SU815854A1 - Устройство дл управлени электри-чЕСКОй МАшиНОй пЕРЕМЕННОгО TOKA - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока, услови  работы которых не позвол ют использовать машины с узлами скольз щего токосъема, т.е. в электроприводах , работающих во взрывоопасных, агрессивных, переувлажненных, разреженных и других подобных средах, а такзке в сверхмощных высоко горных электроприводах.

Известны устройства дл  управлени  электроприводом переменного тока , содержащие электрическую машину с фазным ротором и преобразователь частоты дл  питани  электрической машины. Такие устройства содержат два канала регулировани , позвол ющие с высоким качеством переходных процессов управл ть работой электрической машины. Дл  точной ориентации управл емых переменных машины по вектору потокосцеплени  необходимо обеспечить непосредственное измерение потока, например, с.пойощью датчика Холла или измерительных обмоток на статоре. Наилучшее качество. переходных процессов мох(но обеспечить при непосредственном управлении. моментс л регулируемого двигател  Q .

Однако в указанных устройствах управление моментом осуществл етс  не непосредственно, а через активную составл ющую тока статора, направленную перпендикул рно к вектору потокосцеплени  статора или ротора, что снижает точность регулировани .

Такие системы содержат обычно делительные устройства дл  пересчета

0 сигнала момента в сигнал задани  активного тока статора и дл  расчета частоты вращени  вектора потокосцеплени , что усложн ет устройство управлени .

5

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, к изобретению  вл етс  устройство дл  управлени  электрической машиной переменного тока, подключенной к

0 преобразователю частоты, содержащее два канала регулировани , построенных в синхронно вращающихс  ос х d(,,qcr канал регулировани  скорости (мощности). Канал регулировани  ско5 рости содержит задатчик интенсивности , выход которого соединен с элементом сравнени  задающего сигнгша и сигнала обратнойсв зи по скорости, получаемого от датчику ркорости. Выход элемента сравнени  подключен ко

ВХОДУ регул тора скорости, выход которого соединен с элементом сравнени задающего сигнала по моменту и сигнала обратной св зи по моменту. Выход элемгчта сравнени  включен на вход регул тора момента. Выход регул тора момента соединен со входом координатного преобразовател . Канал регулировани  реактивного тока (мощности ) содержит, регул тор реактивного тока и сигнала обратной св зи по реактивнойу току. Шход регул тора реактивного тока соединен со входом координатного преобразовател . Выход координатного преобразовател  соединены с соответствующими обмотками машины 2 . .

Однако данное устройство неприменимо дл  управлени  бесконтактной машиной двойного питани  (БМДП), представл нлчей собой каскад из двух асинхронных машин с фазными роторами на одном валу. При этом статор одной машины подключен к сети, роторы машин соединены электрически, а статор питаетс  от преобразовател  частоты . БМДП может быть выполнена также .в одном корпусе и совмещенном исполнении , при котором в одном магнитопроводе действуют два магнитных пол  а ротор коротко эгилкнут.

В устройстве формирование сигнал соответствуннцего моменту и определ емого магнитным полем маишны, осуществл етс  путем линейных операций с токами ротора и статора и напр жени  статора,ВБМДП вргицающий момент определ етс  результирующим действием двух магнитных полей, которые в об- в щем случае при разном числе пар п олюсов машин, без которых состоит ) вращаютс  с разной частотой относительно неподвижной системы координат.

Кроме того, в известном устройстве использ потс  датчики мгновенных значений фазных токов ротора с последуюш1 м их преобразованием. В случае использовани  БМДП непосредственное измерение токов ротора св зано со значительными трудност ми и снижает эффект применени  БМДП.

Целью изобретени   вл етс  упрощение и расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  электрической машиной переменного тока, подключенной к преобразователю частоты, содержащее датчик углового положени  ротора электрической машины, датчики токов и напр жени  статора, датчик частоты сети, выходы которых соединены со входами первого преобразовател  координат, формирователь момента, входы которого соединены с выходами первого преобразовател  координату регул тор скорости с первым элементом сравнени , входы которого соединены с задатчиком скорости и датчиком скорости электрической машины, регул тор момента со вторым элементом сравнени , входы которого соединены с выходом регул тора скорости и выходом формировател  момента, регул тор реактивной -мощности с третьим элементом сравнени , входы которого соединены с задатчиком реактиной мощности и выходом формировател  сигнала реактивной мощности, второй преобразователь координат, входы.которого соединены с выходом регул тора момента, выходом регул тора реактивной мощности и выходами первого преобразовател  координат, а выход второго преобразовател  подключен ко входу преобразовател  частоты с непосредственной св зью, введены датчик тока второго статора электрической машины, формирователь проекций тока второго статора и формирователь проекций тока ротора электрической машины, а формирователь момента снабжен дополнительными входами , причем входы формировател  проекций тока второго статора электрической машины соединены с выходами датчика углового положени  ротора и датчика тока второго электрической машины, входы формировател  проекций тока ротора соединены с выходами первого преобразовател  координат, а выходы обоих формирова .телей проекций соединены с дополнительными входами формировател  момента .

