SU1700738A1 - Frequency-regulated electric motor - Google Patents

Frequency-regulated electric motor Download PDF

Info

Publication number
SU1700738A1
SU1700738A1 SU894706330A SU4706330A SU1700738A1 SU 1700738 A1 SU1700738 A1 SU 1700738A1 SU 894706330 A SU894706330 A SU 894706330A SU 4706330 A SU4706330 A SU 4706330A SU 1700738 A1 SU1700738 A1 SU 1700738A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
frequency
input
converter
output
Prior art date
Application number
SU894706330A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Алексеев
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Росавтоматстром"
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 Научно-производственное объединение "Росавтоматстром" filed Critical Научно-производственное объединение "Росавтоматстром"
Priority to SU894706330A priority Critical patent/SU1700738A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1700738A1 publication Critical patent/SU1700738A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

(21)i(706330/07(21) i (706330/07

(22)14.06.89(22) 06/14/89

(46) 23.12.91. Бюл. (Т 47 (70 Научно-производственное объединение Росавтоматстром (72) С.И.Алексеев(46) 12/23/91. Bul (T 47 (70 Scientific and Production Association Rosavtomatstrom (72) S.I. Alekseev

(53)621.313-333(088.8)(53) 621.313-333 (088.8)

(56)Автооскоэ свидетельстпо СССР if 1309247, кп, Н 02 Р 7/42, 1987.(56) Avtooskoe testimony of the USSR if 1309247, cn, H 02 R 7/42, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1325656. кл. Н 02 Р 7/42, 1987.USSR Author's Certificate number 1325656. cl. H 02 R 7/42, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1264289, кл. И 02 Р 7/42, 1986.USSR Author's Certificate No. 1264289, cl. And 02 P 7/42, 1986.

(54)ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД(54) FREQUENCY-ADJUSTABLE ELECTRIC DRIVE

(57)Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к частотно-регулируемым электроприводам, и предназначено дл  использовани  в системах и механизмах общепромышленного назначени  с высокими требовани ми по надежности и точности стабилизации частоты вращени . Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности. Указанна  мепь достигаетс  -ем, о блок 15 управлени  инвертором дополнительно снабжен перемножителем 2k напр жений, развертывающим преобразователем 25 напр жений и синусными преобразовател ми 26-28 нгпр женчй. При этом отсутствует система управлени  выпр митеп м 3 и упрощаетс  управление инвертором 5 в преобразователе частоты 2 в сравнении с известным решением. 6 ил(57) The invention relates to electrical engineering, namely, variable frequency drives, and is intended for use in general industrial systems and mechanisms with high demands on reliability and accuracy of rotation frequency stabilization. The purpose of the invention is to simplify and increase reliability. This circuit is reached by the th, the inverter control unit 15 is additionally equipped with a voltage multiplier 2k, a voltage sweep converter 25 and a sinus converter 26-28 ng. There is no rectifier control system m 3 and the control of the inverter 5 in the frequency converter 2 is simplified in comparison with the known solution. 6 yl

га %ha%

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к частотно-регулируемым электроприволам, и предназначено дл  использовани  в системах и механизмах общепромышленного назначени  с высокими требовани ми по надежности и точности стабилизации частоты вращени .The invention relates to electrical engineering, in particular, to frequency-controlled electric drives, and is intended for use in systems and mechanisms for general industrial designation with high requirements for reliability and accuracy of rotation frequency stabilization.

Цель изобретени  - упрощение и повышение ч .оежности.The purpose of the invention is to simplify and increase h.

На Лиг, 1 представлена функциональна  схема частотно-регулиоуемого электропривода; на йиг. 2 - схема блока упозвлени  инвестором; на фиг, 3 - схема развеотывающего преобразовател  напр жений; на фиг. k - диаграмма работы синусного преобразовател  напр жени ; на фиг. 5 диаграмме работы развертывающего преобразовател  напр жени ; на фиг. 6 - диаграмма работы электропривода.At Lig, 1, a functional diagram of a frequency-controlled electric drive is presented; on yig. 2 - investor unit management scheme; Fig. 3 is a schematic of a power converter; in fig. k is a diagram of the operation of a sinus voltage converter; in fig. 5 diagram of the operation of the voltage sweep; in fig. 6 - diagram of the drive.

Частотно-регулируемый электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 (см. Фиг. 1), подключенный статорными обмотками к выходам преобразовател  иастоты 2, выполненного из последовательно соединенных неуправл емого выпр мител  3, С-фильт- ра 4 и инвертора 5. датчик 6 напр жени  статора, датчик 7 частоты напр жени  статора, тахогенератор 8, установленный на валу асинхронного электродвигател  1 . регул тор напр жени  9, регул тор скольжени  10. три сумматора 11-13,блок 14 задани  частоты вращени  и блок 15 управлени  инвертором . Блок 5 управлени  инверторомThe frequency-controlled electric drive contains an asynchronous motor 1 (see Fig. 1) connected by stator windings to the outputs of a speed converter 2 made of a series-connected uncontrolled rectifier 3, C-filter 4 and inverter 5. stator voltage sensor 6 , sensor 7 of the stator voltage frequency, tachogenerator 8, mounted on the shaft of the asynchronous motor 1. voltage regulator 9, slip regulator 10. three adders 11-13, a rotation speed setting unit 14 and an inverter control unit 15. Inverter control unit 5

