SU1621135A1 - Ac electric drive - Google Patents

Ac electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1621135A1
SU1621135A1 SU894641711A SU4641711A SU1621135A1 SU 1621135 A1 SU1621135 A1 SU 1621135A1 SU 894641711 A SU894641711 A SU 894641711A SU 4641711 A SU4641711 A SU 4641711A SU 1621135 A1 SU1621135 A1 SU 1621135A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
output
dependence
slip
stator
Prior art date
Application number
SU894641711A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Макаров
Владислав Глебович Зезин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1658
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 Предприятие П/Я А-1658 filed Critical Предприятие П/Я А-1658
Priority to SU894641711A priority Critical patent/SU1621135A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1621135A1 publication Critical patent/SU1621135A1/en

Links

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в след щих приводах дл  широкодиапазонного регулировани  частоты вращени  асинхронного двигател  с частотным управлением при питании его от регулируемого источника напр жени  переменной частоты и амплитуды. Целью изобретени   вл етс  повышение динамической точности электропривода путем увеличени  точности стабилизации потокос- цеплени  во всех квадрантах механической характеристики и упрощени  настройки. Указанна  цель достигаетс  тем, что в электропривод , содержащий асинхронный двигатель 1, функциональные преобразователи 5, б, реализующие соответственно зависимость управл ющего напр жени  от частоты тока статора при холостом ходе двигател  и зависимость дополнительного управл ющего напр жени  от скольжени , введен функциональный преобразователь 9, реализующий зависимость частоты тока статора от скольжени . Это обеспечивает возможность представлени  сложной зависимости дл  амплитуды напр жени  в виде суперпозиции трех простых в реализации функций. При этом упрощаетс  настройка и повышаетс  динамическа  точность. Даны выражени  реализуемых зависимостей. 2 ил СО С о гоThe invention relates to electrical engineering and can be used in following drives for wide-range control of the frequency of rotation of an asynchronous motor with frequency control when powered from an adjustable source of variable frequency and amplitude voltage. The aim of the invention is to increase the dynamic accuracy of the electric drive by increasing the accuracy of stabilizing the flow coupling in all quadrants of the mechanical characteristic and simplifying the tuning. This goal is achieved by the fact that an electric drive containing an asynchronous motor 1, functional converters 5, b, respectively, realizing the dependence of the control voltage on the stator current frequency when the engine is idling and the dependence of the additional control voltage on slip, is introduced realizes the dependence of the stator current frequency on the slip. This makes it possible to represent a complex dependence for the voltage amplitude as a superposition of three simple functions in realization. This simplifies tuning and increases dynamic accuracy. Expressions of implemented dependencies are given. 2 silt SO From about

Description

4343

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к управл ющему электроприводу , и может быть использовано в след щих приводах дл  широкодиапазон- ного регулировани  частоты вращени  асинхронного двигател  с частотным управлением при питании его от регулируемого источника напр жени  переменной частоты и амплитуды.The invention relates to electrical engineering, namely to a control electric drive, and can be used in following drives for wide-range control of the frequency of rotation of an asynchronous motor with frequency control when powered from an adjustable source of variable frequency voltage and amplitude.

Целью изобретени   вл етс  повышение динамической точности путем увеличени  точности стабилизации потокосцеплени  во всех квадрантах механической характеристики и упрощение настройки.The aim of the invention is to increase the dynamic accuracy by increasing the accuracy of stabilizing the flux linkage in all quadrants of the mechanical characteristic and simplifying the tuning.

На фиг.1 представлена функциональна  схема электропривода переменного тока; на фиг.2 - зависимости напр жений от частоты и скольжени .Figure 1 shows the functional diagram of the AC drive; Fig. 2 shows the stress versus frequency and slip dependencies.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1 (фиг.1),за- датчик 2 момента, датчик 3 частоты вращени  вала двигател  1, первый сумматор А, первый функциональный преобразователь 5, регулирующий в режиме стабилизации потокосцеплени  двигател  зависимость управл ющего напр жени  от частоты тока статора при холостом ходе двигател , второй функциональный преобразо- ватель 6, реализующий в режиме стабилизации потокосцеплени  двигател  зависимость дополнительного управл ющего напр жени  от скольжени  и соединенный входом с выходом задатчика 2 момента, второй сумматор 7, соединенный входами с выходами функциональных преобразователей 5, 6, регулируемый по частоте и амплитуде источник 8 напр жени , соединенный управл ющими входами с выходами сумматоров 4, 7, а выходами - с обмотками статора асинхронного двигател  1.The AC drive contains an asynchronous motor 1 (Fig. 1), a torque sensor 2, a sensor 3 for the rotation speed of the motor shaft 1, a first adder A, a first functional converter 5 that regulates the dependence of the control voltage on the current frequency the stator when the engine is idling, the second functional converter 6, which implements in the stabilization mode of the engine's motor coupling, the dependence of the additional control voltage on the slip and connected by the input with the output of the setpoint generator 2, the second adder 7, connected by inputs to the outputs of functional converters 5, 6, the voltage source 8 regulated in frequency and amplitude, connected by control inputs to the outputs of adders 4, 7, and the outputs to the stator windings of an asynchronous motor 1 .

