit; in fig. 3 and 4-- diagrams explaining the operation of the device.

Устройство дл  управлени  асинхронным электроприводом содержит (фиг. 1) асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам автономного инвертора 2 напр жени , соединенного управл ющими входами с выходами блока 3 преобразовани  координат, вьтолненного с управл ющим входом по частоте и с первым и вторым управл ющими входами по квадратурным составл ющим напр же- ни  статора, последовательно соединенные задатчик 4 скорости, -первьй элемент 5 .сравнени , пропорционально-интегральный регул тор 6 скорости и первый сумматор 7, датчик 8 скорости, установленный на валу асинхронного двигател  1 с корот- козамкнутым ротором, подключенный вы- )ходом к объединенньм между собой другим входом первого элемента 5 сравнени  и первого сумматора 7, блок 9 умножени , первый вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регул тора 6 скорости, а выход - с одним из входов второго элемента 10 сравнени , подключенного другим входом к ВЫХОДУ задатчика 11 начального потокосцеплени  ротора, второй сумматор 12, первый вход которого объединен с вторым входом блока 9 умножени , с управл ющим входом по частоте блока 3 преобразовани  координат и подключен к выходу первого сумматора 7, второй вход второго сумматора 12 через масштабный элемент 13 подключен к выходу пропорционально-интегрального регул тора 6 скорости , а выход второго элемента 10 сравнени  и выход второго сумматора 12 подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам по квадратурным составл ющим напр жени  статора блока 3 преобразовани  координат . В устройство дл  управлени  асинхронным электроприводом введенA device for controlling an asynchronous electric drive (Fig. 1) contains an asynchronous motor 1 with a short-circuited rotor, the stator windings of which are connected to the outputs of an autonomous voltage inverter 2 connected by control inputs of the coordinate conversion unit 3, which is connected to the control input in frequency and with the first and second control inputs on the quadrature components of the stator voltage, serially connected setpoint 4 speeds, the first comparison element 5, proportional-integral control speed 6 torus and first adder 7, speed sensor 8 mounted on the shaft of an asynchronous motor 1 with a short-circuited rotor, connected upstream to another input of the first comparison element 5 and first adder 7, unit 9 multiplying, first input which is connected to the output of the proportional-integral speed controller 6, and the output to one of the inputs of the second comparison element 10 connected by another input to the OUTPUT of the setpoint generator 11 of the initial rotor flux linkage, the second adder 12, the first input of which dinene with the second input of the multiplication unit 9, with the control input for the frequency of the coordinate converting unit 3 and connected to the output of the first adder 7, the second input of the second adder 12 through the scale element 13 is connected to the output of the proportional-integral speed controller 6, and the output of the second element 10 and the output of the second adder 12 are connected respectively to the first and second control inputs by the quadrature components of the stator voltage of the coordinate conversion unit 3. Into a device for controlling an asynchronous electric drive

ды цифроаналоговых преобразователей 22 и 23 - к выходу второго посто нного запоминающего блока ,18,digital-to-analog converters 22 and 23 to the output of the second permanent storage unit, 18,

Аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей 20, 22 и 21, 23 попарно объединены между собой и образуют соответственно первой и второй управл ющие входы по квадратурным 1Q составл ющим напр жени  статора блока 3 преобразовани  координат. Вход преобразовател  15 напр жение - частота образует управл ющий вход по частоте блока 3 преобразовани  ко15 ординат, а выход подключен к входу адресного счетчика 16, соединенного выходом с входами посто нных запоми- . нающих блоков 17 и 18. Выходы цифро- аналоговых преобразователей 20-23 под 20 ключены к входам блока 19 сумматоров выходы которого образуют выходы блока 3 преобразовани  координат.The analog inputs of the digital-to-analog converters 20, 22 and 21, 23 are pairwise interconnected and form the first and second control inputs, respectively, over the quadrature 1Q components of the stator voltage of the coordinate conversion unit 3. The input of the voltage converter 15 is the frequency that forms the control input for the frequency of the ordinate conversion unit 3, and the output is connected to the input of the address counter 16 connected by the output to the permanent memory inputs. and 17 and 18. The outputs of digital-to-analog converters 20-23 under 20 are connected to the inputs of the block 19 adders whose outputs form the outputs of the coordinate conversion unit 3.

Устройство дл  управлени  асинхронным электроприводом работает сле- 25 дующим образом.The device for controlling an asynchronous electric drive works as follows.

На выходе задатчика скорости 4 формируетс  напр жение задани  скорости сО. ПриСО О и отсутствии сигнала на выходе датчика 8 скорости на30 пр жение на выходе элемента 10 сравнени  равно уставке у , определ емой задатчиком 11 начального потокосцеплени  ротора. С помощью блока 3 преобразовани  координат указанна  уставAt the output of the speed limiter 4, the voltage setting voltage speed CO is formed. PROSO O and the absence of a signal at the output of the speed sensor 8, the stalled at the output of the comparison element 10 is equal to the set point y defined by the initial rotor flux linking unit 11. With the help of unit 3, the coordinate conversion is indicated by the charter

. ка напр жени  преобр азуетс  в три посто нных напр жени , отрабатываемых автономным инвертором 2 напр жени  с широтно-импульсной модул цией. При этом статорные обмотки асинхронного. the voltage is converted into three constant voltages, worked out by an independent inverter 2 voltage with pulse-width modulation. In this case, the stator windings asynchronous

- - -- -м-- -.v.-i i iaiupnbit; оомотки асинхронного- - - -m-- -.v.-i i iaiupnbit; asynchronous closures

элемент 14 дифференцировани . Второй о Двигател  1 питаютс  посто нным на- сумматор iz снабжен попп.пнит пьиым ,, ггdifferentiation element 14. The second one about the Engine 1 is supplied with a constant. The iz is supplied with a pop.

пр жением. Потокосцепление ротора Ц ,y C rotor flux adhesion,

сумматор 12 снабжен дополнительнымadder 12 is provided with an additional

третьим входом, подключенным к вы-посто нно по величине и неподвижно the third entrance connected to you is constant in magnitude and motionless

ходу элемента 14 дифференциоовани ,в пространстве. Момент и скоростьin the course of element 14 of differentiation, in space. Moment and speed

вход которого соединен с. про- вращени  асинхронного двигател  равпорционально-интегрального регул тора. ны нулю.whose entrance is connected to. rotation of the asynchronous motor of the rapprochement-integral controller. us zero.

6 ГКПППГ-ТЬТ J-, о6 GKPPPG-TbT J-, o

ьлок J преобразовани  координат в указанном режиме не измен ет фазу выходного напр жени , так как на выходе преобразовател  15 напр жение - gjj частота (фиг. 2) отсутствуют импульсы развертки, адресный счетчик 16 определ ет произвольное состо ние посто нных запоминающих блоков 17 и 18The coordinate transformation block J in the specified mode does not change the phase of the output voltage, since the output voltage of the converter 15 is gjj frequency (Fig. 2), there are no sweep pulses, the address counter 16 determines an arbitrary state of the permanent storage blocks 17 and 18

6 скорости.6 speeds.

