SU760374A1 - Induction motor speed regulating device - Google Patents
Induction motor speed regulating device Download PDFInfo
- Publication number
- SU760374A1 SU760374A1 SU782682788A SU2682788A SU760374A1 SU 760374 A1 SU760374 A1 SU 760374A1 SU 782682788 A SU782682788 A SU 782682788A SU 2682788 A SU2682788 A SU 2682788A SU 760374 A1 SU760374 A1 SU 760374A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- regulator
- inputs
- coordinate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости асинхронных электроприводов с частотным управлением в различных отраслях . *The invention relates to electrical engineering and can be used to control the speed of asynchronous electric drives with frequency control in various industries. *
промышленности: металлургической, текстильной, химической и других.industries: metallurgical, textile, chemical and others.
Известно устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя, содержащее силовую 10 часть'привода, тахометрическуюследящую систему, модулятор-усилитель, дифференциальный сельсин, фазированные выпрямители и бесконтактный датчик угла ротораС1]. 15A device for controlling the speed of an asynchronous electric motor is known, comprising a power 10- part of the drive, a tachometric tracking system, a modulator-amplifier, a differential selsyn, phased rectifiers and a non-contact rotor angle sensor C1]. 15
Недостатком такого устройства является то, что для его функционирования необходимо производить измерение текущего угла положения ротора,' что требует наличия на валу элек- 20 тродвигателя дополнительной электрической машины - датчика положения ротора.The disadvantage of such a device is that for its operation it is necessary to measure the current angle of the rotor position, which requires an additional electric machine on the motor shaft — the rotor position sensor.
Известно устройстве для управле- _ ния асинхронным электродвигателем, 25 обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, состоящему 'из управляемого выпрямителя, сглаживающего дросселя, автономного инвертора, содержащее координат-30It is known a device for controlling an asynchronous electric motor, the stator winding 25 of which is connected to a frequency converter consisting of a controlled rectifier, a smoothing choke, an autonomous inverter containing coordinates-30
22
ные преобразователи, векторные анализаторы, узел формирования задания, блоки перемножения и дифференцирования, регуляторы (скорости, потока, тока), датчики (скорости, потока и тока) [2].converters, vector analyzers, a task formation unit, multiplication and differentiation units, regulators (speed, flow, current), sensors (speed, flow, and current) [2].
Недостатком этого устройства является то, что для его функционирования необходимо производить измерение магнитного потока в воздушном зазоре электродвигателя, осуществляемое с помощью Датчиков Холла, устанавливаемых в воздушных зазорах, что усложняет процесс сборки, повышает требования к точности обработки ряда деталей и узлов электродвигателя, снижает надежность электропривода в целом. Другим недостатком этого устройства является необходимость установки на валу электродвигателе датчика скорости, что ' снижает надежность и ограничивает область применения устройства.A disadvantage of this device is that for its operation it is necessary to measure the magnetic flux in the air gap of the electric motor, carried out using Hall Sensors installed in the air gaps, which complicates the assembly process, increases the accuracy requirements for processing a number of motor parts and components, reduces the reliability of the electric drive generally. Another disadvantage of this device is the need to install a speed sensor on the motor shaft, which reduces reliability and limits the scope of application of the device.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для регулирования скорости асинхронного электродвигателя, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, состоящему из автономного инвертора, сглаживаю760374The closest technical solution to the invention is a device for regulating the speed of an asynchronous electric motor, the stator windings of which are connected to a frequency converter consisting of an autonomous inverter, smoothing 760374
' щего дрог ;еля, управляемого выпряМигеля, к управляющему входу кото- рого подключен выход регулятора тока, один из входов которого соединен с датчиком тока, а другой вход - с одним из выходов координатного пре- $ образователя, ко второму выходу кото рого подключен вход системы управления инвертором, а к третьему выходу - один из входов блока задания скольжения. Ко второму входу блока “ задания скольжения подключен один из выходов регулятора момента - потокосцепления, второй и третий выходы которого соединены, соответственно,The control unit is controlled by a rectifier, to the control input of which is connected the output of the current regulator, one of the inputs of which is connected to the current sensor, and the other input to one of the outputs of the coordinate transmitter, to the second output of which is connected Inverter control systems, and to the third output - one of the inputs of the slip reference unit. One of the outputs of the torque regulator - flow coupling, the second and third outputs of which are connected, respectively, is connected to the second input of the slip task block,
.....с первым и вторым входами координатного преобразователя. Вход регулятора '5 момента - потокосцепления соединен с выходом регулятора скорости, к одному из входов которого подключено командное устройство, а ко второму входу - один из выходов измерителя 20 скорости; второй выход измерителя "скорости' Соединен со входом датчика положения, к выходу которого подключе.ны второй вход измерителя скорости и третий вход координатного преоб- 25 разователя. Устройство выполнено по принципу подчиненного регулирования с регуляторами скорости, момента потокосцепления, скольжения и тока. Регулирование вектора тока статора осуществляется в полярной системе координат с помощью замкнутой системы регулирования модуля ΐ и разомкнутой системы регулирования аргумента Сц вектора тока статора...... with the first and second inputs of the coordinate converter. The input of the regulator "5 points - flow coupling is connected to the output of the speed regulator, to one of the inputs of which a command device is connected, and to the second input - one of the outputs of the speed meter 20; The second output of the speed meter is connected to the input of the position sensor, to the output of which is connected. The second input of the speed meter and the third input of the coordinate converter of the maker. The device is made according to the principle of slave control with speed, torque, slip and current regulators. Vector control the stator current is carried out in the polar coordinate system using the closed module control system ΐ and the open control system of the argument Sc of the current vector of the stator.
