SU517126A1

SU517126A1 - Electric drive with asynchronous machine with a phase rotor

Info

Publication number: SU517126A1
Application number: SU1956685A
Authority: SU
Inventors: Лев Ханинович Дацковский; Леонид Михайлович Тарасенко; Ирина Львовна Локтева; Иван Семенович Кузнецов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5973
Priority date: 1973-09-03
Filing date: 1973-09-03
Publication date: 1976-06-05

Description

(54) ЭЛЕ1СТ С)|1РМВОД С АСИНХРОННОЙ МАРИНОЙ С А-ЯЬШ РОТОРОМ в каналерегу7шрова1ш потоке сцеплени . Формнровдтель гармонических функций соединен с дополнительным блоком-обратного преобразовани токов ротора (статора) и с блоком обратного преобразовани напр жени , который непосредственно подключен к решающему устройству, а к блоку ко1угпенсирующих св зей - как непосредственно , так и через кои ектирующее звено. Датчик скорости соединен с решающим устройством и через упом нутое множительное, устройство - с блоком комтюнсирующих св зей. В данном приводе обеспечиваетс регулирование машины в ос.чх, св занных с осью потоко сцеплени статора. На фиг. 1 представлена структурна схема асинхронного двигател с фазным ротором в системе координат, св занной с вектором потоко сцеплени статора; на фиг. 2 - функциональна схема электропривода . Структурна схема асишфонного двигател (фиг. 1) получена из дифференциальных управлений , записанных в ортогональной системе координат 1, 2, причем ось 1 направлена по обобщенному вектору потокосцеплени статора, а ось 2 i опережающем ее на 90 зл. град, направлении. Аетнхронный двигатель представл ет собой двумерный объект регулировани , основные кана лы которого охвачены и св заны пр мыми и обратными , собственными и перекрестными св з ми. На фиг. 1:3 - статор, г - ротор, m - взаимоиндукци статора и ротора, I - рассе шю, .L индуктивность , R - активное сопротивле ше, Zp - число пар полюсол, К - коэффициент, М - момент, W - углова скорость вращени , J - момеш инерции, р - оператор. Канал формировани потокосцеплени статора /i S (ось 1) имеет входные напр жени статор. Uj с, и ротора Ujr по tocHl, две параллельные ветви, содержащие безьшерционные звень с передаточными функци ми KS, Lm, Tg и апериодические звень с передаточными функци ми «ёЧ LM , -1 . Канал охвачен собственной жесткой отрицательной обратной св зью с коэффициентом передачи Канал формировани активного тока ротора i (ось 2) имеет входные напр жени статора U S и ротора Ujr дае параллельные ветви, содержащие звень с передаточными функци ми Kg и 1, Канал охвачен нелинейной обратной св зью по сигналу, представл ющему собой произведе1тае скорости ротора сорр и потокосцеплени статора § Скорость вращени cot обобщенного вектора потокосцеплени статора формируетс в функции сипсалов I// S- и, S. 2 г при участии делительного звена и беэьшерционного звена с коэффициентом передачи KgRs- Две перекрестные (межканальнью) св зи завис т от произведени токов. ротора .iir, izr на частоту скольжени () вектора i//ig и формируютс с помощью звеньев с коэффициентом передачи LI-. Электромагнитный момент представл ет собой произведение величин /i s и iz r пропущенных через звено с коэффициентом передачи - 3/2ZpKs., Интегральное звено 1/J-p учитьшает механическую инерцию привода. Один из каналов регулировани асинхронного двигател 3 состоит из интегрально-пропорционального регул тора потокосцеплений статора 4 и интегрального регул тора 5 тока намагничивани ротора iir а другой канал - из интегрально-пропорционального регул тора скорости 6, делительного устройства 7 и интегрального регул тора 8 активного тока ротора . Регул торы в каждом канале соединены между собой по принципу подчиненного регулировани параметров. Выход регул торов 5 и 8 подключены к сумматорам блока компенсирующих св зей 9, причем к тем же сумматорам подключены сигналы собственных и перекрестных обратных св зей, компенсирую1цие внутренние св зи асинфронного двигател 3 и обеспечивающие разв зку основных каналов управлени . Сигналы компенсирующих св зей формируютс с помощью множительных устройств 10-12 и корректирующего пропорционально-дифферент цирующего звена с замедлением 13, а также с помощью формировател действительного значени потокосцеплени статора 14 и формировател гармонических функций 15, которые в установившемс режиме имеют соответственно частоту скольжени и частоту сети, блоков обратного преобразовани трехфазных токов 16, двухфазных ГОКОВ 17, фазных напр жений 18 и решающего устройства 19, соединенных между собой и сдатчиками токов 20, положени р&тора 21, частоты вращени 22 и, кроме того, с датчиками фазных напр жений 23 и датчиками Холла 24, 25. Выходы блока 9 соед1 нены со входами блока пр мого преобразовани координат 26, подключенного через пропорциональные регул торы фазных токов 27 ко входам систем импульсно-фазового управлени преобразовател частоты 28, питающего асинхронный двигатель 3. Блок 26 преобразует управл ющие сигналы , г и Sj р в установки фазных токов 3 - Sg, 2ь, 2, причем последние несут в себе сигналов, пропорциональных собственно заданным значени м фазных токов, сигналы, пропорциональные-компенсируемым возмущени м. Блок 19 вырабатьтает сигнал, пропорциональный данному значению