Блок 3 преобразовани  координат снабжен (фиг. 2) преобразователем 15 напр жение - частота, адресным счетчиком 16, первым и вторым посто нными запоминающими блоками 17 и 18, запрограммированными соответственно по законам синуса и косинуса, блоком 19. сумматоров и четьгрьм  циф- роаналоговыми преобразовател ми 20- 23. Цифровые входы цифроаналоговых преобразователей 20 и 21 подключены к выходу первого посто нного запоминающего блока 17, а цифровые вхов результате чего на выходах цифро- gg аналоговых преобразователей 20 и 22 при произвольных дискретных выборках синусной и косинусной функций формируютс  два посто нных напр жени , определ емые уставкой ( ,The coordinate conversion unit 3 is equipped (Fig. 2) with a voltage-frequency converter 15, an address counter 16, first and second permanent memory blocks 17 and 18, programmed according to the sine and cosine laws, block 19. adders and a digital-analog converter 20-23. Digital inputs of digital-to-analog converters 20 and 21 are connected to the output of the first permanent storage unit 17, and digital inputs result in digital-to-gg analog converters 20 and 22 with arbitrary discrete samples of the sinus and cosine functions, two constant voltages are formed, defined by the setting (,

589624589624

ды цифроаналоговых преобразователей 22 и 23 - к выходу второго посто нного запоминающего блока ,18,digital-to-analog converters 22 and 23 to the output of the second permanent storage unit, 18,

Аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей 20, 22 и 21, 23 попарно объединены между собой и образуют соответственно первой и второй управл ющие входы по квадратурным 1Q составл ющим напр жени  статора блока 3 преобразовани  координат. Вход преобразовател  15 напр жение - частота образует управл ющий вход по частоте блока 3 преобразовани  ко15 ординат, а выход подключен к входу адресного счетчика 16, соединенного выходом с входами посто нных запоми- . нающих блоков 17 и 18. Выходы цифро- аналоговых преобразователей 20-23 под- 20 ключены к входам блока 19 сумматоров, выходы которого образуют выходы блока 3 преобразовани  координат.The analog inputs of the digital-to-analog converters 20, 22 and 21, 23 are pairwise interconnected and form the first and second control inputs, respectively, over the quadrature 1Q components of the stator voltage of the coordinate conversion unit 3. The input of the voltage converter 15 is the frequency that forms the control input for the frequency of the ordinate conversion unit 3, and the output is connected to the input of the address counter 16 connected by the output to the permanent memory inputs. The connecting blocks 17 and 18. The outputs of the digital-analog converters 20-23 are connected to the inputs of the block 19 of adders, the outputs of which form the outputs of the block 3 of the coordinate conversion.

Устройство дл  управлени  асинхронным электроприводом работает сле- 25 дующим образом.The device for controlling an asynchronous electric drive works as follows.

На выходе задатчика скорости 4 формируетс  напр жение задани  скорости сО. ПриСО О и отсутствии сигнала на выходе датчика 8 скорости на30 пр жение на выходе элемента 10 сравнени  равно уставке у , определ емой задатчиком 11 начального потокосцеплени  ротора. С помощью блока 3 преобразовани  координат указанна  устав . ка напр жени  преобр азуетс  в три посто нных напр жени , отрабатываемых автономным инвертором 2 напр жени  с широтно-импульсной модул цией. При этом статорные обмотки асинхронногоAt the output of the speed limiter 4, the voltage setting voltage speed CO is formed. PROSO O and the absence of a signal at the output of the speed sensor 8, the stalled at the output of the comparison element 10 is equal to the set point y defined by the initial rotor flux linking unit 11. With the help of unit 3, the coordinate conversion is indicated by the charter. the voltage is converted into three constant voltages, worked out by an independent inverter 2 voltage with pulse-width modulation. In this case, the stator windings asynchronous

-.v.-i i iaiupnbit; оомотки асинхронного-.v.-i i iaiupnbit; asynchronous closures

о Двигател  1 питаютс  посто нным на- ,, ггEngine 1 is powered constant by

Двигател  1 питаютс  посто нным на- ,, ггEngine 1 is fed constant by

пр жением. Потокосцепление ротора Ц ,y C rotor flux adhesion,

посто нно по величине и неподвижно constant in magnitude and still

ьлок J преобразовани  координат в указанном режиме не измен ет фазу вы ходного напр жени , так как на выходе преобразовател  15 напр жение - gjj частота (фиг. 2) отсутствуют импульсы развертки, адресный счетчик 16 определ ет произвольное состо ние посто нных запоминающих блоков 17 и 18The coordinate transformation block J in the indicated mode does not change the phase of the output voltage, since the output voltage of the converter 15 is gjj frequency (Fig. 2), there are no sweep pulses, the address counter 16 determines an arbitrary state of the permanent storage units 17 and 18

в результате чего на выходах цифро- gg аналоговых преобразователей 20 и 22 при произвольных дискретных выборках синусной и косинусной функций формируютс  два посто нных напр жени , определ емые уставкой ( ,resulting in the outputs of digital-gg analog converters 20 and 22 with arbitrary discrete samples of the sine and cosine functions, two constant voltages are formed, defined by the setting (,

51458965145896

Векторна  диаграмма (фиг, 3) по с ет начальное состо ние асинхронно- о двигател  1, в котором вектор нар жени  статора Ug , вектор тока татора i и вектор потокосцеплени  отора ( посто нны. При этом все указанные векторы совпадают по на- равлению Вектор потокосцеплени  ста- тора совпадает с направлением ю вектора ( и момент равен нулю.The vector diagram (Fig. 3) is the initial state of the asynchronous motor 1, in which the stator outflow vector Ug, the current vector tator i and the vector threading vector (are constant. Moreover, all these vectors coincide in the direction Vector the stator flux linkage coincides with the direction of the ю vector (and the moment is zero.

При подаче на иход элемента 5 сравнени  напр жени  задани  скорости со на выходе пропорционально-интегрального регул тора 6 скорости 15 возникает скачок напр жени  с последующим его возрастанием, темп которого определ ет величину напр жени  на выходе элемента 14 дифференцировани . В результате напр жение 20 и на выходе элемента 10 сравнени  скйнком спадает и затем непрерывно уменьшаетс , напр жение U на выходе второго сумматора 12 скачком нарастает и затем непрерывно возраста- 25 ет и напр жение с выхода первого сум- атора 7 также скачком измен етс  и возрастает.When the voltage setting element 5 is applied to the reference, the voltage jump with its subsequent increase, the rate of which determines the voltage value at the output of the differentiation element 14, occurs at the output of the proportional-integral controller 6 of speed 15. As a result, the voltage 20 and at the output of the comparison element 10 decreases with a disk and then decreases continuously, the voltage U at the output of the second adder 12 increases and then continuously increases, and the voltage from the output of the first adder 7 also changes abruptly and is increasing.