При построении внешних контуров регулирования используется представле........ ние векторов тока статора и. потокосцепления во вращающейся декартовой системе координат об - [Ъ , Ориентированной вещественной осью об по 40When constructing external control loops, the representation of the stator current vectors and is used. flux linkage in a rotating Cartesian coordinate system ob - [b, oriented by a real axis of about 40
вектору потокосцепления ротора Для согласования внешних контуров регулирования с контуром регулирования тока устройство содержит коорди-’ натный преобразователь . . 45the rotor flux linking vector To match the external control loops with the current control loop, the device contains a coordinate converter. . 45
Недостатком этого устройства является то, что для его функционирования необходимо производитьизмерение текущего угла положения ротора, что требует установки иа валу электродвигателя дополнительной электрической машины - датчика положения ротора, что снижает надежность устройства и'A disadvantage of this device is that for its operation it is necessary to measure the current position angle of the rotor, which requires installing an additional electric machine in the shaft of the electric motor — the rotor position sensor, which reduces the reliability of the device and
' ' не дает возможности использовать устройство во взрывоопасных, химической и запыленных средах. ·*5 “” makes it impossible to use the device in explosive, chemical and dusty environments. · * 5
Цель изобретения - повышение надежности и снижение эксплуатационных расходов.The purpose of the invention is to increase reliability and reduce operating costs.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования 60 скорости асинхронного электродвигателя, обмотки статора которого подключены к преобразователю частоты, состояще. му из автономного инвертора,сглажи' вающего дросселя, управляемого выпря· 65This goal is achieved by the fact that in the device for regulating 60 the speed of an asynchronous electric motor, the stator windings of which are connected to a frequency converter, consists of. Mu from a standalone inverter, smoothing a throttle driven by a rectifier · 65
мителя с системой управления выпрямителем, к управляющему входу которой подсоединен выход регулятора тока, связанный одним из'входов с датчиком тока, другим - с одним из выходов координатного преобразователя, подсоединенного вторым выходом к системе управления инвертором, а одним из входов - к выходу блока управления координатными' преобразователями, другим входом - к выходу регулятора потокосцепления, третьим входом с выходом регулятора частоты, одни из входов которого .и вход регулятора потокосцепления соединены с узлом задания, дополнительно введены регулятор, второй координатный преобразователь и датчик ЭДС асинхронного электродвигателя, причем один из входов введенного координатного преобразователя соединен с выходом датчика ЭДС, второй вход - с выходом блока управления координатными преобразователями, а выход подсоединен к одному из входов введенного регулятора, второй вход которого связан через дифферен- . цирующе-инерционное звено с входом регулятора потокосцепления, при этом выход регулятора подсоединен ко входу блока управления координатными преобразователями и ко второму входу упомянутого регулятора частоты.A converter with a rectifier control system, to the control input of which the output of the current regulator is connected, one of the inputs is connected to the current sensor, the other is connected to one of the outputs of the coordinate converter, the second output is connected to the control system of the inverter, and one of the inputs to the output of the control unit coordinate transducers, another input - to the output of the flow coupling regulator, a third input with the output of the frequency controller, one of the inputs of which. and the input of the flow coupling regulator are connected to the reference node, in addition A regulator, a second coordinate transducer and an EMF sensor for an asynchronous electric motor are introduced; one of the inputs of the input coordinate converter is connected to the output of the EMF sensor, the second input is connected to the output of the control unit of the coordinate converters, and the output is connected to one of the inputs of the entered regulator, the second input of which is connected through differential A circulating-inertial link with the input of the flux linkage regulator; the regulator output is connected to the input of the control unit of the coordinate converters and to the second input of the mentioned frequency regulator.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства для регулирования скорости асинхронного электродвигателя.The drawing shows a schematic diagram of a device for controlling the speed of an asynchronous motor.
