Claims (1)
0 расширение диапазона регулируемых скоростей И повышение качества переходных процессов. Поставленна цель достигаетс те что Б асинхронный электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фаз ним ротором, обмотки статора и ротора которого электрически соединены и подключены к преобразователю частоты с непосредственной св зью, датчики фазных токов, напр жений, магнитного потока в воздушном зазоре, углового положени к скорости, регу л торы скорости и потокосцеплени статора, пропорциональные и интегральные регул торы намагничивающего и активного токов ротора, сумматоры компенсирующих св зей, блоки пр мого и обратного преобразований координат введены два делительных устройства, первое из которых входом делимое подключено к пропорциональному регул тору намагничивающего тока ротора., второе - к пропорциональному регул тору активного тока ротора, вход устройства через сумматор и пропорционапьно-дифференцирующее звено с роге делительного устройства через другой сумматор подсоединены к выходу блока обратного преобразовани координат с сигнгшоМ; пропорциональным со5(2У - х), где у - угол между соответствующими ос ми системы координат , св занной с обобщенным вектором потокосцеплени статора, и системы координат, св занной с неподвижным статором, а X угол между соответствующими.ос ми координат, св занных со статором и ротором, при этом упом нутые сумматоры подсое динены также к соответствующим источникам единичных сигналов, а выходь; делительных устройств - к блоку пр мого преобразовани координат. Ввод тс также два множительных устройства , первый вход из которых подсоединен к выходу блока обратного преобразовани с сигналом, пропорцио нальным проекции обобщенного вектора напр жени ротора на ось активного тока ротора, а выход через пропорцио нально-дифференцирующее звено с замедлением - к сумматору компенсирующих св зей, включенному между регул торами намагничивающего тока ротора, первый вход другого множительного устройства подсоединен к выходу блока обратного преобразовани с сигналом , пропорциональным проекции обобщенн .огоi ектора напр жени ротора на ось потокосцеплени статора, а выход к сумматору компенсирующих св зей, включенному между регул торами актив го тока ротора. При этом вторые входы упом нутых множительных устройств подсоединены к выходу блока обратно|ГО преобразовани с сигналом, пропор циональным sin(2 У- х) . На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого асинхронного электропривода. Регулирование тока- ротора асинхронного двигател (АД) производитс в ос х ортогональной cHCTeNW координат , одна из которых направлена по Обобщенному вектору потокосцеплени статора, а друга - в опережгиощем на 90 электрических градусов напр жении. Фазные обмотки А, в, С статора и Of с / с ротора электрически соединены между собой и подключены к преобразователю частоты с непосредственной св зью (ПЧНС). В Фазные цепи включены датчики токов (ДТ) и напр жений (ДН). В воздушном зазоре АД установлены датчики Холла (ДХ1) и ДХ2), а на валу - датчик углового положени (ДП) и тахогенератор (ТГ). Выходы датчиков подсоединены к блоку обратного преобразовани координат (БОПК). Ко входу ПЧНС подсоединен блок пр мого преобразовани координат (БППК). Из уравнений, и структурной схемы АД с электрическим соединением обмоток статора и ротора следует, что в АД возникают не только внутренние перекрестные св зи, свойственные обычному АД, но и нелинейные перекрестные св зи между внешними воздействи ми (напр жени ми). Кроме того, возникооот дополнитепьные нелинейности в пр мых каналах. Последние обсто тельства служат серьезным преп тствием дл синтеза высококачественного электропривода, так как затрудн ют формировани рациональных законов изменени основных величин, от которых зависит электромагнитный момент АД, а именно потокосцеплени статора и активного тока ротора Линеаризаци каналов управлени в предлагаемом электроприводе осуществл етс с помощью введенных в пр мые кансшы делительных устройств Д1 и Д2, подключенных своими входаt w . делимое к выходам пропорциональных регул торов токов РТ1 и РТ2, а своими выходами - к входам БППК. Входы делитель Д1 и Д2 формируютс в виде сумм единичного сигнала и сигнала соз(2Ч - х) , где У - угол между осью обобщенного вектора потокосцеплении статора и осью оС статора (Магнитна ось фазы А), ах- угол между осью Dd статора и осью оС ротора (магнитна ось фазы о.) . При этом сигнал cos(2V- х) поступает на Д1 чеез пропорционально-дмфференцируйцее звено с замедлением ПД31. Разв зка по управл ющим воздействи м осуществл етс с помощью множительных vcTpofiCTB МУ1 и МУ2, причем выход -МУ через пропорционально-дифференцирующее звено с