П-и &P &

СОWITH

ыs

выполнен с преобразователем 16 (см. фиг. 2) напр жейие-частота, делителе частоты 17, преобразователем 18 фаз трем  интеграторами , широтно- импульсным модул тором 22 и формирователем импульсов 23, выходы которого образуют выходы блока 15 управлени  инвертором. Входы первого сумматора 11 подключены к выходам дачиков 6, 7 напр жени  статора и частоты напр жени  статора, а выход сумматора 11 соединен с входом регул тора напр жени  9. Входы второго сумматора 12 подключены к выходу блока 14 задани  частоты вращени  и выходу третьего сумматора 13, соединенного входами с выходами датчика 7 частоты напр жени  статора и тахогене- ратора 8. Выход сумматора 12 соединен с входом регул тора скольжени  10, выход которого подключен к входу преобразовател  16 напр жение-частота , соединенного через делитель частоты 17 с входом преобразовател  18 фаз. Первые три входа формировател  импульсов 23 подключены к выходам широтно-импульсного модул тора 22, а четвертый вход - к соответствующему выходу преобразовател  фаз 18. Блок 15 управлени  инвертором дополнительно снабжен аналоговым перемножителем 2k напр жений, развертывающим преобразователем 25 напр жений и трем  синусными преобразовател ми 26-28 напр жений. Входы аналогового перемножител  24 напр жений подключены к выходам регул торов 9, 10 напр жени  и скольжени . Выход перемножител  24 подключен к первому входу развертывающего преобразовател  25 напр жений, второй вход которого подключен к выходу делител  чстоты 17. Три других выхода преобразовател  фаз 18 через соответствующие интеграторы 19-21 и синусные преобразователи 26-28 напр жений подключены к первым трем входам широтной импульсного модул тора, четверты вход которого подключен к выходу развертывающего преобразовател  25 напр жений. Развертывающий преобразователь 25 напр жени  содержит два управл емых напр жением источника 29, 30 (см. фиг. 3) положительного и отрицательного токов, два токовых коммутатора 31 и 32, конденсатор1 33 и выходной повторитель 34, выход котрого образует выход развертывающегоA voltage-frequency transducer 16 (see Fig. 2), a frequency divider 17, a phase converter 18 with three integrators, a pulse-width modulator 22 and a pulse shaper 23 are made with the outputs of which form the outputs of the inverter control unit 15. The inputs of the first adder 11 are connected to the outputs of the sensors 6, 7 of the stator voltage and the frequency of the stator voltage, and the output of the adder 11 is connected to the input of the voltage regulator 9. The inputs of the second adder 12 are connected to the output of the rotation frequency setting unit 14 and the output of the third adder 13 connected by inputs to the outputs of the sensor 7 of the voltage of the stator and the tachogenerator 8. The output of the adder 12 is connected to the input of the slip controller 10, the output of which is connected to the input of the voltage-frequency converter 16 connected via a frequency divider 17 with the input of the converter 18 phases. The first three inputs of the pulse generator 23 are connected to the outputs of the pulse-width modulator 22, and the fourth input is connected to the corresponding output of the phase converter 18. The inverter control unit 15 is additionally equipped with an analog voltage multiplier 2k, a potential voltage converter 25 and three sinus converters 26 -28 voltage. The inputs of the analog multiplier 24 voltages are connected to the outputs of the regulators 9, 10, voltage and slip. The output of the multiplier 24 is connected to the first input of a voltage sweep converter 25, the second input of which is connected to the output of a divider of frequency 17. Three other outputs of the phase converter 18 through the respective integrators 19-21 and sinus voltage converters 26-28 are connected to the first three pulses of pulse width a modulator, the quarters of which is connected to the output of a 25 voltage sweep converter. A voltage sweep converter 25 contains two voltage controlled sources 29, 30 (see FIG. 3) of positive and negative currents, two current switches 31 and 32, a capacitor 33 and an output repeater 34, the output of which forms a sweep output

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

преобразовател  25 напр жени , а вход соединен с одной из обкладок конденсатора 33 и выходами обоих токовых коммутаторов 31 и 32, одни входы которых, соединенные вместе, образуют частотный вход развертывающего преобразовател  25 напр жени , а другой вход каждого из коммутаторов 3,1 и 32 подключены к выходам управл емых напр жением источников тока соот- ветстввенно 29 и 30, входы которых образуют вход 21 развертывающего преобразовател  25 напр жени .voltage converter 25, and an input connected to one of the plates of capacitor 33 and the outputs of both current switches 31 and 32, one inputs of which, connected together, form the frequency input of a voltage sweep voltage converter 25 and the other input of each of switches 3.1 and 32 connected to the outputs of the voltage-controlled current sources, respectively, 29 and 30, whose inputs form the input 21 of the voltage sweep converter 25.

Частотно-регулируемый электропривод работает следующим образом.Variable frequency drive works as follows.

Сигнал Ug с выхода тахогенерато- ра 8 и сигнал U7 с выхода датчика 7 частоты поступают на вход сумматора 13, где происходит их алгебраическое сложение. Результирующий сигнал U и сигнал задани  частоты вращени  поступают на вход сумматора 12, в котором происходит их сравнение и формирование сигнала ошибки, отрабатываемого регул тором скольжени  10. Сигнал управлени  выхода регул тора скольжени  10 поступает на вход блока управлени  15 инвертором, который с определенным коэффициентом пропорциональности обеспечивает увеличение или уменьшение частоты напр жени  статора, соответствующей уменьшению или увеличению скольжени , до полной компенсации ошибки. Одновременно сигнал U частоты напр жени  статора, задающий уровень напр жени  статора Us, с выхода датчика частоты 7 и сигнал с выхода датчика напр жени  6 поступают на входы сумматора 11, в котором происходит их алгебраическое суммирование. Сигнал рассогласовани  по напр жению статора отрабатываетс  регул тором напр жени  9 до компенсации рассогласовани . Сигнал управлени  Ug поступает на вход блока управлени  15 инвертором, который обеспечивает такое регулирующее воздействие на инвертор напр жени  5, что последний осуществл ет линейное с определенным коэффициентом передачи увеличение или уменьшение напр жени  статора, соответствующее увеличению или уменьшению частоты &3§ напр жени  статора Ug.The Ug signal from the output of the tachogenerator 8 and the signal U7 from the output of the frequency sensor 7 arrive at the input of the adder 13, where they are algebraically added. The resulting signal U and the speed reference signal are fed to the input of the adder 12, in which they are compared and the error signal generated by the slip controller 10 is generated. The output control signal of the slip controller 10 is fed to the input of the control unit 15 by an inverter, which with a certain proportionality factor provides an increase or decrease in the frequency of the stator voltage, corresponding to a decrease or increase in slip, until the error is fully compensated. At the same time, the signal U of the stator voltage frequency, which sets the voltage level of the stator Us, from the output of the frequency sensor 7 and the signal from the output of the voltage sensor 6 goes to the inputs of the adder 11, in which they are algebraically summed. The error signal on the stator voltage is processed by the voltage regulator 9 to compensate for the error. The control signal Ug is fed to the input of the control unit 15 by an inverter, which provides such a regulating effect on the voltage inverter 5 that the latter increases or decreases the stator voltage linearly and with a certain transmission coefficient, corresponding to the increase or decrease in the stator voltage Ug.