На выходе блока 3 преобразовани  координат происходит скачок и изме- ЗО некие фазы трехфазного напр жени , скачок и изменение его амплитуды и частоты. Эти изменени  управл ющих напр жений на входе автономного инвертора 2 напр жени  с широтно-им- пульсной модул цией привод т к аналогичным изменени м фазы, частоты и амплитуды трехфазного напр жени  статора асинхронного двигател  1.At the output of the coordinate conversion unit 3, there is a jump and changes of some phases of three-phase voltage, a jump and change of its amplitude and frequency. These changes in the control voltages at the input of the autonomous inverter 2 voltage with pulse-width modulation lead to similar changes in the phase, frequency and amplitude of the three-phase stator voltage of the asynchronous motor 1.

В св зи с инерционностью простран- 40 ственного перемещени  вектора потокосцеплени  ротора при форсированном увеличении напр жени  U и уменьшении Ug образуетс  скачок фазы вектора тока статора i и скачок 45 фазы потокосцеплени  статора (фиг. 4). Образуетс  момент двигател , скорость ротора возрастает, возрастает выходное напр жение датчика 8 скорости, которое уменьшает выход- 50 ное напр жение пропорционально-интегрального регул тора 6 скорости, соответствующее требуемому моменту М, до установлени  равенства требуемого момента М и момента нагрузки 55 М „агр на валу асинхронного двигател  1,Due to the inertia of the spatial movement of the rotor flux linkage vector with a forced increase in the voltage U and a decrease in Ug, a phase jump of the stator current vector i and jump 45 of the stator flux linkage is formed (Fig. 4). An engine torque is generated, the rotor speed increases, the output voltage of speed sensor 8 increases, which reduces the output voltage of proportional-integral speed controller 6, corresponding to the required torque M, until the required torque M and load torque 55 M are equal. on the shaft of the induction motor 1,

Приращение требуемого момента М и действительного момента М происходит до выравнивани  требуемой скорос35The increment of the required moment M and the actual moment M occurs before leveling off the required speed35

5 five

О ABOUT

0 5 5 0 5 5

2626

ти (jO и действительной скорости ьз . В результате указанный электропривод имеет абсолютно жесткие механические характеристики скорости при любом, в том числе и скачкообразном, изме- нии момента М..ti (jO and actual speed bz. As a result, the specified electric drive has absolutely rigid mechanical characteristics of the speed at any, including intermittent, change in the moment M.

Фаза напр жени  статора, задаваема  с малым шагом дискретизации пор дка 1 , управл етс  путем взаимосв занного изменени  трех входных аналоговых напр жений блока 3 преобразовани  координат, одно из которых характеризует требуемую частоту напр жени  статора оз iff при условии посто нства двух других входных аналоговых напр жений U const,The stator voltage phase, set with a small discretization step of order 1, is controlled by the interconnected variation of three input analog voltages of the coordinate conversion unit 3, one of which characterizes the required stator voltage oz iff when the other two input voltages are constant Life U const,

и const в статическом режиме элеSxand const in static mode

ктропривода, а в общем случае соответствует требуемой частоте потокосцеплени  ротора ( (t) и угловой скорости вращени  вектора потокосцеплени  ротора относительно статораmotor drive, and in the general case corresponds to the required frequency of the rotor flux linkage ((t) and the angular velocity of rotation of the rotor flux linkage vector relative to the stator

Са 2Tfrj . Второе входное аналого9 т tCa 2Tfrj. Second input analog 9 t t

вое напр жение характеризует первую квадратурную составл ющую напр жени  статора U. Третье входное аналоговое напр жение И характеризует вторую квадратурную составл ющую напр жени  статора Ug. Амплитуда напр жени  статора Ug и две его квадратурные составл ющие св заны соот- ношениемthe new voltage characterizes the first quadrature component of the stator voltage U. The third input analog voltage And characterizes the second quadrature component of the stator voltage Ug. The amplitude of the stator voltage Ug and its two quadrature components are related by

(1)(one)

и, 4и| + идand 4 and | + id

о л вц х oh lx

5five

где Uc и Ue. - проекции вектора наrtwhere Uc and Ue. - projection of the vector of rt

, пр жени  в декартовойprints in cartesian

системе координат, ориентированные по вектору потокосцеплени  ротора фг .coordinate system oriented along the rotor flux link vector fg.

Величину Ug измен ют в зависимости от требуемого момента М и требуемой частоты COg , определ   ее какThe value of Ug is changed depending on the required moment M and the required frequency of COg, defined as

разность уставки V и напр жени , прооthe difference between setting V and voltage

порционального произведению )5 , формируемого на выходе блока 9 умножени . Уставка ф определ ет величину начального потокосцеплени  ротора С) Ц . При этом взаимосв занные действи  над частотой COg и квадратурными составл ющими и U,5« о редел ют из услови  посто нства амплитуды потокосцеплени  ротора во всех режимах работы асинхронного двигател  Ц)р I ф I Vv- const из известных дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные переходные процессы в асинхронном двигателе.portioned product) 5, formed at the output of block 9 multiplication. The setpoint φ determines the magnitude of the initial flux linkage of the rotor. C) C. At the same time, the interrelated actions over the COg frequency and quadrature components and U, 5 "are determined from the condition of constant amplitude of the rotor flux linkage in all operating modes of the asynchronous motor C) p I f I Vv-const of the known differential equations describing electromagnetic transient processes in asynchronous motor.

14589628  14589628

в режиме посто нства потокосцепле- разователен 20, 21 и 22, 23 соответни  ротора t) разность абсолютных угловых скоростей вращени  относительно оси статора S вектора потокосцепле- ци  ротора (|;р.. вектора ротора Кц, (фиг.4),соответствующа  скрльжению вектора потокосцеплени  ротора ф .относительно ротора, пропорциональна моменту двигател :in the constant flow mode, 20, 21 and 22, 23 corresponding to the rotor t) is the difference of the absolute angular velocities of rotation relative to the stator axis S of the rotor vector sense of the rotor (|; p. of the rotor vector Cz, (FIG. 4), corresponding to the rotor flux-coupling vector f. relative to the rotor is proportional to the torque of the engine:

ственно, в результате чего кажда  дискретна  выборка cos q)g и sincpas a result, each sample is discrete cos q) g and sincp

умножаетс  на второе и третье анаи и;multiplied by the second and third anai and;

10ten

логовые напр жени  U, и U , поступающие на соответствующие аналоговые входы указанных цифроаналоговых преобразователей . На выходах цифроанала- говых преобразователей 20-23 образуютс  дискретно измен ющиес  аналоговые напр жени , пропорциональные произведени м квадратурных составл ющих напр жени  U и иД на косинус иthe log voltages U, and U, are fed to the corresponding analog inputs of the indicated digital-to-analog converters. At the outputs of digital-to-analog converters 20-23, discretely varying analog voltages are formed, proportional to the products of the quadrature components of the voltages U and ID and cosine and

Д«г СЭ - О),D "g SE - O),

2 2

РR

tгде ZP - число пар полюсов; Rf, - сопротивление ротора; (РО - амплитуда потокосцеплени where zp is the number of pole pairs; Rf, is the resistance of the rotor; (PO is the amplitude of flux linking

ротораirotor

М - момент двигател . Так как целью управлени  моментом  вл етс  соответствие действительно- ,го момента М требуемому моменту М т.е.:M - the moment of the engine. Since the purpose of controlling the moment is to match the actual moment of M to the required moment M, i.e.