замедлением ПД32 соединен со входом сумматора з блоке компенсирующих св зей, включенного между интегральным регул тором намагничивающего тока РТ1 и регул тор РТ1, а выход МУ2 непосредственно соединен со входом сумматора в блоке компенсирующих св зей, включенного между интегральным регул тором активного тока РТ2 и регул тором РТ2 . Включение формирующих звеньев поз вол ет производить формирование коор динаты Yj в функции одной величины i(- , компенсиру вторую (нелинейную) составл ющую этой координаты, в результате чего упрощаетс синтез регул торов . После произведенной линеаризации и разв зки по внешним воздействи м разв зка каналов управлени по остал ным (внутренним ) св з м АД не вызывает затруднений. Вход регул тора РТ2 через делител ное устройство ДЗ св зан с выходом регул тора скорости (PC) и с выходом БОПК с сигналом активного тока iar. Делительное устройство ДЗ линеаризуе подсистему регулировани момента при изменении потокосцеплени статора АД На вход PC через фильтр (Ф) и задатчик интенсивности (ЗИ) подаетс сигнал заданной скорости ш. Кроме того, на вход PC поступает сигнал обратной св зи по частоте вращени вала. Вход РТ1 св зан с выходом регул тора потокосцеплени (РП) и с выходом БОПК с сигналом тока намагни вани . На вход РП подаетс сигнал,пропор циональный заданному потокосцеплению У , а также выходной сигнал Vj БОПК. Множительные устройства МУЗ, №4 и МУ5 формируют сигналы, компенсирую щие внутренние обратные св зи АД. Положительна св зь по сигналу УЗ / вводима в верхний узел компенсирующих св зей, также компенсирует собственную внутреннюю св зь АД в канале регулировани потокосцеплени . Делительное устройство ДЗ линеаризует подсистему регулировани электромагнитного момента двигател . Формирование рациональных законов изменени основных координатора iir производитс с помощью РТ1, РТ2, РП и PC, включенных по принципу подчиненного регулировани параметров с последовательной коррекцией. Введение внутренних контуров регулировани фазных токов с пропорцио нальными регул торами фазных токов РТ1 и РТ2 упрощает компенсацию внутренних св зей АД и линеаризацию нели нейностей ПЧНС. В блоке обратного преобразовани БОПК производитс формирование гармонических функций sin У и cosH/onpe деление амплитуды потокосцеплени статора и составл ющих напр жений и токов ротора ir iir по ос м-регулировани , определение частоты скольжени , формирование гармонических функций sin(24-x) и, cos(2V - х) . В блоке пр мого преобразовани БППК производитс формирование соответствукицих напр жений управлени дл ПЧНС по сигналам каналов регулировани намагничивгиощего и активного токов ротора. Предлагаемой электропривод в типовом режиме работает следующим образом . При пуске на вход ЭЙ подаетс ступенчато посто нный сигнал OJjJi задани скорости,на входе ЗИ получаем линейно измен ющийс с требуемым темпом сигнал. Фильтр (ф) демпфирует этот сигнал, чем уменьшаетс перерегулирование динамического момента примерно до 8%. Далее сигнал с выхода Ф поступает на вход PC, где он алгебраически суммируетс с сигналом обратной св зи датчика ТГ частоты вращени . PC формирует на выходе сигнал, пропорциональный заданному моменту двигател М , который после прохождени через ДЗ образует сигнгш установки активного тока двигател Одновременно на вход регул тора потокосцеплени (РП) подаютс сигна- лы задани и обратной св зи по hoтокосцеплению статора, а на его выходе получаетс сигнал задани намагничивающего тока двигател i . Контуры регулировани токов формируют требуемые диаграммы пусковых токов (активного и намагничивающего), обеспечива поддержание с малым перерегулированием посто нного динамического момента. В предлагаемом асинхронном электроприводе обеспечиваетс устойчивость во всех режимах работы и высока перегрузочна способность ограничиваема , лищь мощностью источников питани и механической прочностью двигатеЛ . В электроприводе показатели качества переходных процессов соответствуют стандартным характеристикам высокодинакмчныхлинейных прнводов с подчиненным регулированием параметров . Диапазон регулировани скорости обеспечиваетс не менее 10:1 при минимальной рабочей скорости 0,1, что одновременно исключает необходимость применить специальное пусковое устройство и упрощает пуск и реверс электропривода. Кроме того, электропривод прост в настройке и обеспечивает ограничени , регулируемых величин. Формула изобретени Асинхронный электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотки статора и ротора ко0 expanding the range of adjustable speeds and improving the quality of transients. The goal is achieved by the fact that an asynchronous electric drive containing an asynchronous motor with phases of a