Напр жение статора U5 можно выразить через сигнал задани  U,U7 при отрицательной обратной св зи по напр жению (см. фиг. 1)The voltage of the stator U5 can be expressed in terms of the reference signal U, U7 with negative voltage feedback (see Fig. 1)

vvvCv-f-v-VKX.vvvCv-f-v-VKX.

где - коэффициент передачи регул тора 9 напр жени  по пр мому входу и входу обратной св зи соответственно;where is the transfer coefficient of voltage regulator 9 at the direct input and feedback input, respectively;

Принима ; во внимание, чтоAccept; into account that

имеемwe have

nQ i ЈnQ i Ј

(d 514 5L0 KllKiO)-KiS (d 514 5L0 KllKiO) -KiS

Э- ;()Kf0 Kj K|-E-; () Kf0 Kj K | -

QQ

4four

1one

Выражение (1) с учетом выражениExpression (1) taking into account the expression

1one

б Ub u

- коэффициент инвертора 5; О дл  7- coefficient of inverter 5; About for 7

-коэффициент передачи датчи- U7 K7&)6 K7 2ufs,- sensor transmission ratio - U7 K7 &) 6 K7 2ufs,

ка 6 напр жени  статора;где fg частота напр жени  стато-коэффициент передачи бло-раf принимает вид ка управлени  15. n u uka 6 stator voltage; where fg the frequency of the voltage the stat-transfer coefficient block-pa takes the form of control 15. n u u

15IT Kjj KiS К 5-.с15IT Kjj KiS K 5-.c

V 7-кГк ЛГкГк 211 иV 7-kgc LGKGk 211 and

IffIff

ТогдаThen

4J К(5 К 54J K (5 K 5

Аналогично частоту статора Qs можIT - 1Ч s-ITSimilarly, the stator frequency Qs can ITIT - 1H s-IT

V ТнёГк кГк; VV TNGCKG; V

(ABOUT

А6  A6

Из выражени  (3) следует, итоFrom the expression (3) it follows

UsUs

П (J U Кг К15. К 5P (J U Kg K15. K 5

К,- 27.K, - 27.

(4)(four)

fs 1-к;-к -кц5-к6fs 1-к; -k-кц5-к6

2020

но выразить через сигнал задани  И при положительной обратной св зи по скольжению (см. фиг. 1)but express it via the reference signal And with positive feedback on slip (see fig. 1)

о Ј i о , Ј i ,0-K К5+ио(ч KHJ-K -KJ-,about Ј i about, Ј i, 0-K K5 + io (h KHJ-K -KJ-,

no94 жени  статора U5 от напр жени  упгде KW,K№- коэффициент передачи регу- равлени  UQ и частоты статора Јс о л тора 10 по пр мому входу и входу обратной св зи соответственно;no94 of the stator U5 from the voltage across the KW, K # is the transfer coefficient of the control UQ and the stator frequency Ј with an ohl of the torus 10 at the direct input and feedback input, respectively;

К (. - коэффициент пропорциональности блока управлени  Ј 15;K (. Is the proportionality coefficient of the control unit 15;

KC- - коэффициент инвертора 5 Сигнал задани  . можно выразитьKC- - inverter factor 5 Task signal. can express

30thirty

fs 1-к;-к -кц5-к6fs 1-к; -k-кц5-к6

Система широтно-импульсного управлени  инвертором напр жени  обе печивает линейную зависимость напр жени  ст;The pulse-width control system of the voltage inverter both produces a linear dependence of the voltage st;

равлени  и и частоты статора 5 напр жени  управлени  , если ко эффициент передачи К,5 и,коэффициент пропорциональности К  вл ютс  посто нными величинами, не завис т,the ratios and frequencies of the stator 5 of the control voltage, if the transmission coefficient K, 5 and the proportionality coefficient K are constant, do not depend,

ми от U,- и fс.- Следовательно, праэч  асть выражени  (k) представл ет посто нную величину, не завис щую от Us и fs. Тогда изменение U5 одно значно определ етс  изменением fs 35 таким образом что электроприволmi from U, - and fc.- Therefore, the expression term (k) is a constant value that does not depend on Us and fs. Then the change in U5 is uniquely determined by the change in fs 35 in such a way that

и,.соand

J14J14

1414

4,four,

гЛе кн коэФФиииент пропорциональности задатчика1k; k))4 заданно е значение частотыhLe kN coefficient of proportionality of the setpoint1k; k)) 4 set frequency value

вращени .rotation

Дл  сигнала обратной св зи имеемFor the feedback signal we have

8eight

здесьhere

иг к7-со5,ig k7-so5,

где С7 - коэффициент пропорциональности датчика 7; С05- кругова  частота напр жениwhere C7 - coefficient of proportionality of the sensor 7; C05 - circular voltage frequency

статора; U8 KaCOr,stator; U8 KaCOr,

где Кд - коэффициент пропорциональности тахогенератора 8; СО - частота вращени  ротора. Тогда, учитыва  выражени  дл  и,И, U и Ug, получаемwhere Kd is the proportionality coefficient of the tachogenerator 8; CO is the frequency of rotation of the rotor. Then, taking into account the expressions for and, And, U, and Ug, we get

C05fЦ- А-кГо1 4 + (03к7-йэ,.к8 )к,°0 х .C05fЦ-А-кГо1 4 + (03к7-еэ, .к8) к, ° 0 х.