М МM M

(3) 25(3) 25

то управл ема  частота напр жени  статора, пропорциональна  требуемому моменту М, характеризует согласно (2) требуемую угловую скорость вращени  вектора потокосцеплени  ротора относительно ротора дсо, а сумма этой частоты и скорости ротора определ ет требуемую абсолютную угловую скорость вращени  вектора потокосцеплени  ротора относительно неподвижной оси статора, т.е. требуемую частоту потокосцеплени  ротора, кото |РУЮ задают выходным напр жением первого сумматора 5 и преобразуют в последовательность импульсов развертки с помощью преобразовател  15 напр жение - частота. Каждый выходной импульс развертки преобразовател  15 напр жение - частота сдвигает фазовый угол tfg потокосцеплени  ротора относительно оси статора § (фиг. 4) на одну дискрету , составл ющую малую величину (пор дка l), с помощью адресного счетчика 16 и посто нных запоминающих блоков 17 и 18, на выходе которых формируютс  коды дискретных выборок синусной и косинусной функций фазового угла потокосцеплени  ротора qjg , а именно cos на выходе блока 17, sinqig - на выходе блока 18.Then, the controlled frequency of the stator voltage, proportional to the required torque M, characterizes, according to (2), the required angular velocity of the rotor flux vector in relation to the rotor dso, and the sum of this frequency and rotor speed determines the required absolute angular velocity of the rotor flux linkage vector with respect to the fixed stator axis i.e. the required frequency of the rotor flux linkage, which | RUU is set by the output voltage of the first adder 5 and is converted into a sequence of sweep pulses by means of the voltage-frequency converter 15. Each output sweep of the voltage converter 15 is frequency shifted the phase angle tfg of the rotor flux linkage with respect to the stator axis § (Fig. 4) by one discrete component of a small value (on the order of l) using the address counter 16 and fixed memory blocks 17 and 18, at the output of which codes of discrete samples of the sinus and cosine functions of the phase angle of the rotor flux linkage qjg are formed, namely cos at the output of block 17, sinqig - at the output of block 18.

«"

Коды cos Cfs и Sin поступают на цифровые входы цифроаналоговых преобо The cos Cfs and Sin codes go to the digital inputs of the digital to analog preo

ственно, в результате чего кажда  дискретна  выборка cos q)g и sincpas a result, each sample is discrete cos q) g and sincp

умножаетс  на второе и третье анаи и;multiplied by the second and third anai and;

10ten

логовые напр жени  U, и U , поступающие на соответствующие аналоговые входы указанных цифроаналоговых преобразователей . На выходах цифроанала- говых преобразователей 20-23 образуютс  дискретно измен ющиес  аналоговые напр жени , пропорциональные про изведени м квадратурных составл ющих напр жени  U и иД на косинус иthe log voltages U, and U, are fed to the corresponding analog inputs of the indicated digital-to-analog converters. At the outputs of digital-to-analog converters 20-23, discretely varying analog voltages are formed, proportional to the product of the quadrature components of the voltages U and ID to cosine and

15 синус фазового угла потокосцеплени  ротора, которые суммируютс  в блоке 19 сумматоров согласно известным15 is the sine of the phase angle of the rotor flux linkage, which are summed up in block 19 adders according to known

. уравнени м векторного преобразовани  из декартовой вращающейс  систе- 20 мь1 у, X, к декартовой неподвижной. vector transformation equations from Cartesian rotating system - 20 m1 y, X, to Cartesian stationary

системе координатор, В, ориентированной по оси статора 5, а именно по . оси фазной обмотки а:the system coordinator, In, oriented along the axis of the stator 5, namely by. phase winding axis a:

2525

и,and,

5Q s sy ostps- Us, sinc| j(4) 5 Usy-sinCfs Ug.cosCf (5) 5Q s sy ostps- Us, sinc | j (4) 5 Usy-sinCfs Ug.cosCf (5)

где Ug - мгновенное фазное напр же- 30 ние статора в опорной фазной обмотке статора q , относительно которой осуществл ют преобразование координат .. 35 С помощью блока 19 сумматоров из двухфазного напр жени  Ug, U образуетс  трехфазное напр жение,соответствующее напр жени м питани  статор- ных обмоток с учетом схемы соединени  0 обмоток двигател .where Ug is the instantaneous phase voltage of the stator in the stator reference phase winding q relative to which coordinate transformations are performed. 35 With the help of block 19 of adders, a two-phase voltage Ug, U forms a three-phase voltage corresponding to the stator supply voltage - windings taking into account the connection scheme 0 of the motor windings.

На управл ющий вход по частоте блока 3 преобразовани  координат поступает сигнал, соответствующий частоте изменени  потокосцеплени  рото- 5 Ра. При этом напр жени  Ug , U определ ютс  как протекции вектора напр жени  статора Ug во вращаннцейс The control input of the frequency of the unit 3 of the coordinate conversion receives a signal corresponding to the frequency of change in the flux linkage of the roto 5 Pa. In this case, the voltages Ug, U are defined as the protections of the stator voltage vector Ug in the rotation

системе координат у, х, ориентированной по вектору потокосцеплени  роjj тора ф , при совпадении оси у с направлением вектора потокосцеплени  ротора (ji, T.e.Vrvj 9, Vr, 0. В св зи с этим управление фазой напр жени  Us(t относительно потокоg сцеплени  ротора c, (t) осуществл ют- процессом взаимосв занных действий над квадратурными составл ющими Ug Sx соответствующими проекци ми вектора напр жени  Ug на ось у вектораThe coordinate system y, x oriented along the flux coupling vector rojj of the torus f, when the y axis coincides with the direction of the rotor flux coupling vector (ji, TeVrvj 9, Vr, 0.) Therefore, the voltage phase control Us (t is relative to the rotor flux coupling c, (t) is carried out by a process of interrelated actions on the quadrature components Ug Sx by the corresponding projections of the voltage vector Ug on the axis of the vector

потокосцеплени  ротора (j и ось х, ортогональную по отношению к вектору потокосцеплени  ротора ( (фиг. 4).rotor flux linkage (j and x axis, orthogonal to the rotor flux link vector ((FIG. 4).