В электропривод переменного тока введены третий функциональный преобразователь 9, реализующий зависимость смещени  частоты тока статора от скольжени  и соединенный входом с выходом задатчика 2 момента, и третий сумматор 10, соединенный входами с выходом функционального преобразовател  9 и выходом сумматора 4, а выходом - с входом функционального преобразовател  5.A third functional converter 9 is implemented in the AC drive, realizing the dependence of the stator current frequency offset on the slip and connected to the output of the torque setting device 2, and the third adder 10 connected to the output of the functional converter 9 and the output of the adder 4, and the output to the functional input converter 5.

Функциональные преобразователи 5, 6, 9 реализуют соответственно зависимостиFunctional converters 5, 6, 9 implement respectively dependencies

U1 (a)s ) - фРТГ) 2 + ( a iplj2 - .U1 (a) s) - frtg) 2 + (a iplj2 -.

U2() RslsOr)x /ЧU2 () RslsOr) x / h

(wl) lsOr)Aws (ftjr)(wl) lsOr) Aws (ftjr)

г л g l

10ten

Rsls(QJr))s(). ls(ojr)lRsls (QJr)) s (). ls (ojr) l

уat

где Ui, U2, Aros - сигналы на выходах соответствующих преобразователей;where Ui, U2, Aros are the signals at the outputs of the corresponding transducers;

Is, ty s - модули векторов тока и потокос- цеплени  статора;Is, ty s are the moduli of the current and current splicing vectors;

los, - модуль тока и потокосцеплени  статора при холостом ходе двигател ;los, is the current and flux linkage module of the stator when the engine is idling;

о)3 , - частота тока статора и скольo) 3, - frequency of the stator current and how

жени .wives

Выражени  дл  U2 (сог ) и (о)г ) могут быть представлены в видеExpressions for U2 (coz) and (o) d) can be represented as

и2(а,) К«М11±ЈШ,II2 (a,) K "M11 ± ЈШ,

Ao() Re ieilSuMix,Ao () Re ieilSuMix,

(Vs)(Vs)

где lxs, IYS, if -ipfy - компоненты соответственно векторов тока и потокосцеплени  статора во вращающейс  пр моугольной системе координат X, Y, св занной осью X с выбранным дл  реализации привода одним из векторов: потокосцеплени  статора s , потокосцеплени  ротора i/fr , магнитногоwhere lxs, IYS, if -ipfy are the components of the current and stator flux linkage vectors in the rotating rectangular coordinate system X, Y, connected by the X axis with one of the vectors for the drive realization: the flux linkage of the stator s, the flux linkage of the i / fr rotor, magnetic

потока р в воздушном зазоре двигател .flow p in the air gap of the engine.

Модули векторов тока и потокосцеплени  статора и их компоненты в ос х X, Y однозначно определ ютс  по известным выражени м в зависимости от параметров двигател  и выбранного режима стабилизации потокосцеплени . Модули тока и потокосцеплени  статора при холостом ходе двигател  определ ютс  при условииThe modules of the current and flux linkages of the stator and their components in axes X, Y are uniquely determined by known expressions depending on the parameters of the motor and the chosen mode of stabilizing flux linkage. The stator current and flux linkages when the engine is idling are determined under the condition

Ш о 0.W o 0.

Особенностью рассматриваемого электропривода  вл етс  то, что известные сложные функциональные зависимости дл  амплитуды напр жени  асинхронного двигател  от частоты и скольжени  реа- лизуютс  в виде суперпозиции трех функций Ui( ws), Ua( шг) () с помощью соответствующих функциональных преобразователей. Така  возможность следует из графоаналитического метода определени  указанных функций, согласно которому дл  какого-либо выбранного дл  реализации привода посто нного по- токосцеплени  двигател  рассчитываетс  и строитьс  графически в плоскости USlA specific feature of the electric drive under consideration is that the known complex functional dependences for the amplitude of the voltage of an induction motor on frequency and slip are implemented as a superposition of the three functions Ui (ws), Ua (wg) () using the appropriate functional transducers. This possibility follows from the graphic-analytical method for determining the indicated functions, according to which for any DC motor-drive device selected for realization, the engine is calculated and plotted in the USl plane.