Устройство содержит электродвигатель Г, обмотки статора которого подключены к преобразователю 2 частоты, состоящему из автономного инвертора 3, сглаживающего дросселя 4, управляемого выпрямителя .5.с системой 6 управления выпрямителем, к управляющему входу которой подключен выход регулятора 7 тока, один из входов которого соединен с датчиком 8 тока, а другой вход с одним из выходов координатного преобразователя 9, второй выход которого подключен.к системе 10 управления инвертором, а один из входов - к выходу блока 11 управления координатными преобразователями, второй вход координатного преобразователя 9 соединен с выходом регулятора 12 потокосцепления , третий вход - с выходом регулятора 13 частоты,·вход регулятора 12 потокосцепления и один из входов регулятора 13 частоты подключены к узлу 14'задания, один из вводов введенного второго координатного преобразователя 15 подключен к датчику 16 ЭДС, второй вход - к выходу блока 11 управления координатными преобразователями, а выход соединен с одним из входов введенного регулятора .17, второй· вход которого связан через дифференцирующе-инерционное звено 18 со входом регулятора потокосцепления,The device contains an electric motor G, the stator windings of which are connected to a frequency converter 2, consisting of an autonomous inverter 3, a smoothing choke 4, controlled by a rectifier. 5. with a rectifier control system 6, to the control input of which the output of current regulator 7 is connected, one of the inputs of which is connected with a current sensor 8, and another input with one of the outputs of the coordinate converter 9, the second output of which is connected to the inverter control system 10, and one of the inputs to the output of the coordinate control unit 11 The generators, the second input of the coordinate converter 9 is connected to the output of the flux linkage regulator 12, the third input is connected to the output of the frequency regulator 13, · the input of the flux linkage regulator 12 and one of the inputs of the frequency regulator 13 are connected to the task node 14 ', one of the inputs of the entered second coordinate transformer 15 connected to the EMF sensor 16, the second input to the output of the control converter control unit 11, and the output connected to one of the inputs of the entered regulator .17, the second input of which is connected via a differentiating-iner ionic unit 18 to the input of flux regulator,
1one
760374760374
а выход регулятора 17 подключен ко входу блока 11 управления координатными преобразователями и ко второму входу регулятора 13 частоты.and the output of the regulator 17 is connected to the input of the control unit 11 of the coordinate converters and to the second input of the regulator 13 of the frequency.
При рассмотрении работы устройства под реактивной и активной проек- , днями векторов понимают проекции этих векторов, соответственно, на оси ос и (3 вращающейся декартовой системы координат, направленнойWhen considering the operation of the device, by reactive and active projects, by days of vectors, we understand the projections of these vectors, respectively, on the axis of the OS and (3 rotating Cartesian coordinate systems directed
осью ос по вектору потокосцепления Ψ т ·axis axis of the vector flux linkage Ψ t ·
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При поступлении с узла задания сигнала задания модуля потокосцепления на вход регулятора 12 15 Upon receipt from the job node of the job reference signal of the flux coupling module to the controller input 12 15
потокосцепления на его выходе формируется сигнал задания.реактивной проекции тока статора ΐ, при поступлении сигнала «о? задания частоты на вход регулятора 13 частоты, на - 20the flux linkage at its output generates a reference signal. a reactive projection of the stator current ΐ, when the signal “o? set the frequency to the input of the regulator 13 frequency, on - 20
его выходе формируется сигнал задания активной составляющей тока статора двигателя. При прохождении · сигналов ί£, ί£ на входы координатного преобразователя 9 на его 25its output generates a reference signal for the active component of the motor stator current. With the passage of the signals ί £, ί £ to the inputs of the coordinate converter 9 to its 25
выходе формируются сигналы Г*и О* задания, соответственно, модуля и аргумента тока статора . Регулятор 7 тока, на один из входов которого поступает сигнал ί* задания модуля ,θ тока) а на другой вход - сигнал ΐ с выхода датчика 8 тока,, пропорциональный фактическому значению модуля Ϊ тока статора, формирует сигнал, управления и у , поступающий на вход системы 6 управления выпрямителем и обеспечивающий оптимальный процесс регулирования модуля ΐ тока статора. Сигнал <1* задания аргумента тока статора, поступающий на вход системы 10 управления инвертором,40 определяет фазу переключения венти.лей автономного инвертора 3.the output signals are formed G * and O * of the task, respectively, of the module and the argument of the stator current. The current regulator 7, to one of the inputs of which a signal задания * of the module’s specification, current θ arrives) and to another input - a signal ΐ from the output of current sensor 8, proportional to the actual value of the stator current module Ϊ, generates a signal, control and y, coming to the input of the rectifier control system 6 and ensuring the optimal control process of the stator current module ающий. The signal <1 * of the argument setting of the stator current input to the input of the inverter control system 10, 40 determines the switching phase of the valves of the autonomous inverter 3.