На фиг.1 изображена структурна  схема устройства дл  управлени  бесконтактной электрической машиной двойного питани :, на фиг. 2-4 структурные схемы формировател  проеций тока второго стаТора, формировател  проекций тока ротора электрической машины и формировател  момента соответственно.

Первый статор 1 БМДП подключен к сети, второй статор 2 - к преобразователю 3 частоты с непосредственной св зью. Управление преобразователем 3 частоты осуществл етс  напр жением со второго преобразовател  4 координат, ко входам которого под .ключены выходы регул тора 5 момента, регул тора 6 рактивной мощности и первого преобразовател  7 координат . Вход регул тора 5 момента через второй элемент 8 сравнени  соединен с выходом регул тора 9 скорости и ВЫХОДСМ4 формировател ; 10 момента. Вход регул тора б реактивной мощности через третий элемент 11 сравнени  соединен с задатчиком 12 реактивной мощности и формирователем 13 сигнала реактивной мощности. Вход регул тора 9 скорости через первый элемент 14 сравнени  соединен с датчиком 15 скорости и задатчиком 16 скорости. Формирователь 13 сигнала реактивной мовдности соединен с выходами первого преобразовател  7 координат. Входы формировател  момента соединены с выходами формировател  17 проекций тока ротора, формировател  19 проек ций тока второго статора и перового преобразовател  7 координат. Входы формировател  17 проекций тока рото ра соединены с выходами первого пре образовател  координат 7. Входы фор мировател  18 проекций тока второго статора соединены с выходами датчика 19 тока свторого статора 2 и датт чика 20 углового положени  ротора. Входы первого преобразовател  7 координат соединены с выходами датчик 21 напр жени  первого статора датчика 22 тока первого статора и датчика 23 частоты сети. Формирователь 18 проекций тока второго статора преобразует ток вто рого статора 2 в проекции на те же оси, в которых выражен ток первого статора .гр,+ р 3j-Vr Гг«,р, ге где истинное значение тока втор го статора 2 сигнал с углоизмерительной машины в случае равенства чисел пар полюсов р и р машины . ij-р .jjaoo di е . е Формирователь 18 проекций тока второго статора содержит четыре бло ка 24-27 умножени , входы которых соединены с выходами датчика 20 углового положени  ротора и датчика 22 тока второго статора, а выходы попарно соединены со входами сумматоров 28 и 29, выходы которых соединены с двум  входами формировател 10 момента. Формирователь 17 проекций тока ротора осуществл ет формирование проекций тока ротора в тех же ос х что и токи статора 1 Чocp-7;D c г -W i - Vpl Формирователь 17 проекций тока ротора (фиг.3) содержит два интегр сумматора 30 и 31, входы которых соединены с соответствующими выхода ми первого преобразовател  координа 7, а выходы соединены с соответству щими входами двух сумматоров 32 и 3 другие входы которых соединены с соответствующими входами формировател  10 момента. Формирователь момента осуществл ет выделение сигнала момента ,;,vci лг) или в составл ющих по ос м 4o6 ai;ip o,i.,2pV 4ji(,«.4Xa.2oL)Формирователь 10 момента (см. фиг.4) содержит два сумматора 34 и 35 входы которых соединены с соответствующими выходами первого преобразовател  координат и формировател  8 проекций тока второго статора. Выходы csTMMaTopoB 34 и 35 соединены с соответ ствукщими входами двух блоков умножени  36 и 37, два других входа этих блоков умножени  соединены с выходами ф(ф шр6вател  17 .проекций тока ротора, выходы блоков,умножени  соединены со входом суг матора 38, выход которого соединен со вторым элементом 8 сравнени  регул тора 5 момента . Устройство дл  управлени  БМДП работает следующим образ сан. Сигнгш задани  по скорости сравниваетс  на элементе 14 сравнени  с сигналом истинного значени  скорости с датчика 15, рассогласование отрабатываетс  регул тором 9 скорости, и полученный сигнал  вл етс  заданием по моменту. Этот сигнал сравниваетс  на втором элементе 8 сравнеги  с истинным значением момента маишны, получаемым от формировател  10 момента . Рассогласование отрабатываетс  регул тором 5 момента и результирующий сигнал поступает на второй преобразователь координат 4. В другом канале сигнал задани  ito реактивной мощности сравниваетс  на третьем элементе 11 сравнени  с истинным значением реактивной мощности, получаемым от формировател  13 сигнгша реактивной мощности, результируюсщй сигнал отрабатываетс  регул тором 6 реактивной мощности. Выходной сигнал с регул тора б поступает на вход второго rtpeoбpaзoвaтeл  4 координат. Трехфазный выходной сигнал со второго преобразовател  4 координат пос-. тупает на вход преобразовател  3 частоты . Напр жение с выхода преобразовател  3 частоты, измен ющеес  по частоте и амплитуде в зависимости от управлени , подводитс  к обмоткам второгс. статора 2. Таким образом, введение новых блоков в устройство управлени  позвол ет использовать его дл  управлени  электрическими машинами, работающими в более жестких услови х, и упростить его схему, обеспечива  качественное управление БМДП с высокой точностью .

Claims (2)

1.Дацковский Л.Х. и др. Синтез систем подчиненного регулировани  в асинхронных электроприводах с непосредственным преобразованием частоты Электричество , 9, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2329582, кл. Н 02 Р 5/3 1976.