CDS семейство параметрических характеристик U ( ш5 ,м ), в которых в качестве параметра прин то скольжение двигател CDS is a family of parametric characteristics U (w5, m) in which engine slip is taken as a parameter

ш 0 ,ш Г1 , ... и т.д., а в качестве аргумента - частота о)s. Как следует из фиг.2, всеw 0, w G1, ..., etc., and as an argument, the frequency o) s. As follows from figure 2, all

параметрические характеристики U (о)s , а)) имеют почти одинаковую зависимость относительно новой системы координат, совмещенной с вешинами (точками минимума) этих характеристик, в том числе и с характеристикой холостого хода U( шs , о ), котора  смещаетс  в зависимости от скольжени  т относительно начала координат по частоте наThe parametric characteristics U (o) s, a)) have almost the same dependence with respect to the new coordinate system, combined with the vertices (minimum points) of these characteristics, including the idling characteristic U (ws, o), which is shifted depending on slip t relative to the origin of frequency

величину Д мs ( а) ) и по амплитуде на величину U2(wf). Дл  множества всех возможных значений скольжени  ш строитс  графически в плоскости UaftA функци  1)2() реализуема  функциональным преобразователем 6, и в плоскости &ws(a)r}the value of D ms (a)) and amplitude by the value of U2 (wf). For a set of all possible slip values, w is plotted graphically in the plane UaftA, the function 1) 2 () is realized by the functional converter 6, and in the plane & ws (a) r}

функци  (), реализуема  функциональным преобразователем 9. Функци function (), realizable by functional converter 9. Functions

Ui(ftJs),  вл етс  уравнением характеристики амплитуды напр жени  от частоты при нулевом скольжении двигател  и совмещенной с вершиной этой характеристики системе координат .Ui (ftJs), is an equation of the voltage amplitude characteristic versus frequency at zero motor slip and a coordinate system aligned with the top of this characteristic.

Примерный вид функций дан на фиг.1 в обозначени х соответствующих функциональных преобразователей. В результате аппроксимации их кусочнолинейными зависимост ми преобразователи могут быть реализованы схемотехнически в виде устройств выделени  модул  с зоной нечувствительности {функции Ui(ws), 1)2 ( о)г )иввидеAn exemplary view of the functions is given in FIG. 1 in the designations of the respective functional transducers. As a result of their approximation by piece-line dependencies, the transducers can be implemented in circuit form as a device for allocating a module with a dead zone {function Ui (ws), 1) 2 (o) d) and

усилител -ограничител  (функци  Д ы s ( ш )).amplifier limiter (function D s s (w)).

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

Сигнал, пропорциональный скольжениюProportional slip signal

шг, с выхода задатчика 2 момента поступает на вход сумматора 4, где суммируетс  с сигналом, пропорциональным частоте вращени  вала двигател  1, поступающего с выхода датчика 3 частоты вращени . С выхода сумматора 4 сигнал , пропорциональный частоте ft)s, поступает на вход по частоте регулируемого по частоте и амплитуде источника 8 напр жени . С выхода задатчика 2 момента сигнал, пропорциональный скольжению ш , поступаетWG, from the output of the setpoint 2, is fed to the input of the adder 4, where it is summed with a signal proportional to the rotational speed of the shaft of the engine 1, coming from the output of the rotational speed sensor 3. From the output of the adder 4, a signal proportional to the frequency ft) s is fed to the input at the frequency of the voltage source 8 which is adjustable in frequency and amplitude. From the output of the setting device 2 of the moment the signal is proportional to the slip w, comes

10ten

1515

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

также на вход функционального преобразовател  9, который вычисл ет сигнал смещени  по частоте Aws(wr) . С выхода функционального преобразовател  9 сигнал поступает на вход сумматора 10, на второй вход которого с выхода сумматора 4 поступает сигнал, пропорциональный задаваемой частоте ш5 . С выхода сумматора 10 сигналalso to the input of the function converter 9, which calculates the frequency offset signal Aws (wr). From the output of the functional Converter 9, the signal is fed to the input of the adder 10, the second input of which from the output of the adder 4 receives a signal proportional to the specified frequency w5. From the output of the adder 10 signal