Принима ; во внимание, чтоAccept; into account that

имеемwe have

nQ i ЈnQ i Ј

(d 514 5L0 KllKiO)-KiS (d 514 5L0 KllKiO) -KiS

Э- ;()Kf0 Kj K|-E-; () Kf0 Kj K | -

Выражение (1) с учетом выражени Expression (1) taking into account the expression

IT Kjj KiS К 5-.сIT Kjj KiS K 5-.c

V 7-кГк ЛГкГк 211 А6V 7-kGk LGKGk 211 A6

Из выражени  (3) следует, итоFrom the expression (3) it follows

UsUs

П (J U Кг К15. К 5P (J U Kg K15. K 5

К,- 27.K, - 27.

2020

(4)(four)

94 жени  статора U5 от напр жени  уп равлени  UQ и частоты статора Јс о 94 stator U5 from the control voltage UQ and the stator frequency Ј with

30thirty

fs 1-к;-к -кц5-к6fs 1-к; -k-кц5-к6

Система широтно-импульсного управлени  инвертором напр жени  обеспечивает линейную зависимость напр жени  ст;The pulse-width control system of the voltage inverter ensures the linear dependence of the voltage st;

равлени  и и частоты статора 5 напр жени  управлени  , если коэффициент передачи К,5 и,коэффициент пропорциональности К  вл ютс  посто нными величинами, не завис т,гми от U,- и fс.- Следовательно, праэчг  асть выражени  (k) представл ет посто нную величину, не завис щую от Us и fs. Тогда изменение U5 однозначно определ етс  изменением fs 35 таким образом что электроприволand the stator frequency 5 and the control voltage, if the transmission coefficient K, 5 and, the proportionality coefficient K are constant values, do not depend on U, -, and fc. Consequently, the expression (k) represents constant value not dependent on Us and fs. Then the change in U5 is uniquely determined by the change in fs 35 in such a way that

обеспечивает поддержание посто нного магнитного потока асинхронной машину во всем диапазоне регулировани  частоты вращени  ротора CDr. Из выражени  (2) следует, что система широтно-импульсного управлени  инвертором напр жени  обеспечивает линейную зависимость частоты COS напр жени  статора Us от заданного скольжени  С0,ц. если коэффициент пропорциональности, и коэффициент схемы инвертора Ч&  вл ютс  посто нными величинами, не завис щими от Ug и fs . Следовательно,ensures the maintenance of a constant magnetic flux of the asynchronous machine in the whole range of rotor frequency control CDr. From expression (2) it follows that the pulse width control system of the voltage inverter provides a linear dependence of the COS frequency of the stator voltage Us on a given slip C0, c. if the coefficient of proportionality and the coefficient of the inverter circuit are H & are constant values independent of Ug and fs. Consequently,

4040

5050

(5)(five)

5five

г - ( g - (

ссо мк;-к к - к1-к| ссо μ; -к к - к1-к |

Регулирование частоты напр жени  статора в рассматриваемом электроприводе осуществл етс  использованием положительной обратной св зи по скольжению с воздействием непоследственно на частоту напр жени  ста™ тора. Из выражений (k) и (5) следует , что рассматриваемое частотное управление обеспечивает экономичное управление асинхронным электродвигателем путем регулировани  его потока с посто нной величиной скольжени , В блоке 15 управлени  инвертором 5 напр жени  входной сигнал поступает на вход преобразовател  напр жение-частота 16, который обеспечивает линейную зависимость значени  выходной частоты f (6 от уровн  входного напр жени  управлени  Uf0Regulation of the frequency of the stator voltage in the electric drive under consideration is carried out using positive feedback on the slip with an effect that is not consistent with the frequency of the voltage of the torus. From expressions (k) and (5) it follows that the frequency control under consideration provides cost-effective control of an asynchronous motor by adjusting its flow with a constant slip value. In the control unit 15 of the voltage inverter 5, the input signal enters the input voltage-frequency converter 16, which provides a linear dependence of the output frequency f (6 on the level of the input control voltage Uf0

,o o

где К,|Ј-- коэффициент пропорциональности .where K, | Ј-- coefficient of proportionality.

Последовательность импульсов подвергаетс  далее цифровой обработке блоком делени  17, представл ющим собой симметричный со скважностью 2 делитель входных импульсов с четным коэффициентом делени  NThe pulse sequence is further subjected to digital processing by a dividing unit 17, which is a symmetric with a duty ratio 2, an input pulse divider with an even division factor of N

,,

где п - любое целое число (). Тогдаwhere n is any integer (). Then

1700738817007388

сов f 47 с четным коэффициентом делени ,ow f 47 with an even division factor,

удовлетвор ющим условиюsatisfying the condition

f17b10f,8, гдеf17b10f, 8, where

10ten

1515

2020

2525

7частота модулируемого сигнала ;7 frequency modulated signal;

частота инвертировани  или несуща  частота,inversion frequency or carrier frequency,

чтобы выходной модулированный сигнал по амплитуде и частоте напр жени  огибающей был эквивалентен входному модулируемому сигналу с требуемой точностью.so that the output modulated signal is equal in amplitude and frequency of the envelope voltage to the input modulated signal with the required accuracy.

Следовательно, учитыва  (6)Therefore, taking into account (6)

f Јi7- 2q 4nqf Јi7-2q 4nq

UU

(ABOUT

где q - любое число (q ; 5).where q is any number (q; 5).