потокосцеплени статора и отгнал обратной св зи регул тора тока статора 29, св занного со входом регул тора потокосцеплений(54) ELE1ST C) | 1RMVOD WITH ASYNCHRONOUS MARINA WITH A-YANSH ROTOR in kanalegara7shrova1sh clutch flow. The harmonic function phonograph is connected to an additional unit-inverse transformation of rotor currents (stator) and a voltage inverse-transformation unit, which is directly connected to the resolver, and to a component of the coupling linkage, both directly and through a linking element. The speed sensor is connected to the resolver and, through the mentioned multiplying device, to the unit of commuting links. In this drive, the machine is controlled in parts such as connected to the stator coupling axis. FIG. Figure 1 shows a block diagram of an asynchronous motor with a phase rotor in the coordinate system associated with the stator coupling flow vector; in fig. 2 - the drive circuit is functional. The structural scheme of the syshphone engine (Fig. 1) is obtained from the differential controls written in the orthogonal coordinate system 1, 2, with axis 1 directed along the generalized stator flux linking vector, and axis 2 i leading it by 90 PLN. hail, direction. A motor synchronous engine is a two-dimensional control object, the main channels of which are covered and connected by direct and reverse, own and cross-links. FIG. 1: 3 - stator, g - rotor, m - mutual induction of stator and rotor, I - dissipation, .L inductance, R - active resistance, Zp - number of pairs of poles, K - coefficient, M - moment, W - angular velocity rotation, J - momesh inertia, p - operator. The stator flux linkage channel / i S (axis 1) has input stator voltages. Uj с, and rotors Ujr by tocHl, two parallel branches, containing non-sourcing links with transfer functions KS, Lm, Tg and aperiodic links with transfer functions ξHF, -1. The channel is covered by its own rigid negative feedback with a transfer coefficient. The active current formation channel of the rotor i (axis 2) has stator US and rotor Ujr input voltage given parallel branches containing links with transfer functions Kg and 1. The channel is covered by nonlinear feedback according to the signal representing the rotor rotor speed and stator flux linkage § The rotational speed cot of the generalized stator flux link vector is formed as a function of sipsals I // S- and, S. 2 g with the participation of the dividing link beeshertsionnogo link with a transmission factor KgRs- Two cross (inter-channel) communication dependent upon the product of the currents. rotor .iir, izr on the slip frequency () of the vector i // ig and are formed with the help of links with the transmission coefficient LI-. The electromagnetic moment is the product of the quantities / i s and iz r passed through a link with a transfer coefficient of 3 / 2ZpKs. The integral link 1 / J-p learns the mechanical inertia of the drive. One of the control channels of the asynchronous motor 3 consists of an integral proportional flow controller of the stator 4 and an integral regulator 5 of the magnetization current of the rotor iir and the other channel of the integral proportional speed controller 6, a separator device 7 and the integral regulator 8 of the rotor active current . Regulators in each channel are interconnected according to the principle of subordinate adjustment of parameters. The outputs of the controllers 5 and 8 are connected to the adders of the compensating coupling unit 9, and the same self-coupling and cross-feedback signals are connected to the same adders, compensating for the internal communications of the asynchronous engine 3 and ensuring the isolation of the main control channels. The signals of the compensating links are generated using multiplying devices 10-12 and a proportional-correcting corrective link with a delay 13, as well as using the actual stator 14 flux linkage shaper and harmonic function shaper 15, which in the established mode have the slip frequency and network frequency respectively , blocks of the inverse transformation of three-phase currents 16, two-phase GOKCs 17, phase voltages 18 and a solver 19, interconnected with the sensors of the currents 20, floor p & 21, rotational speed 22 and, moreover, with phase voltage sensors 23 and Hall sensors 24, 25. The outputs of block 9 are connected to the inputs of the direct coordinate conversion unit 26 connected through proportional phase current regulators 27 the inputs of pulse-phase control systems of frequency converter 28 supplying induction motor 3. Block 26 converts the control signals, g and Sj p into phase current settings 3 - Sg, 2b, 2, the latter carry signals proportional to the actual set values phase currents, si proportional perturbed perturbation drives. Block 19 generates a signal proportional to a given stator flux linkage value and dismisses feedback from the stator current regulator 29 connected to the flux regulator input

и обеспечивающего в установившемс режиме более точное регулирование коэффигщента мощности статора.and in the steady state providing more precise control of the stator power factor.