Эти действи  определ ют в зависимости от требуемого момента М и требуемой частоты СО с учетом заданного с помощью посто нного напр жени  ц режима посто нства амплитуды потокосцеплени  ротора Ц) из известных дифференциальных уравнений асинхронного двигател  дл  статорной цепи при вращении координат у, х со скоростью «5 . These actions are determined depending on the required moment M and the required frequency of CO, taking into account the constant-amplitude mode of the constant flow amplitude of the rotor Ц from the known differential equations of an induction motor for a stator circuit during rotation of the coordinates y, x at a speed " five .

При посто нстве амплитуды потокосцеплени  ротора РО const амплитуда потокосцеплени  статора (д) непосто нна, а фаза потокосцеплени  статора относительно потокосцеплени  ротора измен етс  в зависимости от момента двигател  так,что проекци  вектора потокосцеплени  статора на ось у, совпадающую с направлением вектора потокосцеплени  ротора, посто нна , т . е ,:When the amplitude of the flux linkage of the rotor PO const, the amplitude of the flux linkage of the stator (e) is not constant, and the flux linkage phase of the stator relative to the flux linkage of the rotor varies depending on the motor torque so that the projection of the stator flux linkage vector to the y-axis, coinciding with the direction of the rotor flux linkage, post nna, t. e,:

LS . Ls.

ь s

Ц гC g

(6)(6)

VV

5k

2 I Lh М2 I Lh M

Л.L.

и фазы напр жени  статора отн но потокосцеплени  ротора Vy, т,and the phases of the stator voltage relative to the rotor flux linkage Vy, t,

(7) 30 ys cpg + J( (t)dt +уср,(7) 30 ys cpg + j ((t) dt + usr,

где Lg , L Llwhere Lg, L Ll

индуктивность статора взаимна  индуктивность; индуктивность ротора;stator inductance is mutual inductance; rotor inductance;

jg переходна  индуктивность. Дл  требуемого момента М , пропорционального выходному напр жению пропорционально-интегрального регул тора 6 скорости, при соблюдении ВИЯ (2) дл  управл емой частоты &Сх « fliQ и услови  дл  суммарной частоты на выхода первого сумматора 5jg transient inductance. For the required moment M, proportional to the output voltage of the proportional-integral speed controller 6, subject to VIA (2) for the controlled frequency & CxfliQ and conditions for the total frequency at the output of the first adder 5

ю:Yu:

ЬО + СОBO + CO

(8)(eight)

С учетом св зей потокосцеплений (6), (7) и квадратурных составл ющих напр жени  (1) из дифференциальных уравнений статорной цепи, описывающих св зь проекций напр жени  и проекций потокосцеплени  статора, определ ют составл ющие напр жени  статора:Taking into account the connections of the flux linkages (6), (7) and the quadrature components of the voltage (1) from the differential equations of the stator circuit, describing the relationship of the voltage projections and the projection of the stator flux linkage, the components of the stator voltage are:

тт -s. 2Ls Lr ,,. М.tm -s. 2Ls Lr ,,. M.

.-з1;1-,.-h1; 1-,

(9)(9)

2LeL dM 2LeL dM

2RsL t -,. -ч---..-M2RsL t - ,. -h ---..- M

3ZpL3ZpL

WrcWrc

.j-b-,(,о,.j-b -, (, o,

При этом управл ющие напр жени  и и входах блока 3 преобразовани  координат определ ютс  какAt the same time, the control voltages and and inputs of the coordinate conversion unit 3 are defined as

иand

. и , а посто94 -sij -M ,. and, and post-94 -sij -M,

 нное управл ющее воздействие (| г 1/Кthis control effect (| g 1 / K

как сas with

R5/L(, (К и - коэффио U гп 1 1-0R5 / L (, (K and - coefficient U gp 1 1-0

циент передачи по напр жению в блоках 2 и 3) .transmission voltage in blocks 2 and 3).

Фаза напр жени  статора jfg , рав5 на  фазовому углу вектора напр жени  Us относительно неподвижной оси статора , S, измен етс  согласно предлагаемому способу управлени  как сумма фазы потокосцеплени  ротора (jf ,The stator voltage phase jfg, equal to 5 at the phase angle of the voltage vector Us relative to the fixed axis of the stator, S, varies according to the proposed control method as the sum of the rotor flux linkage phase (jf,

0 равной фазовому углу вектора потокосцеплени  ротора. (J относительно неподвижной оси статора S, которую получают путем развертки во времени0 equal to the phase angle of the rotor flux vector. (J relative to the fixed axis of the stator S, which is obtained by sweeping in time

ооoo

25 требуемой частоты Cf,25 required frequency Cf,

J Qg(t)dt,J Qg (t) dt,

и фазы напр жени  статора относительно потокосцеплени  ротора Vy, (фиг.4): т,and the phases of the stator voltage relative to the rotor flux linkage Vy, (Fig.4): t,

(11)(eleven)

ys cpg + J( (t)dt +уср, ys cpg + j ((t) dt + usr,

при зтом фазу напр жени  статора относительно потокосцеплени  ротора Уц, измен ют путем изменени  соотнощени  -g первой и второй квадратурных составл ющих напр жени ;in this phase, the voltage of the stator relative to the flux linkage of the Yc rotor is changed by changing the ratio -g of the first and second quadrature voltage components;

Уч arctgUs ,,. Ouch arctgUs ,,.

(12)(12)

Согласно св зи фаз (11) фазу наAccording to the phase connection (11), the phase on

измен ют путем «change by

пр жени  статора jf.yarn stator jf.

изменени  требуемой частоты СО g и относительной фазы напр жени  статора X У, определ емой св з ми (9) (10), соотношением мгновенных величин квадратурных составл ющих напр жени  статора 115, и Ugu согласно св зи (12), которое зависит от требуемого момента М , скорости его изменени  и требуемой частоты OJg.the change in the required frequency CO g and the relative phase voltage of the stator X Y defined by the connections (9) (10), the ratio of the instantaneous values of the quadrature components of the voltage of the stator 115, and Ugu according to the relation (12), which depends on the required the moment M, its rate of change, and the required frequency OJg.

При этом частота напр жени  статора измен етс  как сумма частот, определ емых из (11) и (12):In this case, the frequency of the stator voltage varies as the sum of the frequencies determined from (11) and (12):

СОWITH

Us Us

«.+". +

I l . dtI l. dt

(13)(13)

Перва  составл юща  ч астоты напр жени  статора cOg , равна  частоте поThe first component of the stator voltage, cOg, is equal to the frequency

токосцеплеии  ротора, измен етс  синхронно с магнитным полем, сцепленным с ротором, поэтому называетс  синхронной частотой. Синхронна  частота сОд  вл етс  опорной частотой дл  преобразовани  синхронно вращающейс  декартовой системы координат у, X в неподвижную систему декартовых координатfti, В, причем неподвижна  ось oi совпадает с осью фазы а трехфазной статорной обмотки а,Ь,с.rotor current coupling, changes synchronously with the magnetic field coupled to the rotor, and is therefore called the synchronous frequency. The synchronous frequency of the CO2 is the reference frequency for converting a synchronously rotating Cartesian coordinate system y, X into a fixed Cartesian coordinate system, B, with the fixed axis oi coinciding with the phase axis a of the three-phase stator winding a, b, c.

