SU1529394A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при разработке электропривода на базе синхронных двигателей. Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  частоты вращени  и повышение равномерности в области низких частот. Электропривод содержит синхронный электродвигатель 1, силовые фазные обмотки которого подключены к усилител м тока 6, 7, входы которых подключены к выходам блока пр мого преобразовани  координат 10. В электроприводе использован блок выделени  ЭДС 14, а двигатель снабжен измерительными обмотками 15,16 и дополнительными ортогональными обмотками 23 и 24, которые подключены к фазным выпр мител м 18,19. В электроприводе осуществл етс  высококачественное формирование опорных сигналов, что обуславливает более точное определение положени  ротора и формирование сигнала задани  тока на низкой частоте вращени . В электроприводе обеспечиваетс  высококачественное формирование опорных гармонических функций без использовани  датчика положени  ротора и тахогенератора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротенике и может быть использовано при разработке электроприводов на базе синхронных двигателей.

Цель предложени  - расширение диапазона регулировани  частоты вращени  и повышешае равномерности в об-; |ласти низких частот вращени .

На чертеже приведена блок-схема электропривода.

Электропривод содержит синхронный электродвигат(гль 1, силовые фазные обмотки 2 и 3 которого подключены к выходам усилителей 4 и 5 тока, сое- гавленных из силовых частей 6 и 7 л фазных датчиков 8 и 9- тока. Входы (Усилителей 4 и 5 тока подключены к выходам блока 10 пр мого преобразовани  координат, вход задани  кото- ого подключен к блоку 11 задани . Тервые входы фазных апериодических звеньев 12 и 13 подключены к выходам блока 14 вьщелени  фазных ЭДС, к входам которого подключены фазные измерительные обмотки 15 и 16 синхронного электродвигател  1. Электропривод снабжен источником 17 переменного напр жени  с выходной обмоткой , фазными фазированными выпр ми- тел ми 18 и 19, каждый из которых имеет сигнальный и опорный входы и выход. Электропривод снабжен также координатным преобразователем 20 с фазными входа1У1и и выходами, блоком 21 компенсации с фазными сигнальными и компенсирующими входами и выходами, блоком 22 нормировани  с фазными входами и выходами. Блок 14 выделени  фазных ЭДС снабжен компенсирующими фазными входами. Синхронный электродвигатель 1 снабжен дву- м  ортогональными обмотками 23 и 24 1определени  углового положени  рото- 1ра 25, повернутыми относительно фаз- |Ных обмоток 2 и 3 синхронного элект- |родвигател  1 на угол 45 и состо щи ми из полуобмоток, расположенных ди- ;аметрально противоположно в статоре 26 синхронного электродвигател  1. Средние точки ортогональных обмоток .23 и 24 подключены к сигнальным вхо;дам соответствующих фазных фазиро- |ванных выпр мителей 18 и 19, к опор- :ным входам которых подключены в ыход- на  обмотка источника 17 переменного ;напр жени , подключенна  также к I крайним точкам ортогональных обмоток :23 и 24 определени  углового положе

д 5

5

0

5

0

ни  ротора 25. Выходы соответствующих фазных фазированных выпр мителей 18 и 19 подключены к фазным входам координатного преобразовател  20, фазные выходы которого подключены к соответствующим фазным сигнальным входам блока 21 компенсации, фазные выходы которого подключены к вторым входам фазных апериодических звеньев 12 и 13, выходы которых подключены к соответствующим фазным входам блока 22 нормировани , фазные выходы которого подключены к соответствующим входам опорных гармонических функций блока 10 пр мого преобразовани  координат. Выходы фазных датчиков 8 и 9 тока подключены к соединенным вместе соответствующим фазным компенсирующим входам блока 14 выделени  фазных ЭДС и блока 21 компенсации.

Электропривод работает следующим образом.

В электроприводе организовано частотно-токовое моментное управление синхронным электродвигателем. Управление моментом производитс  по сигналу задани  UQ, формируемому в блоке 11 задани  .

Сигнал U(3 в блоке 10 пр мого пре-: образовани  координат перемножаетс  на так называемые опорные гармонические функции cosp(x,,apry- ментом которых  вл етс  угол положени  вала синхронного двигател . Выходные сигналы блока 10 пр мого преобразовани  координат, сформированные в соответствии с выражени ми

U, q -UQ; sinppi; U;g UQ.cospci , где p - число пар полюсов, синхронного электродвигател : 1; oi - угол поворота его вала, поступают на входы усилителей 4 и 5 тока. Соответственно, выходные токи усилителей 4 и 5 тока,  вл ющиес  фазными токами синхронного электродвигател  1, пропорциональны сигналам и и.;. При этом момент двигател  пропорционален сигналу UQ.

Дл  формировани  опорных гармонических функций в эле.ктроприводе используютс  сигналы UK, U(j ортогональных обмоток 23 и 24 определени  углового положени  ротора и сигналы фазных измерительных обмоток 15 и 16. Обмотки 23 и 24 представл ют собой встроенный индуктивный датчик положени  ротора 25 синхронного электродвигател  1. Полуобмотки обмоток 23 и

24намотаны в отверсти х спинки  кор , по которой замыкаетс  магнитный поток синхронного электродвигател  1, Индуктивности этих полуобмоток завис т от степени намагниченности материала спинки  кор , расположенного вокруг отверстий, и которых эти полуобмотки намотаны. Степень намагниченности , в свою очередь, определ - етс  положением вектора магнитного потока синхронного электродвигател 

1. Положение же вектора магнитного потока определ етс  положением индуктора , расположенного на роторе

25электродвигател  1. Встроенный датчик положени , состо щий из обмоток 23 и 24, работает на переменном токе. Дл  этого на крайние точки обмоток подаетс  переменное напр жение с выходной обмотки источника- 17 переменного напр жени . Информаци  об угловом положении ротора 25 содержитс  в огибающих переменных напр жений - У и Uu,,

