SU518851A1 - Электропривод с синхронным двигателем - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРСОРИВОД С СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

с  неравномерна  загрузка фаз статора СД и, следовательно, СД не может развивать среднеквадратичный момент, равный номинальному,

Кроме Toio, частота тока статора в известных электроприводах пропорциональ на скорости вращени  и дл  случаев, кох да скорость вращени  регулируетс  от нул , об зательно требуетс  преобразователь частоты с регулированием частоты от нул . Это ограничивает возможности использовани  некоторых видов преобразсюателей частоты, напри мер простейших схем преобразователей со звеном постошшого тока. Др  некоторых других видов преобразователей частоты со звеном посто нного тока хот  и возможна работа преобразовател  при частоте, близкой к нулю, при этом возникают низкочастотные пульсации момента СД и значлтельные пульсации скорости привода.

Целью изобретени   вл етс  исключение перегрева обмоток двигател  и повышение частоты пульсаций момента.

Дл  эчого в электроприводе применены нелинейный усилитель, два дополнительных блока дл  пр мого преобразовани  с входами гармонических функций и управл емый реверсивный генератор гармонических функций низкой частоты, вход которого подключен к выходу задатчика жнтеж;ив- i ности через нелинейный усилитель, а выход соединен с входо;л гармонических функций дополнительных блоков дл  пр мого преобразовани , через один из которых вычислительное устройство и делитель подключены к регул торам тсасов ротора, при этом к регул тору поперечного тока ротора подсоединены также выход сигнала попере шой составлнющей тока статора блока дл  обратного преоб|разовани  и выход датчика поперечного тока, ротора, который соединен и с входом формирсйател  поперечной составлшсшей потокосцепленн  статора ,. .

На чертеже приведена структурна  электрическа  схема электропривода.

Электропривод содержит синхронный дви гатель (СД) 1, имеющий не внополюсный ротор с продольной обмоткой возбуждени  2 и поперечной обмоткой возбуждени  3, С валом СД 1 соединены датчик углового положени  ротора 4 и тахогенератора 5. Обмотки статора СД 1 подключеньц к реверсивным источникам питани  6, обмотки возбуждени  - к реверсивным источникам 7,8, В цепи обмоток статора включены датчики тока 9, в цепи обмоток возбуждени  - датчики тока Ю, 11, Управл ющие входы источников 6 подключены к выходам .блока дл  пр мого преобразовани  12, осуществл ющего преобразование от вращающихс  осей d,Ц, к неподвижным ос м статора . К датчикам тока статора 9 подключевы входы блока дл  обратного преобразоваJ НИИ 13, осуществл ющего преобразование От осей статора к ос м,с. Управл ющие входы бликов дл  преобразовани  12, 13 подключены к датчику утлсеого положени  рочора 4. К выходам блока дл 

0 обратного преобразованиа 13 подключено I по одному из входов формирователей про-, дольного 14 и псиеречного 15 потокосцеплений статора. Вторые входы этих формирователей подключены к датчикам тока.

5 10 и 11; соответственно. Входы блока дл  пр мого преобразовани  12 подключены к выходам регул торов продольной 16 и поперечной 17 составл ющих тока етатора соответственно. Управл ющле входы ис-

9 точников питани , 7 и 8 обмоток возбуждени  подключены к выходам ре гул  торсж возбуждени  18 и 19.

Входы обратной св зи регул торов 16 и 17 тока статора подключены к вы-

1 ходам блока дл  обратного преобразовани  13, По одному из входов обратной св зи регул торов возбуждени  18 и 19 подключены к датчикам токов Ю и 11 соответственно. Второй вход обратной

св зи продольного регул тора возбуждени  18 подключен к одному из выходов блока дл  обратного преобразовани  13, к которому подключен вход формировател  продольного потокосдеплени  статора,

5 К выходам формирсеателей 14, 15 потокосцеплений статора подключены входы элементов 20, формирующих сигналы дл  : компенсации ЭДС вращени . По одному : из входов этих элементов подключено к

тахогенератору 5.

Входы вычислительного устройства 21 подключены к вьисодам делител  22 и регул тора скрростн Г 3, Вход дл  введени  дел.1мого блока подключен & источнику

3 посто нного о гнала, вход дл  введени  делител  рсушествл етс  через нелинейный элемент-24 к выходу задатчика ; интенсивноста 25, К этому же выходу подключен взьод регул тора дкорости.

9Входы задани  регул торов 16, 17

подключены к выходам дополнительного блока 26 дл  пр мого преобразовани  переменных. Входы задани  регул торой возбуждени  18, 19 подключены к выходам второго дополнительного блока дл  ; пр мого преобразовани  переменных 27. Блоки 26, 27 выполнены; из множитель- ных и Суммирующих элементов.|