( + Д .( ш г ) ) поступает на вход функционального преобразовател  5, который вычисл ет напр жение Ui( ш5 ) в зависимости от частоты с учетом смещени  ее на величину ( а)г ) . С выхода задатчика 2 момента сигнал, пропорциональный скольжению, поступает на вход функционального преобразовател  б, который вырабатывает сигнал, пропорциональный величине смещени  по(+ D. (Wg)) is fed to the input of the functional converter 5, which calculates the voltage Ui (w5) depending on the frequency, taking into account its displacement by the value of (a) d). From the output of the setpoint generator 2, a signal proportional to the slip is fed to the input of the functional converter b, which produces a signal proportional to the magnitude of the displacement along

амплитуде 1)2(мг). С выхода функционального преобразовател  6 сигнал поступает на вход сумматора 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода функционального преобразовател  5. благодар  чему обеспечиваетс  смещение по амплитуде вamplitude 1) 2 (mg). From the output of the functional converter 6, the signal is fed to the input of the adder 7, the second input of which receives a signal from the output of the functional converter 5. Due to this, the amplitude shift in

плоскости Ui ш5 характеристики холостогоplane Ui sh5 idle characteristics

хода Ui(). С выхода сумматора 7 сигнал, пропорциональный амплитуде напр жени  двигател , поступает на вход по амплитуде регулируемого по частоте и амплитуде источника 8 напр жени ,соединенного выходами с обмотками статора асинхронного двигател  1. Подстройка функционального преобразовател  5 под конкретный двигатель осуществл етс  в режиме холостого хода . Подстройка функционального преобразовател  9 путем регулировки его коэффициента передачи производитс  в режимах разгона и торможени  привода с обеспечением равенства амплитуды тока в режиме разгона при соответствующей скорости амплитуде тока в режиме торможени . Подстройка функционального преобразовател  6 в режиме посто нства магнитного потока осуществл етс  при регулировке его коэффициента передачи до обеспечени  равенства амплитуд тока двигател  на всем участке разгона и торможени .the move ui (). From the output of the adder 7, a signal proportional to the amplitude of the motor voltage is input to the amplitude of the frequency and amplitude adjustable voltage source 8 connected by the outputs to the stator windings of the induction motor 1. The adjustment of the functional converter 5 for a specific engine is carried out in idling mode. The adjustment of the functional converter 9 by adjusting its transmission coefficient is performed in the acceleration and deceleration modes of the drive, ensuring that the current amplitude is equal in the acceleration mode at the corresponding speed and the amplitude of the current in the deceleration mode. The adjustment of the functional converter 6 in the mode of constant magnetic flux is carried out by adjusting its transmission coefficient to ensure that the amplitudes of the motor current are equal throughout the acceleration and deceleration part.

В электроприводе обеспечиваетс  высока  точность стабилизации выбранного дл  его реализации какого-либо потокос- цеплени  двигател  во всех квадрантах механической характеристики, в том числе и при малых частотах вращени , простоту выполнени  и подстройки функциональных преобразователей под конкретный двигатель , благодар  чему в сравнении с известным решением повышаетс  динамическа  точностьIn the electric drive, a high accuracy of stabilization of the engine for the implementation of any flow coupling in all quadrants of the mechanical characteristic, including at low frequencies of rotation, is provided, simplicity of execution and adjustment of the functional converters for a specific engine, due to which, in comparison with the known solution, increases dynamic accuracy

Claims (1)