Выходные сигналы преобразовател  фаз 18 f {g , f ,8 , f , имеющие форму меандра со скважностью 2 и посто нной амплитудой U18, поступают на интеграторы 10, 20 и 21, которые преобразуют их в треугольные сигналы той же частотыThe output signals of the phase converter 18 f {g, f, 8, f, having the form of a meander with a duty cycle of 2 and a constant amplitude of U18, go to integrators 10, 20 and 21, which convert them into triangular signals of the same frequency

U4, -K,yuJ, , U20 -K20-U18 ,U4, -K, yuJ,, U20 -K20-U18,

U2 -K2, UW , где ,иго ,U2l- амплитуды выходныхU2 -K2, UW, where, yoke, U2l- output amplitudes

б 2пb 2n

Q   Q

- К11 т,- K11 t,

2n 2n

(6)(6)

Де f De f

«7"7

выходна  частота последовательности импульсов блока делени  17.output frequency of the pulse train of the dividing unit 17.

Выходной сигнал блока делени  поступает на один из входов развертывающего преобразовател  напр жени  25 и на вход преобразовател  фаз 18, который предназначен дл  автоматического сохранени  фазы выходного напр жени  инвертора ПРИ изменении нагрузки представл ет собой узел цифровой обработки последовательности входных импульсов и выполн ет следующие преобразовани .The output of the division unit is fed to one of the inputs of the voltage sweep converter 25 and to the input of the phase converter 18, which is designed to automatically save the phase of the inverter output voltage.

импульсов основной частоты модул ции f.an , fk s f так, чтоpulses of the fundamental modulation frequency f.an, fk s f so that

4848

„а "but

€D f MS s 18 fb fc , -Ь18 t18 € D f MS s 18 fb fc, -Ь18 t18

1. Выдает непрерывные параллельные по трем каналам а, в и с (по числу фаз инвертировани ) последовательное- 1. Gives continuous parallel along three channels a, b and c (according to the number of inversion phases) sequential

тиti

2. Непрерывный сдвиг выходных им- d f Ъ fc2. Continuous shift of output im d f b fc

, t Г , HU HdtldJldM d , (, t Г, HU HdtldJldM d, (

пульсов €,g , f ®a , f ig по каналам apulses €, g, f ®a, f ig through channels a

вис соответственно на 0, 120 и .Vis respectively on 0, 120 and.

3. Непрерывное симметричное со скважностью 2 деление входных импульудовлетвор ющим условию3. Continuous symmetric with a duty ratio of 2 division of the input pulses satisfying the condition

f17b10f,8, гдеf17b10f, 8, where

5five

7частота модулируемого сигнала ;7 frequency modulated signal;

частота инвертировани  или несуща  частота,inversion frequency or carrier frequency,

чтобы выходной модулированный сигнал по амплитуде и частоте напр жени  огибающей был эквивалентен входному модулируемому сигналу с требуемой точностью.so that the output modulated signal is equal in amplitude and frequency of the envelope voltage to the input modulated signal with the required accuracy.

Следовательно, учитыва  (6)Therefore, taking into account (6)

f Јi7- 2q 4nqf Јi7-2q 4nq

UU

(ABOUT

00

5five

00

где q - любое число (q ; 5).where q is any number (q; 5).

Выходные сигналы преобразовател  фаз 18 f {g , f ,8 , f , имеющие форму меандра со скважностью 2 и посто нной амплитудой U18, поступают на интеграторы 10, 20 и 21, которые преобразуют их в треугольные сигналы той же частотыThe output signals of the phase converter 18 f {g, f, 8, f, having the form of a meander with a duty cycle of 2 and a constant amplitude of U18, go to integrators 10, 20 and 21, which convert them into triangular signals of the same frequency

U4, -K,yuJ, , U20 -K20-U18 ,U4, -K, yuJ,, U20 -K20-U18,

U2 -K2, UW , где ,иго ,U2l- амплитуды выходныхU2 -K2, UW, where, yoke, U2l- output amplitudes

напр жений интеграторов 19-21;integrator voltage 19-21;

5five

эквивалентные коэффициенты усилени ; амплитуды выходных сигналов преобразовател  18. Поскольку имеет местоequivalent gains; the amplitudes of the output signals of the converter 18. Since

2о (840 2o (840

так какbecause

, ,

тта ттьtta tt

U18 U1SU18 U1S

8eight

4545

тоthat

UTO -K«e-U,8.UTO -K "e-U, 8.

(см.(cm.

(9)(9)

(10)(ten)

где - период импульсов модулируемой частоты; С0(&- кругова  частота импульсовwhere - the period of the pulses of the modulated frequency; C0 (& - circular frequency of pulses

модулируемой частоты. Подставив (8) и (10) в (9), имеемmodulated frequency. Substituting (8) and (10) into (9), we have

uTp(t) Сигналы U.uTp (t) U signals.

2К9Кб 1Ле2K9Kb 1Le

C0tat.C0tat.

(11)(eleven)

и.and.

и U.,and U.,

U2o и U2i поступают на входы соответствующих синусных преобразователей напр жени  26-28, предназначенных дл  автоматического сохранени  синусоидальной формы выходного напр жени  инвертора при изме- 5 ни  которых определ ютс  уровнем  U2o and U2i are fed to the inputs of the corresponding sinus voltage transformers 26-28, designed to automatically maintain the sinusoidal shape of the output voltage of the inverter, when measured, which are determined by the level

нении нагрузки (см. фиг. k). Синусный преобразователь предназначен дл  реализации выражени load (see Fig. k). A sine converter is designed to implement the expression

входного напр жени  , в завис ти от пол рности импульсов поо редно подключаютс  к конденсатору на зар д и разр д, формиру  тем с на выходе развертывающего преобра тел  треугольные импульсы с часто Ј17и амплитудой, определ емой Uzsthe input voltage, depending on the polarity of the pulses, is connected to the capacitor for charging and discharging, forming triangular pulses with often Ј17 and amplitude determined by Uzs

WO-n.Jnff.1WO-n.Jnff.1

г JMr. J

(12)(12)

в диапазоне изменени  входного напр жени in the range of input voltage

(ь)итГ(b) IT

2 ™е исии f °тр 2 ™ e isii f ° tr

Подставив (8), (11) чаемSubstituting (8), (11) tea

Wt )e - ifWt) e - if

sin(cOIAt).(l3)sin (cOIAt). (l3)

Следовательно:Consequently:

U26(t) -| K9K6-U,8.sin(cOt8t), U27(t) -|K3K6-U18sinto,8t+120°), U2g(t) - /z K3j, sin((0( ).U26 (t) - | K9K6-U, 8.sin (cOt8t), U27 (t) - | K3K6-U18sinto, 8t + 120 °), U2g (t) - / z K3j, sin ((0 ().