При данном способе управлени  симметричное трехфазное напр жение статора , характеризуемое пространственным вектором напр жени  статора Ug, формируют в декартовых координатах X, у, синхронизированных требуемой частотой потокосцеплени  ротора СО Q + (j) М, которую измен ют в функции измеренной скорости (О , требуемой амплитуды потокосцеплени  ротора , пропорциональной величине посто нного входного воздействи , иWith this control method, a symmetric three-phase stator voltage, characterized by the spatial stator voltage vector Ug, is formed in Cartesian coordinates X, y synchronized by the required rotor flux-coupling frequency Q Q (j) M, which varies as a function of the measured speed (O, required the rotor flux link amplitudes proportional to the magnitude of the constant input action, and

Q венна  фаза и, следовательно, относительный фазовый сдвиг напр жени  статора и потокосцеплени  ротора не рег улируетс  при набросе и сбросе требуемого момента.The QVn phase and, consequently, the relative phase shift of the stator voltage and the rotor flux linkage does not regulate when the required torque is thrown and reset.

15 Ввод  обозначени : К, 15 Enter the notation: K,

К,TO,

-2L;L /3ZpL V(L; LS - , 20-2L; L / 3ZpL V (L; LS -, 20

переходна  индуктивность); Kjtransient inductance); Kj

2R,/3Z,v;5 к, ,/3ZpL C ; 2R, / 3Z, v; 5 к,, / 3ZpL C;

Kf К, 2L;L,/3ZpL(Kf K, 2L; L, / 3ZpL (

, ,

(( требуема  амплитуда фазного((required amplitude of phase

потокосцеплени  ротора, пропорциональна  посто нному входному воздейтребуемого .момента М , пропорциональ- 25 ствию), операции над напр жением ста- ного входному управл ющему воздействию .the flux linkage of the rotor is proportional to the constant input of the required moment M, proportional to 25), and the operation on the voltage of the input control input voltage.

Регулирование в декартовых координатах .х, у угла фазового сдвига пространственного вектора напр жени  статора U относительно пространственного вектора потокосцеплени  ротора ф производ т путем регулировани  временных векторов фазньпс напр жений статора Ug, 5,, Ug по закону дл  мгновенного фазного напр жени  статора в фазе аThe adjustment in Cartesian coordinates x, at the phase shift angle of the spatial vector voltage of the stator U relative to the spatial vector of the rotor flux linking f is produced by adjusting the time vectors of the residual stator voltage Ug, 5 ,, Ug according to the law for instantaneous phase stator voltage in phase a

тора описывают пр мой аналитической зависимостью мгновенного фазного напр жени  статора в одной из фаз, например фазе о , в функции от вход- 30 ньк воздействий М скорости W .tori describe the direct analytical dependence of the instantaneous phase voltage of the stator in one of the phases, for example, phase o, as a function of the input voltage M of the speed W.

В пол рных координатах управлени  мгновенное фазное напр жение статораIn polar coordinates, the instantaneous phase stator voltage

W и измереннойW and measured

3535

Ug(t) описываетс  уравнениемUg (t) is described by the equation

5„(five"(

ЙЬ dt H dt

j (CJ + KjM) + ),(14) j (CJ + KjM) +), (14)

u(t) иu (t) and

l coscfs- l coscfs-

где фаза синхронизации qig измен етс  путем изменени  синхронной частоты col: where the clock phase qig is changed by changing the synchronous frequency col:

Ч,- j o,;(t)dt - I «О . H, - j o,; (t) dt - I «O.

M)dt,M) dt,

а составл ющие фазного напр жени  статора V и Ug  вл ютс  проекци ми пространственного вектора напр жени  статора в декартовых координатах , ориентированных осью у по направлению пространственного вектора потокосцеплени  ротора.and the stator phase voltage components V and Ug are projections of the spatial stator voltage vector in Cartesian coordinates, oriented along the y axis in the direction of the spatial rotor flux link vector.

Это позвол ет осуществл ть мгно- венный скачок фазы напр жени  статора путем скачкообразного изменени This allows an instantaneous jump in the stator voltage phase by abruptly changing

58962125896212

проекций , которые при управлении в пол рных координатах вли ют лишь на величину амплитуды напр жени  статора и на частоту напр жени  статора. Скачок частоты не приводит к скачку фазы, что  вл етс  недостатком управлени  напр жением статора в пол рных координатах, так как мгно Q венна  фаза и, следовательно, относительный фазовый сдвиг напр жени  статора и потокосцеплени  ротора не рег улируетс  при набросе и сбросе требуемого момента.projections that, when controlled in polar coordinates, affect only the magnitude of the stator voltage amplitude and the stator voltage frequency. A frequency jump does not lead to a phase jump, which is a disadvantage in controlling the stator voltage in polar coordinates, since the instantaneous Q phase and, consequently, the relative phase shift of the stator voltage and the rotor flux linkage does not regulate when the desired torque is dropped and reset.

15 Ввод  обозначени : К, 15 Enter the notation: K,

К,TO,

-2L;L /3ZpL V(L; LS - , 20-2L; L / 3ZpL V (L; LS -, 20

переходна  индуктивность); Kjtransient inductance); Kj

2R,/3Z,v;5 к, ,/3ZpL C ; 2R, / 3Z, v; 5 к,, / 3ZpL C;

Kf К, 2L;L,/3ZpL(Kf K, 2L; L, / 3ZpL (

, ,

(( требуема  амплитуда фазного((required amplitude of phase

потокосцеплени  ротора, пропорциональна  посто нному входному воздей25 ствию), операции над напр жением ста- rotor flux linkage, proportional to the constant input effect), the operation on the voltage

тора описывают пр мой аналитической зависимостью мгновенного фазного напр жени  статора в одной из фаз, например фазе о , в функции от вход- 30 ньк воздействий М скорости W .tori describe the direct analytical dependence of the instantaneous phase voltage of the stator in one of the phases, for example, phase o, as a function of the input voltage M of the speed W.