rotor, whose stator and rotor windings are electrically connected and connected to a frequency converter with direct connection, sensors of phase currents, voltages, magnetic flux in the air gap, angular position speeds, stator speed and flux linkages of the stator, proportional and integral regulators of the magnetizing and active rotor currents, adders compensating connections, direct and reverse blocks Two dividing devices are introduced in the coordinate transformations, the first of which is divisible inlet connected to a proportional rotor magnetizing current controller., the second to a proportional active rotor current regulator, the device input through an adder and a proportional-differentiating link to the horn of a separating device are connected via another adder to the output of the block of the inverse transformation of coordinates with signals; proportional to co5 (2U - x), where y is the angle between the corresponding axes of the coordinate system associated with the generalized stator flux vector and the coordinate system associated with the fixed stator, and X angle between the corresponding axes of the coordinates associated with the stator and the rotor, with the above-mentioned adders connected to the corresponding sources of single signals, and output; separating devices - to the block of direct coordinate transformation. Two multiplying devices are also introduced, the first input of which is connected to the output of the inverse transform unit with a signal proportional to the projection of the generalized rotor voltage vector onto the rotor active current axis, and the output through the proportional-differentiating link with deceleration - to the equalizer of the compensating connections connected between the regulators of the magnetizing current of the rotor, the first input of another multiplying device is connected to the output of the inverse transform unit with a signal proportional to the projection of the general The rotor voltage is applied to the axis of stator flux linkage, and the output to the compensator coupling is connected between the rotor active current regulators. At the same time, the second inputs of the mentioned multiplying devices are connected to the output of the block inverse of the GO conversion with a signal proportional to sin (2 V - x). The drawing shows a functional diagram of the proposed asynchronous electric drive. The regulation of the asynchronous motor (BP) rotor current is performed in axes of the orthogonal cHCTeNW coordinates, one of which is directed along the generalized stator linking vector, and the other in advance of 90 electric degrees of voltage. The phase windings A, B, C of the stator and Of with / s of the rotor are electrically interconnected and connected to a frequency converter with direct connection (PCNS). Phase circuits include sensors for currents (DT) and voltages (DN). The Hall sensors (ДХ1) and ДХ2 are installed in the air gap of the AD, and the angle position sensor (DP) and the tachogenerator (TG) are installed on the shaft. The sensor outputs are connected to an inverse coordinate transform unit (BOPC). A direct coordinate conversion unit (BPC) is connected to the input of the PCNS. It follows from the equations and the block diagram of an AD with the electrical connection of the stator and rotor windings that not only internal cross-links typical of normal BP arise in AD, but also non-linear cross-links between external influences (voltages). In addition, there are additional nonlinearities in forward channels. The latter circumstances are a serious obstacle to the synthesis of a high-quality electric drive, since they make it difficult to formulate rational laws for changing the basic quantities on which the electromagnetic moment of the arteries, namely the stator flux linkage and the rotor active current depend. The control channels are linearized in the proposed drive. Direct splitters D1 and D2, connected by their own input w. divisible to the outputs of the proportional current regulators PT1 and PT2, and their outputs - to the inputs of BPC. The inputs of the divider D1 and D2 are formed as sums of a single signal and a signal cos (2 × - x), where Y is the angle between the axis of the generalized stator flux linkage vector and the axis of the stator axis (Magnetic axis of phase A), ax is the angle between the stator axis Dd and the axis оС rotor (magnetic axis of the phase о.). At the same time, the signal cos (2V-х) arrives at D1 through a proportional-differential link with a deceleration of PD31. Control actions are carried out with the help