Сигналы U2, иг, Ugg предназначены дл  получени  на выходах а, в и с широтно-импульсногог модул тора 22 последовательности импульсов с частотой f17 , изменение ширины которых происходило бы в соответствии с изменением модулируемых напр жений , и2Г U28 мен ющихс  по синусоидальному закону. Другой сигнал U9 с выхода регул тора напр жени  9 поступа- ед на один из входов аналогового перемножител  напр жений 2k, на другой вход которого поступает сигнал с выхода регул тора скольжени  10.The signals U2, iG, Ugg are designed to receive at the outputs a, b and c of the pulse-width modulator 22 a sequence of pulses with a frequency f17, the width of which would change in accordance with the change of the modulated voltage, and sinusoidal. Another signal U9 from the output of the voltage regulator 9 arrives at one of the inputs of the analog voltage multiplier 2k, to the other input of which a signal comes from the output of the sliding regulator 10.

Т.е. .Ug.U(0 , (14)Those. .Ug.U (0, (14)

где коэффициент пропорциональности .where is the proportionality coefficient.

700738L°700738L °

Выходной сигнал U2 аналогового перемножител  напр жений 2k  вл етс  входным дл  развертывающего преобразовател  напр жений 25, который осуществл ет развертывание напр жени  и.хчастотным сигналом ff7 (см. фиг.5)Входные симметричные со скважностью 2 пр моугольные импульсы с а стотой ff управл ют таковыми коммутаторами 31 и 32 (см. фиг. 3) , мерез которые управл емые входным напр жением U24 источники 29, 30 положительного и отрицательного токов, значе10The output signal U2 of the analog voltage multiplier 2k is the input to the voltage sweep converter 25, which performs the voltage sweep and frequency signal ff7 (see FIG. 5) The 2f square-wave input signals, symmetrical with a duty ratio 2 f, control at a frequency ff Such switches 31 and 32 (see Fig. 3), through which the sources 29, 30 of positive and negative currents controlled by the input voltage U24, are equal to 10

ни  которых определ ютс  уровнемwhich are determined by the level

входного напр жени  , в зависимости от пол рности импульсов поочередно подключаютс  к конденсатору 33 на зар д и разр д, формиру  тем самым на выходе развертывающего преобразовател  треугольные импульсы с частотой Ј17и амплитудой, определ емой Uzs-.the input voltage, depending on the polarity of the pulses, is alternately connected to the capacitor 33 for charge and discharge, thereby forming triangular pulses at the output of the unwrapping converter with a frequency of ~ 17 and an amplitude determined by the Uzs-.

Емкость конденсатора 33 определ етс The capacitance of the capacitor 33 is determined

с к - - Чз кс и зз with to - - Chz ks and zz

Тогда напр жение на конденсаторе Uj9 Then the voltage across the capacitor Uj9

30thirty

ТТ -ТТ - Т Т -7/ ---TT-TT - T T -7 / ---

изз иэз« Сзз izz iez "Szz

(15)(15)

где Where

зар д конденсатора 5; Кс - коэффициент пропорциональности ; U jUjjj- потенциалы обкладок айв charge of capacitor 5; Kc - proportionality coefficient; U jUjjj - potentials of quince plates

конденсатора 33.capacitor 33.

Зар д конденсатора, когда последний зар жаетс  или разр жаетс  посто нным во времени током, выражаетс , какThe capacitor charge, when the latter is charged or discharged by a constant current, is expressed as

..

(16)(sixteen)

где KQ - коэффициент пропорциональности;where KQ is the proportionality coefficient;

t - врем  зар да или разр да; I - ток разр да или зар да. Здесь имеет место ),t is the charge or discharge time; I is the discharge or charge current. Here takes place)

Врем  зар да или разр да конденсатора при условии, что скважность управл ющих коммутаторами 31 и 32 пр -- моугольных импульсов, равна  2, определ етс  выражениемThe charge or discharge time of a capacitor, provided that the duty cycle of the control switches 31 and 32 of the square-angle pulses is equal to 2, is determined by the expression

t, Ii7- -12ft, II-12f

(7(7

(17)(17)

где - период управл ющих импульсов с частотой where is the period of control pulses with frequency

Величина тока зар жающего и разржающего конденсатор 33  вл етс  линейной функцией управл ющего источниками тока напр жени  определ етс  выражениемThe magnitude of the current charging and discharging capacitor 33 is a linear function of the control current source voltage is determined by the expression

зжз-и -к-,- к24-и9-ию, (18)zhz-i-k -, - k24-i9-yu, (18)

где К. - коэффициент пропорциональности источников тока 31 и 32.where K. is the proportionality factor of current sources 31 and 32.

Тогда амплитуда выходного напр жни  развертывающего преобразовател  с учетом (6), (17), (15), (18) имеет видThen the amplitude of the output voltage of the sweep converter, taking into account (6), (17), (15), (18), is

(t),K3,(t), K3,

П ITP IT

г- U9 С 35 7 g- U9 C 35 7

где .- коэффициент передачи. Следовательноwhere .- transfer coefficient. Consequently

U2f(t)Cu-U9,(19) U2f (t) Cu-U9, (19)

здесь посто нный коэффициентhere is a constant coefficient

Кз4 Кс Ke-Kr KZ4 ПКз4 Кс Ke-Kr KZ4 П

VV

КTO

16sixteen

33 33

Права  часть последнего выражени  есть величина посто нна  и не зависит от напр жени  управлени  и„ и частоты ft7 Следовательно, уровень выходных треугольных импульсов с частотой f,  вл ющихс  несущей дл  модулируемых сигналов , U и U2B, однозначно определ етс  линейной зависимостью от напр жени  управлени  регул тора напр жени  статора (см. фиг, 6}.The right part of the last expression is constant and does not depend on the control voltage and „and the frequency ft7. Therefore, the level of output triangular pulses with frequency f, which are the carrier for modulated signals, U and U2B, is uniquely determined by a linear dependence on the control voltage a stator voltage regulator (see FIG. 6}.