. При изменении фактических значений реактивной ία и активной ΐ р, проекций вектора тока статора ΐ, вызванных 45 изменением/его модуля ΐ аргумента дй=агс 1дф/«се, изменяются величины, модуля потокосцепления щ т в воздушном зазоре и электромагнитного момента м . электродвигателя 1. В результате этого происходит изменение угловой скорости вращения м ротора электродвигателя 1.и абсолютного скольжения (ϊ>= а значит, и угловой частоты вращения = М+(Ь вектора потокосцепления ψ т . When changing the actual values of the reactive and active ί α ΐ p, the projections of the stator current vector ΐ, 45 caused by a change in his / module ΐ argument arctan 1df dD = / "se, changing the value of the module flux u into the air gap and the electromagnetic torque meters. electric motor 1. As a result, there is a change in the angular velocity of rotation of the rotor of the electric motor 1. and absolute slip (ϊ> = and, therefore, the angular rotation frequency = M + (b of the flux linkage vector ψ t
На входе регулятора 17 суммируются сигналы, пропорциональные производной модуля 0 потокосцепления и проекции Е^ЭДС, соответственно, поступающие со входа регулятора 12 60At the input of the regulator 17, the signals proportional to the derivative of the module 0 of the flow coupling and the projection E ^ EMF, respectively, coming from the input of the regulator 12 60 are summed up
потокосцепления через дифференцирующе-инерционное звено 18 и выходаflux linkage through differentiating-inertial link 18 and output
второго координатного преобразователяsecond coordinate transducer
15, на вход которого с датчика 1615, to the input of which from sensor 16
ЭДС поступают сигналы Ед, Ё&, Ес, -'65EMF signals are E d , E & , E with , -65
пропорциональные фазным значениям ЭДС электродвигателя 1. При этом на выходе регулятора 17 формируется сиг-г нал, пропорциональный угловой частоте Μψ вращения вектора потокосцепления, который поступает на вход блока 11 управления координатными преобразователями. Выходной сигнал блока 11 {управления координатными преобразователями, пропорциональный аргументу С-ψ вектора ψ т потокосцепления, поступает на входы координатных преобразователей 9 и 15, обеспечивая требуемую координатную систему ориентации. При достижении фактическим сигналом частоты вращения заданного значения Μψ = V* прекращается изменение частоты вращения V ротора электродвигателя, так как на выходе регулятора 13 частоты сигнал I* задания активной проекции тока статора при этом имеет такую величину, ‘которая обеспечивает равенство электромагнитного момента [и электродвигателя 1 статическому моменту рс нагрузки.proportional to the phase values of the EMF of the electric motor 1. At the same time, at the output of the regulator 17, a signal is generated that is proportional to the angular frequency Μψ of the rotation of the flux vector, which is fed to the input of the control converter 11. The output signal of block 11 {control of coordinate converters, proportional to the argument C-ψ of the vector ψ t of flux linkage, is fed to the inputs of coordinate converters 9 and 15, providing the required coordinate system of orientation. When the actual signal reaches the setpoint speed Μψ = V *, the change in the rotational speed V of the rotor of the electric motor stops, since at the output of the frequency regulator 13 the signal I * of the active stator current projection setting is of such a magnitude that ensures the equality of the electromagnetic moment [and the electric motor 1 static moment p with load.