of multiplying vcTpofiCTB МУ1 and МУ2, and the output of the ММ through a proportional-differentiating link with deceleration PD32 is connected to the input of the adder from the compensating coupling unit between the integral regulator of the magnetizing current PT1 and the regulator PT1, and the output of MU2 is directly connected to the input of the adder in the compensating coupling unit, connected between the integral active current regulator PT2 and the PT2 regulator. The inclusion of the forming units allows the formation of the Yj coordinate as a function of one i (-, compensating the second (nonlinear) component of this coordinate, as a result of which the synthesis of the regulators is simplified. After the linearization and separation of external channels The control over the remaining (internal) connections of the blood pressure is not difficult.The input of the PT2 regulator is connected to the output of the speed regulator (PC) via the splitter DZ device and to the BOPC output with the active current signal iar. The DZ linearizes the torque control subsystem when the stator BP changes in the coupling to the PC input through the filter (F) and the intensity setter (GI) a signal of a given speed w. In addition, a feedback signal on the shaft rotation frequency is received at the PC input. with the output of the flux linkage regulator (TL) and with the output of the BOPC with a signal of the magnetizing current. Multiplication devices MUZ, No. 4 and MU5 form signals that compensate for internal feedbacks of AD. A positive connection by the signal UZS / injected into the upper node of the compensating links, also compensates for its own internal connection HELL in the channel flow control. The separation device DZ linearizes the subsystem of regulation of the electromagnetic torque of the engine. The formation of rational laws of change for the main coordinator iir is carried out using PT1, PT2, RP and PC, which are included according to the principle of subordinate adjustment of parameters with successive correction. The introduction of internal circuits for regulating phase currents with proportional phase current regulators PT1 and PT2 simplifies the compensation of internal connections in blood pressure and the linearization of non-linear PCNS. In the BOPC inverse transform unit, the harmonic functions sin Y and cosH / onpe are formed, dividing the amplitude of the stator flux linkage and the component voltages and currents of the ir iir rotor by m-control, determining the slip frequency, forming harmonic functions sin (24-x) and cos (2V - x). In the direct conversion unit BPCS, the formation of the corresponding control voltages for the PCNS is produced by the signals of the control channels of the magnetizing and active rotor currents. The proposed actuator in the typical mode works as follows. During the start-up, the YE is given a stepwise constant OJjJi signal specifying the speed, and at the ZI input we obtain a signal that varies linearly with the required tempo. The filter (f) damps this signal, thus reducing the overshoot of the dynamic moment to about 8%. The signal from the output F is then fed to the input PC, where it is summed algebraically with the feedback signal of the rotational speed sensor TG. PC generates a signal at the output proportional to a predetermined motor torque M, which, after passing through the DZ, forms the signal of setting the active current of the motor. At the same time, the input linkage regulator (RL) signals are sent to the stator to accept the stator, and at its output motor magnetizing current signal i. The current control loops form the required starting current (active and magnetizing) diagrams, ensuring that the constant dynamic moment is maintained with a small overshoot. In the proposed asynchronous electric drive, stability is ensured in all modes of operation and high overload capacity is limited, only by the power of the power sources and the mechanical strength of the motor. In the electric drive, the quality indicators of transient processes correspond to the standard characteristics of highly identical linear line drives with subordinate regulation of parameters. The speed control range is not less than 10: 1 at a minimum operating speed of 0.1, which simultaneously eliminates the need to use a special starting device and simplifies the start and reverse of the electric drive. In addition, the drive is easy to set up and provides limited, adjustable quantities. The invention asynchronous electric drive containing an asynchronous motor with a phase-rotor, stator and rotor windings