Тогда при посто нном коэффициенте инвертировани Then, with a constant inversion ratio

С fs.With fs.

Ь , f 18B, f 18

где q 5,where q 5,

среднее значение напр жени  на нагрузке будет мен тьс  по синусоидальному законуthe average value of the voltage on the load will vary sinusoidally

UnUn

UH 5- |U.einQ9t,UH 5- | U.einQ9t,

(20)(20)

где U fj - величина напр жени  источника питани ;where U fj is the voltage value of the power source;

5 кРУгова  частота модул ции; /К - коэффициент глубины модул ции ,5 Circling modulation frequency; / K is the modulation depth factor,

который показывает в каких пределах измен ютс  длительности открытого и закрытого состо ни  силовых полупооwhich shows the extent to which the durations of the open and closed state of the power half-layers vary

5five

00

5five

00

5five

00

5five

водниковых приборов инвертора напр жени  в течение периода частоты модул ции . Из выражени  (20) следует, что мен   значени  параметров Д| л f, можно осуществить независимое регулирование амплитуды и частоты напр жени  статора при посто нном коэффициенте инвертировани  и неизменном питающем напр жении. Широтно-импульс- ный модул тор 22, на входы которого а, в и с поступают синусоидальные напр жени  , Uj/j. и , задающие синусоидальную форму, фазу и частоту напр жений на статорных обмотках асинхронного электродвигател  осуществл ет модулирование этих напр жений несущей частотой трем каналам а, в и с Блок формировани  импульсов 23, синхронизированный от блока фазных преооразований -; 18, формирует управл ющие дл  инвертора напр жени  5 импульсы. По выражению (20) глубину модул ции можно измен ть: регулированием амплитуды модулируемого синусоидального сигнала при посто нной амплитуде частоты инвертировани ; регулированием амплитуды сигнала инвертировани  (сигнала несущей частоты) при посто нной амплитуде модулируемого синусоидального сигнала. Дл  исключени  перемодул ции амплитуда входного сигнала не должна превышать амплитуду треугольного напр жени  несущей частоты.inverter voltage regulators for a period of modulation frequency. From expression (20) it follows that the value of the parameters D | l f, it is possible to independently control the amplitude and frequency of the stator voltage with a constant inversion coefficient and a constant supply voltage. Pulse width modulator 22, the inputs of which are a, b and c are sinusoidal voltages, Uj / j. and setting the sinusoidal shape, phase and frequency of the stresses on the stator windings of the asynchronous electric motor modulates these voltages with the carrier frequency of the three channels a, b and c The pulse shaping unit 23, synchronized from the phase conversion unit -; 18 generates control pulses for the voltage inverter 5. By expression (20), the modulation depth can be changed: by adjusting the amplitude of the modulated sinusoidal signal at a constant amplitude of the inversion frequency; by adjusting the amplitude of the inversion signal (carrier frequency signal) at a constant amplitude of the modulated sinusoidal signal. To avoid overmodulation, the amplitude of the input signal should not exceed the amplitude of the triangular voltage carrier frequency.

Согласно выражению (19), амплиту- . да треугольных напр жений несущей частоты измен етс  регул тором напр жени  9. Тогда при посто нном уровне модулируемого синусоидального напр жени  U26, U27 и U2gна входе модул тора 22, определ емых только величиной напр жени  , среднее значение напр жени  на нагрузке регулируетс  пропорционально напр жению управлени  Do. Из выражени  (7)According to expression (19), amplitude is. And the triangular carrier voltage is changed by voltage regulator 9. Then at a constant level of modulated sinusoidal voltage U26, U27 and U2g on the input of the modulator 22, determined only by the voltage, the average voltage on the load is proportional to the voltage management do. From the expression (7)

4nq4nq

или or

(21)(21)

, ,

здесь GЈ посто нный коэффициентhere GЈ is a constant coefficient

г СГ 5nq 7Mr. SG 5nq 7

т.е. значение частоты напр жени  , статора линейно измен етс  з зависимости от уровн  напр жени  на выходе регул тора скольжени  10. Следовательно , можно заключить согласно выражени м ( :), (19) и (21), что в замкнутой системе с двум  контурами стабилизации потока и частоты враще- ни  возможно получение широкого диапазона частотного регулировани  с высокой перегрузочной способностью при более простой, следовательно, более надежной схеме управлени  пре- образователем частоты в сравнении с известным решением.those. the value of the frequency of the voltage of the stator varies linearly with the dependence on the voltage level at the output of the slip controller 10. Therefore, it can be concluded according to the expressions (:), (19) and (21) that in a closed system with two flow stabilization circuits and rotational frequencies, it is possible to obtain a wide frequency control range with a high overload capacity with a simpler, therefore more reliable frequency converter control circuit in comparison with the known solution.