В пол рных координатах управлени  мгновенное фазное напр жение статораIn polar coordinates, the instantaneous phase stator voltage

W и измереннойW and measured

3535

Ug(t) описываетс  уравнениемUg (t) is described by the equation

5„(five"(

ЙЬ dt H dt

j (CJ + KjM) + ),(14) j (CJ + KjM) +), (14)

где и - мгновенна  амплитуда фазного напр жени , равна  квадратурной сумме двух составл ющих напр жени  статора Ug sxwhere and is the instantaneous phase voltage amplitude, is equal to the quadrature sum of the two components of the stator voltage Ug sx

ОABOUT

u|. ,u |. ,

(15)(15)

а фаза Jg напр жени  статора образуетс  только разверткой частоты во 50 времени:and the stator voltage Jg phase is formed only by a frequency sweep in 50 time:

Js j (со + К,М) + ) dt . ( t6)Js j (with + K, M) +) dt. (t6)

5555

В этом случае скачок величины требуемого момента приводит к скачку лишь мгновенной амплитуды Ug , но фаза Уд скачком не измен етс .In this case, a jump in the magnitude of the required moment leads to a jump only in the instantaneous amplitude Ug, but the phase of the Hv does not change in a jump.

в декартовых координатах управлени  фазное напр жение статораCartesian coordinates control the stator phase voltage

и, 1458962and, 1458962

jg(t) формируют ПО законуjg (t) form according to law

fcfc

и .COS f (со +К М) - i Ug.sinJ (о +KjM),and .COS f (co + K M) - i Ug.sinJ (o + KjM),

(17)(17)

5 до ме пр но мо5 up to me

5 дополнительно создает форсировку изменени  как мгновенной амплитуды напр жени  статора, так и его мгновенной фазы при любом изменении требуемого момента M(t).5 additionally creates a force change in both the instantaneous amplitude of the stator voltage and its instantaneous phase at any change in the required torque M (t).

при котором мгновенна  амплитуда фаз- ю ного напр жени  измен етс  по тому же закону (15), справедпивому и дл  пол рных координат управлени , но мгновенна  фаза напр жени  статораwhere the instantaneous amplitude of the phase voltage varies according to the same law (15), which is true for the polar coordinates of the control, but the instantaneous phase of the stator voltage

измен етс  по другому закону и скач- 15 составл ющей напр жени  ком измен етс  как при скачке величины требуемого момента М, так и при любом его изменении M(t) по законуvaries according to a different law and the jump-15 component varies both with a jump in the magnitude of the required moment M, as well as with any change in M (t) according to the law

f5« (U + К M)dt +f5 "(U + K M) dt +

Предлагаемый способ управлени  на пр жением статора в декартовых координатах в совокупности с введениемThe proposed method for controlling the stator strut in Cartesian coordinates in conjunction with the introduction

статора Ug., определ емой согласноstator Ug. defined according to

2020

v.,c4upa SAин Редел емои согласно выражению О9), обеспечивает регулирование мгновенной фазы напр жени  статора в динамике и регулирование фазового сдвига напр жени  статора относительно потокосцеплени  ротора. В результате достигаетс  инвариантное и безынерционное управление моментом асинхронного двигател , что повышает качество регулировани  скорости замкнутого по скорости асинхронного электропривода.v., c4upa SAin Compared with the expression O9), provides control of the instantaneous phase voltage of the stator in the dynamics and regulation of the phase shift of the stator voltage relative to the rotor flux linkage. As a result, invariant and inertialess control of the torque of the asynchronous motor is achieved, which improves the quality of speed control of the asynchronous electric drive closed in speed.

arct Еarct E

к7((со Тк м)   K7 ((with TC m)

(18)(18)

Наличие динамической составл кмцей напр жени  статораPresence of dynamic stator voltage

toltol

Фи&1Fi & 1

Аич Aich

,, dM ,, dM

б5Г b5g

(19)(nineteen)

дополнительно создает форсировку изменени  как мгновенной амплитуды напр жени  статора, так и его мгновенной фазы при любом изменении требуемого момента M(t).additionally creates a force change in both the instantaneous amplitude of the stator voltage and its instantaneous phase at any change in the required moment M (t).

Предлагаемый способ управлени  напр жением статора в декартовых координатах в совокупности с введениемThe proposed method for controlling the stator voltage in Cartesian coordinates in conjunction with the introduction

составл ющей напр жени   voltage component

статора Ug., определ емой согласноstator Ug. defined according to

v.,c4upa SAин Редел емои согласно выражению О9), обеспечивает регулирование мгновенной фазы напр жени  статора в динамике и регулирование фазового сдвига напр жени  статора относительно потокосцеплени  ротора. В результате достигаетс  инвариантное и безынерционное управление моментом асинхронного двигател , что повышает качество регулировани  скорости замкнутого по скорости асинхронного электропривода.v., c4upa SAin Compared with the expression O9), provides control of the instantaneous phase voltage of the stator in the dynamics and regulation of the phase shift of the stator voltage relative to the rotor flux linkage. As a result, invariant and inertialess control of the torque of the asynchronous motor is achieved, which improves the quality of speed control of the asynchronous electric drive closed in speed.

вat

s,s,

SoSo

г/р.Зg / r.Z

Фи9.4Fi9.4

Claims (3)