Формула изобретени  Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с коротко- замкнутым ротором, задатчик момента, датчик частоты вращени  вала двигател , первый сумматор, соединенный входами с выходом задатчика момента и выходом датчика частоты вращени , первый функциональный преобразователь дл  реализации зависимости управл ющего напр жени  от частоты тока статора при холостом ходе двигател , второй функциональный преобразователь дл  реализации зависимости дополнительного управл ющего напр жени  от скольжени  и соединенный входом с выходом задатчика момента, второй сумматор, соединенный входами с выходами первого и второго функциональных преобразователей, регулируемый по частоте и амплитуде источник напр жени , соединенный управл ющи ми входами с выходами первого и второго сумматоров, а выходами - с обмотками статора асинхронного двигател , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  динамической точности путем увеличени  точности стабилизации потокосцеплени  во всех квадрантах механической характеристики и упрощени  настройки, введены третий функциональный преобразователь дл  реализации зависимости смещени  частоты тока статора от скольжени , соединенный входом с выходом задатчика момента, и третий сумматор, соединенный входами с выходом третьего функционального преобразовател  и выходом первого сумматора, а выхо- дом - с входом первого функционального преобразовател , при этом первый, второй и третий функциональные преобразователи реализуют соответственно зависимостиAC drive comprising an asynchronous motor with a short-circuited rotor, a torque generator, a motor shaft speed sensor, a first adder connected by inputs to the torque master output and a frequency sensor output, the first function converter for implementing the control voltage dependence on frequency of the stator current when the engine is idling, the second functional converter for implementing the dependence of the additional control voltage on the slip and a second adder connected by an input to an output of a torque master, connected by inputs to the outputs of the first and second function converters, a voltage source controlled by frequency and amplitude, connected by control inputs to the outputs of the first and second adders, and outputs to the asynchronous stator windings engine, characterized in that, in order to increase the dynamic accuracy by increasing the accuracy of stabilizing the flux linkage in all quadrants of the mechanical characteristic and simplifying the tuning, The third functional converter for implementing the dependence of the frequency offset of the stator current on the slip, connected by an input to the output of the torque converter, and a third adder, connected by inputs to the output of the third functional converter and the output of the first adder, and the output to the first functional converter, while the first, second and third functional converters implement, respectively, dependencies Ui(ws) V(RslS) +(S)zВ S I SUi (ws) V (RslS) + (S) zB S I S К I о , K I oh, U2() RslsOr)xU2 () RslsOr) x Л L ), |SOr) AftjsOr) ), | SOr) AftjsOr) 2020 - Rsls(QJr)(ftJr). I8()- Rsls (QJr) (ftJr). I8 () ysys где Ui, 1)2, - сигналы на выходах со- ответствующих преобразователей;where Ui, 1) 2, are the signals at the outputs of the corresponding transducers; Rs - активное сопротивление статора;Rs - stator resistance; los, V° модули тока и потокосцеплени  статора при холостом ходе двигател :los, V ° stator current-coupling and current-linkage modules when the engine is idling: 30thirty a)s , - частоты тока статора и скольжени ;a) s, - stator current and slip frequency; |S ,;, S| S,;, S I , - модули векторов тока и потокосцеплени  статора.I, are the modules of the current vector and stator flux linkage. U(wf,U (wf, Смещение характеристи,ni , ч .Offset characteristic, ni, h ,IKU /, IKU / // ч .h / /
SU894641711A 1989-01-26 1989-01-26 Ac electric drive SU1621135A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894641711A SU1621135A1 (en) 1989-01-26 1989-01-26 Ac electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894641711A SU1621135A1 (en) 1989-01-26 1989-01-26 Ac electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1621135A1 true SU1621135A1 (en) 1991-01-15

Family

ID=21424783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894641711A SU1621135A1 (en) 1989-01-26 1989-01-26 Ac electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1621135A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигател ми. М : Энергоиз- дат, 1982, с. 182,185. Эксплуатационна документаци системы управлени асинхронными электрическими машинами (система Скольз щий привод). СФРЮ, Энергоинвест, Институт автоматики и вычислительных наук, СССР, Институт проблем управлени ИАТ, Всесоз- ный научно-исследовательский институт системных исследований ВНИИСИ, Сараево 1978, с. 12, 13,40,42. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5701065A (en) Method and apparatus for controlling synchronous motor
SU1114358A3 (en) A.c. electric drive
US20040007995A1 (en) Vector control system for permanent magnet sychronous machines using an open-loop parameter observer
EP0082303B1 (en) Method and apparatus for controlling induction motor
US5408169A (en) Device for controlling an asynchronous motor
US4008425A (en) Motor servo system with multiplier means to drive and servo the motor
US6255798B1 (en) Control apparatus for electric vehicle
ATE339803T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A ROTOR ANGLE SPEED OF A ENCODERLESS, FIELD-ORIENTED ROTARY FIELD MACHINE
US6566829B1 (en) Method and apparatus for torque control of a machine
EP0049241B1 (en) Method and apparatus for controlling an ac induction motor
SU1621135A1 (en) Ac electric drive
JPH10229687A (en) Variable speed controller of induction motor
US4752725A (en) Control apparatus for three-phase induction motor
JP2002233198A (en) Motor drive circuit
Kubota et al. Simultaneous estimation of speed and rotor resistance of field oriented induction motor without rotational transducers
SU1458962A1 (en) Method and apparatus for controlling induction electric drive
RU2101846C1 (en) Ac electric drive
SU836750A1 (en) Ac electric drive
JPS626878Y2 (en)
SU1767638A1 (en) Gate electric motor
JP3683371B2 (en) Permanent magnet type synchronous motor speed control method
SU1510060A1 (en) Thyratron electric drive
RU1833828C (en) Servo electric drive
SU782114A1 (en) Electric drive
SU1443110A1 (en) Method and device for controlling induction motor