Дш того чтобы стабилизировать качественньк показатели переходного процесса регулировани момента при изменении потокосцеплени статора,вход делитель делительного устройства 7 св зан с выходом формировател потокосцеплени 14.In order to stabilize the qualitative indicators of the transient control of the moment when the stator flux changes, the input divider of the separating device 7 is connected with the output of the flux linking former 14.

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

Перед пуском выход регул тора 4 отключают, и на вход интегрального регул тора 5 ввод т сигнал ii г заданного значени намагничивающего тока ротора . Затем выход регул тора 4 подключают ко входу 5. На вход регул тора скорости 6 подаетс линейно возрастающий сигнал заданной скорости tOpi, получаемый от любого программного устройства (например, серийного задатчика интенсивности ЗИ-1). Одновременно на выходе регул тора 6 по вл етс сигнал задани электромагнитного момента, которьш после прохождени через дополнительное устройство 7 образует сигнал задани активного тока ротора ia г- Контуры регулировани активного и намагничивающего токов формируют типовую диаграмму электромагнитного момента, соответствующую предписани м симметричного оптимума, используемого обычно дл настройки высококачественных приводов посто нного тока. Двигатель быстро разгон етс до требуемой скорости.Before starting, the output of the regulator 4 is turned off, and the signal ii g of the set value of the rotor magnetizing current is inputted to the input of the integral controller 5. Then, the output of controller 4 is connected to input 5. To the input of speed controller 6, a linearly increasing signal of a given speed tOpi is received from any software device (for example, a ZI-1 serial intensity controller). At the same time, the output of the regulator 6 generates a signal for setting the electromagnetic moment, which, after passing through the auxiliary device 7, generates a signal for setting the rotor active current ia g - Active and magnetizing current control loops form a typical diagram of the electromagnetic moment corresponding to the prescription of a symmetric optimum, usually used for setting high quality dc drives. The engine accelerates quickly to the required speed.

Данный электропривод обеспечивает раздельное регулирование момента в реактивной мощности, так что ударное приложение нагрузки не вызьюает заметного измене1ш реактивной мощности, а регулирование реактивной мощности не вызьшает заметного изменени электромагнитного момента и заметных динамических ошибок регулировани скорости; обеспечивает быстродействие, близкое к предельному, высокую перегрузочную способность, завис щую лишь от механической прочности двигател и мощности источников пита1ш , простоту настройки и простоту ограничени основных регулируемых величин.This electric drive provides separate control of torque in reactive power, so that shock application of the load does not cause a noticeable change in reactive power, and control of reactive power does not cause a noticeable change in the electromagnetic moment and noticeable dynamic speed control errors; provides a speed close to the limit, high overload capacity, depending only on the mechanical strength of the engine and the power of the power sources, ease of adjustment and ease of limiting the main controlled variables.

Claims

An electric drive with an asynchronous motor with a phase rotor, the stator (rotor) of which is connected to the power supply network, contains a thyristor frequency converter with direct connection, connected to the rotor (stator), a unit for direct conversion of rotor currents (stator), a compensating coupling unit , controllers in the channel for regulating the flux linkage, regulators and a separating device in the channel for regulating the speed, sensors of rotor currents (stator), inverse transform unit of rotor currents (stator), block inverse pre voltage generation of the gop network, angular position and velocity sensors

rotor shaper harmonic functions

. distinguished by the fact that, in order to improve

energy indicators in the dynamic remadmah work, it introduced two Hall sensors,

installed on the stator (rotor) and connected via the flow linker of the stats (rotor) directly to the harmonic function former, decisive device, dividing device in the velocity control channel, and to the compensating communication unit - both directly and through a multiplier device, while the sensor The position is connected to the inverse current transducer unit of the rotor (stator), the output of which is connected to the flow generator of the stator (rotor), and through. An additional unit for the inverse conversion of rotor (stator) currents and a decisive device with controllers in the flow coupling control channel, a harmonic function driver is connected to an additional 1m inverse unit for the conversion of rotor currents (stator) and with a unit for reverse voltage conversion, which is directly connected to a decisive device

directly or via a corrective link, the speed sensor is connected to the decision device and, through the mentioned multiplying device, to the compensating link unit.

3

e ®

VO

fw

+,

..,

i l

s --3 I