снимаемых со средних точек обмоток 23 и 24. Вьщеление этих огибающих производитс  с помощью фазных фазиро- ванньгх выпр мителей 18 и 19. На сигнальные входы этих вьшр мителей подаютс  напр жени  U|i средних точек обмоток 23 и 24, а на опорные входы- напр жение выходной обмотки источника 17 переменного напр жени . Выходные сигналы ифвх и U( 81J фазных фазированных выпр мителей . 1 а и 1У поступают на координатный преобразователь 20, в котором по известным правилам осуществл етс  приведение этих сигналов к ос м силовых фазных обмоток 2 и 3. Поворот осей обмоток 23 и 24 встроенного датчика углового положени  ротора относительно осей силовых фазных обмоток 2 и 3 синхронного элек- тродвигател  на 45 осуществлен с целью ослаблени  вли ни  на работу встроенного датчика положени  ротора 25 магнитного потока реакции  кор , обусловленного токами силовых фазных обмоток 2 и 3, Степень этого вли ни  при таком взаимном расположении обмоток минимальна. Выходные сигналы блока разворота U и Ugp поступают на входы блока компенсации. С целью

дальнейшего уменьшени  вли ни  магнитного потока на работу встроенного датчика положени  ротора в блоке 21 компенсации осуществл етс  компенса-- : ци  искажений, внесенных в сигналы

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

этого датчика магнитным потоком реакции  кор . Компенсаци  осуществл - :етс  с использованием сигналов фазных датчиков 8 и 9, поскольку фазные составл ющие потока реакции  кор  пропорциональны токам силовых фазных обмоток 2 и 3, Выходные сигналы блока 21 компенсации с целью их фильтрации поступают на вторые входы фазных апериодических звеньев 12 и 13. На первые входы этих звеньев поступают выходные сигналы блока 14 выделени  фазных ЭДС. В данном электроприводе с помощью фазных апериодических звеньев 12 и 13 осуществл етс  безынерционна  фильтраци  сигналов. Дл  этого на входе каждого апериодического звена производитс  сложение сигнала блока 21 компенсации, пропорционального соответствующему фазному потокосцеплению, с сигналом, соответствующим фазной ЭДС,  вл ющейс  производной фазного потокосцештени . Соотношени  между этими сигналами и величина посто нной времени а перио- дического звена 12 (13) выбраны таким образом, чтобы была обеспечена хороша  фильтраци  сигналов фазных апериодических звеньев 12, 13 и при этом в них не было внесено фазового запаздывани . Формирование сигналов фазных ЗДС в блоке 14 выделени  фазных ЭДС производитс  методом IZ-ком- пенсации с использованием сигналов фазных датчиков 8 и 9 тока.

Выходные сигналы фазных апериодических звеньев подвергаютс  нормированию в блоке 22 нормировани , в котором формируютс  опорные гармонические функции sinpcsi, cospoi нормированной единичной амплитуды. Блок нормировани  может работать, например , по принципу автоматической регулировки усилени  его трактов прохождени  сигналов. Выходные сигналы блока 22 нормировани  поступают на входы опорных гармонических функций блока 10 пр мого преобразовани  координат.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе обеспечено высококачественное формирование опорных гармонических функций без применени  на валу двигател  традиционных датчика углового положени  и тахогенератора, что позвол ет нар ду с повьшением качества регулировани  во всем диапазоне скоростей, включа  нулевую.

расширить область применени  электропривода .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   I Электропривод, содержащий синхрон- ый электродвигатель, силовые фазные обмотки которого подключены к выходам усилителей тока с дЬтчиками фаз-  ого тока в цепи обратной св зи, вхо- которых подключены к выходам блока пр мого преобразовани  координат, вход задани  которого подключен к блоку задани , а входы опорных гармонических функций св заны с фазньми апериодическими звень ми, причем их первые входы подключены к выходам блока выделени  фазных ЭДС, к входам

   которого подключены фазные измеритель-.

    ые обмотки синхронного электродвигател , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  частоты вращени  и повы- пени  равномерности в области низких частот вршцени , в него введены источник переменного напр жени  с выходной обмоткой, фазные фазированные зыпр мители с сигнальным и опорным входами, координатный преобразователь с фазными входами и выходами, блок компенсации с фазными сигнальными и компенсирующими входами и выходами , блок нормировани  с фазными входами и выходами, блок вьщелени  разных ЭДС снабжен компенсирующими 4 азными входами, а синхронный элект

   5

   0

   5

   родвигатель снабжен двум  соединенными между собой параллельно ортогональными обмотками определени  углового положени  ротора, сдвинутыми относительно фазных обмоток синхронного электродвигател  на угол , кажда  ортогональна  обмотка составлена из двух диаметрально расположенных и соединенных между собой полуобмоток , средние точки ортогональных обмоток подключены к сигнальным входам соответствующих фазных фазированных выпр мителей, к опорным входам которых подключена выходна  обмотка источника переменного напр жени , подключенна  к точкам соединени  ортогональных обмоток определени  углового положени  ротора, выходы со- ответствунщих фазньпс фазированных выпр мителей подключены к фазным входам координатного преобразовани , ,фазные выходы которого подключены к соответствующим фазным сигнальным входам блока компенсации, фазные выходы которого подключены к вторьш входам фазных апериодических звеньев , выходы которых подключены к соответствующим фазным входам блока нормировани , фазные выходы которого подключены к соответствукщим входам опорных гармонических функций блока пр мого преобразовани  координат, а выходы фазных датчиков тока подключены к соответствующим фазным компенсирующим входам блока вьщелени  фазных ЭДС и блока компенсации.