Claims (1)

Формула изобретени  Invention Formula Частотно-регулируемый электропривод , содержащий асинхронный электродвигатель , подключенный статорными обмотками к выходам преобразовател  частоты, выполненного из последовательно соединенных неуправл емого выпр мител , С-фильтра и инвертора, датчик напр жени  статора и датчик частоты напр жени  статора, тахогене ратор, установленный на валу асинхронного электродвигател , регул тор напр жени , регул тор скольжени , тр сумматора, блок задани  частоты вращени  и блок управлени  инвертором, выполненный с преобразователем напр жение-частота , делителем частоты, преобразователем фаз, трем  интеграторами , широтно-импульсным модул тором и формирователем импульсов, выходы которого образуют выходы блока управлени  инвертором, при этом входы первого сумматора подключены к выходам датчиков напр жени  статора и частоты напр жени  статора, а вы- ход первого сумматора соединен с вхоA frequency-controlled electric drive containing an asynchronous electric motor connected by stator windings to the outputs of a frequency converter made of a series-connected uncontrolled rectifier, a C-filter and an inverter, a stator voltage sensor and a stator voltage frequency sensor, a tachogenerator mounted on an asynchronous shaft electric motor, voltage regulator, regulator of slip, totalizer frequency, frequency setting unit and inverter control unit, made with voltage converter a sine frequency, a frequency divider, a phase converter, three integrators, a pulse-width modulator and a pulse shaper, whose outputs form the outputs of the inverter control unit, while the inputs of the first adder are connected to the outputs of the stator voltage and stator voltage frequency sensors, and you - the course of the first adder is connected to the input 5 10 5 10 $$ п 5 0 n 5 0 5five дом регул тора напр жени , входы второго сумматора подключены к выходу блока задани  частоты вращени  и выходу третьего сумматора, соединенного входами с выходами датчика частоты напр жени  статора и тахогенера- тора, а выход второго сумматора соединен с входом регул тора скольжени  , выход которого подключен к входу преобразовател  напр жение-частота , соединенного через делитель частоты с входом преобразовател  фаз, , первые три входа формировател  импульсов подключены к выходам широт- но-импульсного модул тора, а четвертый вход - к соответствующему выходу преобразовател  фаз, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности, блок управлени  инвертором дополнительно снабжен аналоговым перемножителем напр жений , развертывающим преобразователем напр жений, и трем  синусными преобразовател ми напр жений, при этом входы аналогового перемножител  напр жений подключены к выходам регул торов напр жени  и скольжени , выход аналогового перемножител  напр жений подключен к первому входу развертывающего преобразовател  напр жений , второй вход которого подключен к выходу делител  частоты, три других выхода преобразовател  фаз через соответствующие интеграторы и синусные преобразователи напр жений подключены к первым трем входам ши- ротноимпульсного модул тора, четвертый вход которого подключен к выходу развертывающего преобразовател  напр жений .the house of the voltage regulator, the inputs of the second adder are connected to the output of the speed setting unit and the output of the third adder connected by inputs to the outputs of the stator and tachogenerator voltage frequency sensors, and the output of the second adder is connected to the input of the slip regulator, which is connected to the input voltage-frequency converter connected via a frequency divider to the input of the phase converter, the first three inputs of the pulse shaper are connected to the outputs of the pulse-width modulator, and the fourth input - to the corresponding output of the phase converter, characterized in that, in order to simplify and increase reliability, the inverter control unit is additionally equipped with an analog voltage multiplier, sweep voltage converter, and three sinus voltage converters, while the inputs of the analog voltage multiplier are connected to the outputs of the voltage and slip regulators, the output of the analog voltage multiplier is connected to the first input of a voltage sweep converter, the second input of the The other three outputs of the phase converter are connected via the appropriate integrators and the sinus voltage converters to the first three inputs of the pulse-width modulator, the fourth input of which is connected to the output of the voltage sweep converter. ТT vv SNfcSNfc 15 19 25 22 2315 19 25 22 23 ШSh 20 2720 27 -О Г71 -O G71 Шт гPc g 27 И27 and 2525 АBUT 16 П16 P 10 ten 8eight Фиг1Fig1 00 Фие.ЗFi.Z JJ ОС (OS ( о г--.about g-- I I SS
SU894706330A 1989-06-14 1989-06-14 Frequency-regulated electric motor SU1700738A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894706330A SU1700738A1 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Frequency-regulated electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894706330A SU1700738A1 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Frequency-regulated electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1700738A1 true SU1700738A1 (en) 1991-12-23

Family

ID=21454711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894706330A SU1700738A1 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Frequency-regulated electric motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1700738A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456740C2 (en) * 2010-08-10 2012-07-20 Григорий Владимирович Свердлик System for control of multimotor drive of multisectional assemblages

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456740C2 (en) * 2010-08-10 2012-07-20 Григорий Владимирович Свердлик System for control of multimotor drive of multisectional assemblages

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1114358A3 (en) A.c. electric drive
SU1216820A1 (en) Method of controlling thyristor d.c.voltage-to-d.c.voltage converter
SU1054863A1 (en) Ac electric drive (its versions)
SU1700738A1 (en) Frequency-regulated electric motor
JP6834018B2 (en) Power converter
FI72236C (en) ENLIGT PULSBREDDSMODULERINGSPRINCIPEN FUNGERANDE VAEXELRIKTARE.
JPH0314000Y2 (en)
SU1372577A1 (en) Frequency-controlled electric drive
JPH0564551B2 (en)
SU828365A1 (en) Method of converting dc voltage into sinusoidal ac voltage
SU734607A1 (en) Digital follow-up drive
SU1615836A1 (en) Device for power compensation in circuits with sine currents and varying load
SU748790A1 (en) Device for control of inverter with pulse-width modulation
SU692032A1 (en) Self-contained electric supply system
SU1598096A1 (en) Shaper of multiphase sine voltage for frequency-controlled electric drive
SU1520647A1 (en) Device for controlling step-by-step motor
SU980113A1 (en) Displacement-to-code converter
SU702478A1 (en) Frequency-controlled electric drive with frequency-width modulation
SU771846A1 (en) Device for control of power-diode converter
SU744887A1 (en) Device for frequency control of induction motor
SU1144201A1 (en) Controlled electrode
SU864479A1 (en) Device for control of induction electric motor
SU1295498A1 (en) A.c.electric drive
SU866679A1 (en) Frequency-controllable electric drive
SU492993A1 (en) Direct Frequency Drive Control Method