В случае изменения статического момента рс нагрузки на валу электродвигателя 1, вследствие изменения при этом угла между векторами^ ί тока статора и потокосцепления φ т, изменяется сигнал Е^ проекции вектора ЭДС, а, значит, и сигнал ν/ψ на выходе регулятора 17, пропорциональный угловой частоте Μψ вращения вектора потокосцепления. Одновременно изменяется сигнал задания ΐ£ активной проекции тока статора, формируемый на выходе регулятора 13 частоты, это обеспечивает изменение электромагнитного момента щ электродвигателя 1 до величины, равной новому значению момента /ис статической нагрузки и восстановлению угловой частоты М ц, до уровня заданной Μψ .In the case of a change in the static moment p from the load on the shaft of the electric motor 1, due to a change in the angle between the stator current vector ί и and the flux linkage φ t , the signal Е ^ is the projection of the EMF vector, and hence the signal ν / at the output of the regulator 17 proportional to the angular frequency Μψ of the rotation of the flux vector. At the same time, the reference signal ΐ £ of the active projection of the stator current generated at the output of the frequency regulator 13 changes, this ensures the change in the electromagnetic moment u of the electric motor 1 to a value equal to the new value of the moment / and from the static load and the recovery of the angular frequency M c to the level specified.
В данном устройстве повышается надежность , расширяется область его применения и снижаются эксплуатационные расходы, а также создаются удобства в эксплуатаций.This device increases reliability, expands its scope and reduces operating costs, as well as creates ease of operation.
Повышение надежности достигается за счет исключения вращающихся датчиков в результате того, что в устройство введены статические элементы и осуществлены между известными и введенными элементами новые связи, обеспечивающие регулирование устройством угловой частоты вместо регулирования скорости вращения ротора.Improving the reliability is achieved by eliminating rotating sensors as a result of the fact that static elements are introduced into the device and new connections are made between known and introduced elements, which ensure the device to regulate the angular frequency instead of controlling the rotor speed.
Исключение вращающихся датчиков расширяет область применения данного устройства, так как не требуется технических мероприятий по герметизации датчиков при применении устройств во взрывоопасных, химической и запыленных средах.The exception of rotating sensors expands the scope of this device, since it does not require technical measures to seal sensors when using devices in explosive, chemical and dusty environments.
Кроме того, из-за отсутствия герметизации узлов снижается расход материалов и эксплуатационные затраты по техническому обслуживанию, чтоIn addition, due to the lack of sealing components reduces the consumption of materials and operating costs for maintenance, which
' — ».'-'.
760374760374
с н иж ае т с то имос ть электропривода в целом на 10%.Note that the total electric drive is 10% complete.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782682788A SU760374A1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Induction motor speed regulating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782682788A SU760374A1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Induction motor speed regulating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU760374A1 true SU760374A1 (en) | 1980-08-30 |
Family
ID=20792885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU782682788A SU760374A1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Induction motor speed regulating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU760374A1 (en) |
-
1978
- 1978-11-13 SU SU782682788A patent/SU760374A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2511846A (en) | Halpert | |
| Kieburtz | The step motor--The next advance in control systems | |
| RU2132110C1 (en) | Method for optimal vector control of induction electric motor and electric drive which implements said method | |
| CN106208847B (en) | Cavitation device driving method based on direct current generator | |
| SU760374A1 (en) | Induction motor speed regulating device | |
| US2830249A (en) | Servomechanisms | |
| US2414690A (en) | Positional control system | |
| US3067334A (en) | Driving and control means for a plurality of alternators | |
| SU879724A1 (en) | Frequency-controllable electric drive | |
| US2534293A (en) | Servomotor and system having improved torque characteristics | |
| SU1003261A1 (en) | Device for determining angular position of thyratron motor rotor | |
| SU1458962A1 (en) | Method and apparatus for controlling induction electric drive | |
| JP2755763B2 (en) | Electric servo motor type governor | |
| JPS57162988A (en) | Ac motor control system | |
| SU738090A1 (en) | Device for control of ac electric drive | |
| RU1820473C (en) | Alternating-current drive | |
| RU2070766C1 (en) | Dc drive with variable parameters of mechanical part | |
| Leonhard | Trajectory control of a multi-axes robot with electrical servo drives | |
| SU1064411A1 (en) | Device for adjusting speed of asynchronous motor | |
| Uddin et al. | Fuzzy logic based position control of a PMSM servo drive | |
| RU2066087C1 (en) | Direct current electric drive | |
| RU2158055C2 (en) | Vector control device for induction electric drive | |
| SU1035766A1 (en) | Phase rotor induction motor electric drive | |
| SU1439729A1 (en) | Electric drive | |
| SU656175A1 (en) | Method and apparatus for ac drive control |