Один из входов блока дл  реобразо |

ваки  переманных 26 подключен к I ду вычислительного устройства 21, сюда же подключен также один из входов блока 427, другой вход этого блока подключен к выходу блока 22. Каждый пз блоков 26,27 имеет еще по два управл ющих входа, предназначены дл  подключени  кисточникам гармо- i нических функций - генератора гармоиических функций 28. Генератор 28 выполнен таким образом, что гармонические сигалы на двух его выходах имеют относительный сдвиг л 1/4 периода. Кроме того, генератор 28 имеет управл ющий вход. Чередова кие фаз на выходе тенератора 28 определ етс  пол рностью напр жени  на управ- л ющем входе. Управл ющий вход генератора 28 подключен к выходу нелинейного усилител  29, обладающего релейной характеристикой. Входусилител  29 подключен к выходу задатчика интенсивности 25. У регул тора поперечного возбуждени  19 предусматриваетс  дополнительный вход обратной св зи, который подключен к одному из выходов блока 13, к котором подключен формирователь сигнала поперечного потокосцеплени  статора 15. Передаточный коэффициент по дополнительному входу обратной св зи регул тора 19 вмбиракуг таким образом, чтобы суммарный сигнал обратной св зи вместе с входом от датчика 11 поперечного тока ротора был пропорционален потокосцепленшо поперечной обмотки возбуждени  СД 1. Здесь описана система регулировани  дл  СД 1, имеющего двухфазную обмотку ротора . Подобна  система может быть использо вана, с некоторыми известными добавлени ми (преобразовател ми-числа фаз) и дл  СД с трехфазной обмоткой ротора соответствевно с трем  источниками питани  ротора. Электропривод работает следующим обра ЗОМ. I Регул торы 16 и 17 токов статора CTpe м тс  поддерживать на заданном уровне про дольную составл ющую Toiia. статора i, j и по перечную ijrt . Регул тор 16 стремитс  поддерживать потокосцепление продольной о мотки возбуждени  YI(| , Регул тор 17, бла введеннйй дополнительно обратной св зи, стремитс  поддерживать потсжоецеп- ление поперечной обмотки возбуждени  Задани  дл  этгих регул)аторов поступа от от дополнительнь1х.блоков 26,27. На их вхо ды поступают. сигналы от блока 22 - сигнал пропорциональный Vif i где Н - заданное (значение потокосЦепленин, от вычислатедьно fro устройства 21 - сигнал, пропорциональ- ный отношению -заданное знан ние момента (выходной сигнал регул тоpa скорости). На управл ющие входы блоков 26, 27 поступают от генератора 28 гармонических функций сигналь COS J , sin iTg .где f -требуемый /уголijicfisopOTa пол  относительно ротора. Дл  блока 26 относительные значени  сигналов имеют вид и,„-о,и,„- л  блсжа 27 и„ . 45К- е) Xm ff 2МXm гдех - переходное pefiKTHBHiJt; с-опрогиилоние итатора, Хр - некоторое реактивис  .:,л1ротивле- ние, О «Хр Xs6 . s реактивное сопротивлеши ()..-.нни  статора; управл ющие сигналы дл  обоих ожжой 2в, 27 суть Uay Ui. В соответствии с теми cooTifOiucuHHMii, ;которые реализуютс  блоками 26, 27, с.гг носительные значени  задани  регул торов будут -. g mg 9-ff «fff - AV 4rg.coif, -t (4- Xe) Sin Го I , Угловую частотуЛо генератора гармонических функций 28 выбирают достаточно , поэтому R системе регулировани  в yt тановившемс  режиме значени  переменных Ча- во. ilW. будут близки к заданным. Чередование фаз генератора 28 определ етс  пол рк х:тью выходного сигнала задатчика инте1юивности, т.е. сигнала задани  скорости . В установившемс  режиме при любой частоте токов стгатора токи обметок возбуждени  будут измен тьс  с угловой частотой v При сто нке привода с Моментом токи статора и ротора будут измен тьс  с частотой У таково же будет и миннмальн е значение |частоты преобразовател  частоты, Q-резу1льтате , при сто нке привода обмотки фаз |статора будут иметь одинаковое среднеквадратичное значение гока, двигатель может развивать длительно номиналыыймом нт.

Частота пульсаций момента (при питошш от преобразовател  частоты со звеном посто нного токд) не будет опускатьс  ниже некоторого значени , даже при регулировании скорости от нул . Эти обсто тельства составл ют преимущества предложеннс  о электропривода.

Использование предложенного привода наиболее целесообразно дл  моталок листовых станс холодной прокатки, гильотинных и летучих ножниц прокатных станов, а также при питании частотного электропривода от преобразовател  частоты со звеном посто нного тока.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электр н1ривод с синхронным двигателем с обмотхами возбуждени  по продольной и поперечной ос м ротора, содержащий регул торы продольной и поперечной сх тавл ющих тока статора подключенные к блоку дл  пр мого преобразовани , задатчик интенсивкост , вычислительное устройство, формирователь поперечной составл5аощей потокосцеплени  статора, делитель, блок

   дл  обратного преобразовани  с выходами сигналов продольной и поперечной состав- л кадих тока статора, датчики и регул торы продольного и поперечного токов ротора , о т л и ч а ю щ и с   тем, что., с целью исключени  перегрева обмоток двигател  и повышени  частоты пульсаций момента , применены нелинейный .усилитель, два дополнительных блока дл  пр мого про образованна с входами гармонических функ ПИЙ и управл емый реверсивный генератор гармонических функций низкой частоты, вход которого подключен к выходу задатч ка интенснвцостн через нелинейный усилитель , а выход соед1шен с входами гармонических функ1Шй дополнителышрс блоке дл  пр мого преобразовани , через один из которых вычислительное устройство и делитель подключены к регул торам токов ротсм ра, при этом к регул тору питеречного тока poiopa подсоединены также выход сигнала поперечной составл ющей тока статора блока дл  обратного преобразовани  и выход датчика поперечного тока ротора который соединен и с входом формировател  поперечной спсташг ишей noTOfcocuenrte ни  статора.