1. Способ управления асинхронным электроприводом, при котором формируют мгновенные симметричные фаз- . ные напряжения на обмотках статора асинхронного двигателя с амплитудой, частотой и фазой, зависящими от измеренной скорости вращения и двух входных воздействий, одно из которых постоянно и соответствует требуемой амплитуде потокосцепления ротора, а другое соответствует требуемому моменту, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования за счет увеличения бы'стродействия при контроле мгновенной фазы фазных напряжений на -обмотках статора, формируют мгновенные симмет-» ричные фазные напряжения на обмотках статора по зависимости1. A method of controlling an asynchronous electric drive, in which instant symmetrical phases are formed. voltage on the stator windings of an induction motor with amplitude, frequency and phase, depending on the measured rotation speed and two input influences, one of which is constant and corresponds to the required amplitude of the rotor flux linkage, and the other corresponds to the required moment, characterized in that, in order to improve the quality regulation by increasing the speed when monitoring the instant phase of phase voltages on the stator windings, form instantaneous symmetrical phase voltages on the stator windings according to time limit αΜ*(ω +К5М*)* M*)dtl - Κ4Μ*+Κ5ω кα Μ * (ω + К 5 М *) * M *) dtl - Κ 4 Μ * + Κ 5 ω к Kfo dt sin Kfo dt sin J (ω +K3M*)dt . 0 где Ug(t) - мгновенное фазное напряжение;J (ω + K 3 M *) dt. 0 where U g (t) is the instantaneous phase voltage; 4 ’four ' - постоянное управляющее воздействие, соответствующее требуемой амплитуде потокосцепления ротора;- a constant control action corresponding to the required amplitude of the rotor flux linkage; М* - управляющее воздействие, соответствующее требуемо·* му моменту;M * - control action corresponding to the required · * mu moment; G3 - измеренная скорость вращения асинхронного двигателя;G3 - measured rotation speed of an induction motor; КА6- постоянные коэффициенты, § определяемые параметрами асинхронного двигателяί t - время.To A -K 6 - constant coefficients, § determined by the parameters of the induction motor ί t - time. 2. Устройство, для управления асинхронным электроприводом, содержащее асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам автономного инвертора напряжения, соединенного управляющими входами с выходами блока преобразования координат, выполненного с управляющим входом по частоте и с первым и вторым управляющими входами по квадратурным составляющим напряжения статора, последовательно соединенные задатчик скорости, первый элемент сравнения, пропорционально-интегральный регулятор скорости и первый сумматор, датчик скорости, установленный на валу асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, подключенный выходом к объединенным между собой другим входам первого элемента сравнения и первого сумматора, блок умножения,2. A device for controlling an asynchronous electric drive, comprising a squirrel-cage induction motor, the stator windings of which are connected to the outputs of an autonomous voltage inverter connected to the control inputs with the outputs of the coordinate transformation unit, made with a control input in frequency and with the first and second control inputs in quadrature components of the stator voltage, series-connected speed controller, the first element of comparison, proportional-integral speed controller and a first adder, a speed sensor mounted on the shaft of an asynchronous motor with cage rotor connected to the output of a joint between the other inputs of the first comparison element and the first adder, multiplier unit, SU „„ 1458962 А1 первый вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регулятора скорости, а выход - с одним из входов второго элемента сравнения, подключенного другим входом к выходу задатчика начального потокосцепления ротора, второй сумматор, первый вход которого объединен с вторым входом блока умножения, с управляющим входом по частоте блока преобразования координат и подключен к выходу первого сумматора, второй вход второго сумматора через масштабный элемент подключен к выходу пропорционально-интегрального регулятора скорости, а выходы второго элемента сравнения и выход второго сумматора подключены соответственно к первому и второму управляющим входам по квадратурным составляющим напряжения статора блока преобразования координат,отличающее с я тем, что, с целью повышения качества переходных процессов за счет увеличения-быстродействия, введен элемент дифференцирования, а второй сумматор снабжен дополнительным третьим входом, подключенным к выходу элемента дифференцирования, вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регулятора скорости. . SU „„ 1458962 A1, the first input of which is connected to the output of the proportional-integral speed controller, and the output - with one of the inputs of the second comparison element connected by the other input to the output of the rotor initial linkage rotor, the second adder, the first input of which is combined with the second input of the multiplication unit , with the control input in frequency of the coordinate conversion unit and connected to the output of the first adder, the second input of the second adder through a scale element is connected to the output of the proportional-integral regulator and the speeds, and the outputs of the second comparison element and the output of the second adder are connected respectively to the first and second control inputs according to the quadrature components of the stator voltage of the coordinate transformation unit, which differs in that, in order to improve the quality of transients due to an increase in speed, an element is introduced differentiation, and the second adder is equipped with an additional third input connected to the output of the differentiation element, the input of which is connected to the output of the proportional-integral control speed speed. . 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок преобразования координат снабжен преобразователем напряжение - частота, адресным счетчиком, первым и вторым постоянными запоминающими блоками, запрограммированными соответственно по законам синуса и косинуса, блоком сумматоров и четырьмя цифроаналоговыми преобразователями, цифровые входы первого и второго из которых подключены к выходу первого постоянного запоминающего блока, аналоговые входы первого и третьего, второго и четвертого цифроаналоговых преобразователей попарно объединены между собой и образуют соответственно первый и второй управляющие входы по квадратурным составляющим напряжения статора блока преобразования координат, вход преобразователя напряжение - частота образует управляю· щий вход по частоте блока преобразования координат, а выход подключен к входу адресного счетчика, соединенно· го выходом с входами постоянных запоминающих блоков, выходы цифроанало· говых преобразователей подключен» к входам блока сумматоров, выходы кото· рого образуют выходы блока преобразо .вания координат.3. The device according to claim 2, characterized in that the coordinate conversion unit is equipped with a voltage-frequency converter, an address counter, first and second permanent memory blocks programmed according to the laws of sine and cosine, an adder block and four digital-to-analog converters, digital inputs of the first and the second of which are connected to the output of the first permanent storage unit, the analog inputs of the first and third, second and fourth digital-to-analog converters are paired the first and second control inputs respectively correspond to the quadrature components of the stator voltage of the coordinate conversion unit, the voltage-frequency converter input forms a control input by the frequency of the coordinate conversion unit, and the output is connected to the input of the address counter connected to the output with constant inputs memory blocks, the outputs of the digital-to-analog converters are connected ”to the inputs of the adder block, the outputs of which form the outputs of the coordinate transformation block.
SU843715472A 1984-03-26 1984-03-26 Method and apparatus for controlling induction electric drive SU1458962A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843715472A SU1458962A1 (en) 1984-03-26 1984-03-26 Method and apparatus for controlling induction electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843715472A SU1458962A1 (en) 1984-03-26 1984-03-26 Method and apparatus for controlling induction electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1458962A1 true SU1458962A1 (en) 1989-02-15

Family

ID=21109202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843715472A SU1458962A1 (en) 1984-03-26 1984-03-26 Method and apparatus for controlling induction electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1458962A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469459C1 (en) * 2011-10-26 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method to control electromagnetic torque and magnetic flow of ac electric machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 548220, кл. Н 02 Р 5/40, опублик. 1977. Авторское свидетельство СССР № 1046891, кл. Н 02 Р 7/42, 1981. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469459C1 (en) * 2011-10-26 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method to control electromagnetic torque and magnetic flow of ac electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1114358A3 (en) A.c. electric drive
US3805135A (en) Apparatus for field-oriented control or regulation of asynchronous machines
EP0279415B1 (en) Induction motor control apparatus
US4734633A (en) Speed control apparatus for a synchronous motor
US4277735A (en) Control apparatus for induction motor
US4028600A (en) Method and apparatus for slow speed operation of an inverter controlled rotating field machine
US4348627A (en) Induction motor controller with rapid torque response
US4001660A (en) Regulating the torque of an induction motor
US3800199A (en) Apparatus for the electric damping of oscillations in rotating field machines
US4255695A (en) Method and apparatus for control of inverter synchronous machine drive system
EP0118544A1 (en) Improved induction motor controller
US4258302A (en) Apparatus for maintaining synchronism of an inverter-synchronous machine drive system at light or zero machine loads
US4074174A (en) Controlling apparatus for asynchronous motors with wound rotor
SU1458962A1 (en) Method and apparatus for controlling induction electric drive
US4322672A (en) Electric motor control apparatus
JPS5949797B2 (en) AC machine current control method
GB1290962A (en)
EP0073839B1 (en) Control device for synchronous motor
SU1515322A1 (en) A.c. electric drive
SU1443110A1 (en) Method and device for controlling induction motor
SU879724A1 (en) Frequency-controllable electric drive
RU1820473C (en) Alternating-current drive
EP0017403A1 (en) A method of, and apparatus for, operating an induction motor
SU1010714A1 (en) Frequency-controlled electric drive
SU904174A1 (en) Frequency-controlled electric drive