SU907751A1 - Устройство дл частотного управлени асинхронным электроприводом - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  построени  систем управлени  асинхронными электроприводами с вентильным преобразователем частоты.

Известно устройство дл  частотного управлени  асинхронным электроприводом , содержащее преобразователь, имеющий раздельные входы дл  управлени  напр жением и частотой. Оно включает контур регулировани  тока, в функции которого регулируетс  напр жение преобразовател . Управление частотой осуществл етс  путем задани  абсолютного скольжени , соединенного с первым входом сумматора . С валом двигател  соединен прецензионный датчик скорости, выход которого соединен через второй вход сумматора с блоком управлени  частотой, 1.

Однако использование датчика скорости усложн ет привод.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  частотного управлени  асинхронным электроприводом, содержащее вентильный преобразователь частоты с блоками управлени  напр жением и частотой, контуры регулировани  скорости, модул  вектора тока статора и его активной составл ющей с соответствующими регул торами и датчиками.

Claims (2)

1. В данном электроприводе сигналы зада5 ки  полного тока и его активной составл ющей вырабатываютс  функциональным преобразователем, на вход которого поступает выходной сигнал регул тора скорости . Регулирование полного тока осуществл етс  в функции заданного и фак10 тического, определ емого с помощью датчика тока, значени , причем выходной сигнал регул тора полного тока воздействует на вход блока управлени  напр жением . На входе регул тора частоты скольжени  сравниваютс  значени  сигнала задани  активной составл ющей тока статора и снимаемого с датчика активного тока сигнала,обратной св зи. Выходной сигнал регул тора частоты скольжени  определ ет величины скольжени  асин20 хронного двигател . Этот сигнал после суммировани  с сигналом датчика скорости  вл етс  сигналом задани  частоты преобразовател , воздействующим на вход блока управлени  частотой. Формирование сигнала задани  абсолютного скольжени  в функции рассогласовани  по активной составл ющей тока статора позвол ет осуществл ть регулирование скольжени  с учетом электромагнитного переходного процесса в мащине, что повыщает быстродействие электропривода. Кроме того, режим работы привода, определ емый настройкой функционального преобразовател , реализуетс  за счет регулировани  полного и активного токов. При этом -существенно снижаютс  требовани  к точности примен емого датчика скорости, необходимой дл  реализации выбранного закона частотного управлени  1. Недостатками данного электропривода  вл ютс  низка  точность и качество регулировани  за взаимного вли ни  контуров регулировани  пблного тока и его активной составл ющей, а также за счет использовани  аналогового принципа регулировани  скольжени  в функции активной составл ющей тока при существенной нелинейности объекта регулировани . Цель изобретени  - повыщение точности регулировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  частотного управлени  асинхронным электроприводом, содержащее вентильный преобразователь частоты с блоками управлени  напр жением и частотой , регул тор, тока, один из входов которого через функциональный преобразователь подключен к регул тору скорости, второй вход - к датчику тока, а выход - к блоку управлени  напр жением, и блок суммировани , введены датчик фазового угла, фильтр, врем задающий блок, нуль-индикатор , при этом первый вход блока суммировани  соединен с датчиком,:фазового угла, второй вход через фильтр и функциональный преобразователь с регул тором скорости, а выход - с одним из входов.врем задающего блока, выход которого через нуль-индикатор подключен к блоку управлени  частотой ,, а второй вход врем задающего блока подключен к вь1ходу нуль-индикатора . На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  управлени  асинхронным электроприводом; на фиг. 2 - зависимость фазового угла асинхронной мащины от времени. Устройство содержит подсоединенный к преобразователю 1 частоты и подключенный к асинхронному двигателю 2 блок 3 управлени  напр жением и блок 4 управлени  частотой, регул тор 5 модул  вектора тока статора, датчик 6 тока статора , функциональный преобразователь 7, подключенный к выходу регул тора 8 скорости , к .одному из входов которого подключен датчик 9 скорости вращени . В электропривод входит также нуль-индикатор 10, выход которого соединен с блоком 4 управлени  частотой, врем задающий блок 11, выход которого соединен с входом нуль-индикатора 10, один из входов - с выходом нуль-индикатора, а вто- рой вход - с блоком 12 суммировани , входы которого подключены к выходам фильтра 13 и датчика 14 фазового угла, причем фильтр 13 через функциональный преобразователь 7 подключен к регул тору 8 скорости. Электропривод работает . следующим образом, Сигналы задани  контуров, регулировани  модул  J и фазового угла ср вектора тока статора в пол рных координатах напр жени  статора формируютс  функциональным преобразователем 7 по выходному сигналу регул тора 8 скорости таким образом , чтобы обеспечить работу привода в заданном режиме, например в режиме посто нства потокосцеплени  ротора YC const. Регулирование модул  вектора тока статора осуществл етс  с помощью регул тора 5 тока, на входы которого поступают сигналы задани  3 обратной св зи Jj с датчика 6 тока, а выходной сигнал регул тора воздействует на блок 3 управлени  напр жением преобразовател  1 частоты, Дл  управлени  частотой преобразовател  используетс  принцип частотно-импульсной модул ции (ЧИМ). Сигнал задани -фазового угла « с выхода функционального преобразовател  7 через фильтр 13 поступает на вход блока 12 суммировани , где алгебраически суммируетс  с сигналом обратной св зи Ч (фиг. 2), снимаемым с выхода датчика 14 фазового угла . Выходной сигнал блока 12 суммировани , представл ющий собой сигнал рассогласовани  между заданным и фактическим значени ми фазового угла, воздействует на врем задающий блок 11, осуществл ющий временное преобразование данного сигнала в соответствии с выбранным законом частотно-импульсного модулировани . При равенстве выходного сигнала врем задающего блока 11 нулю срабатывает нуль-индикатор 10, выходной сигнал которого воздействует на вход бло управлени  частотой, а также возвращает в исходное состо ние врем задающий блок. Использование частотно-импульсного модулировани  дл  регулировани  частоты преобразовател  обусловлено тем, что в преобразовател х частоты с звеном посто нного тока и в непосредственных преобразовател х частоты с пр моугольной модул цией управл ющий вектор тока или напр жени  при коммутации поворачиваетс  скачком на угол, равный Х/3. При этом в течение межкоммутационного интервала протекает электромагнитный переходный процесс и, если режим стационарный, система возвращаетс  к состо нию, предшествовавшему коммутации. Таким образом , стационарный режим квазинепрерывной системы: преобразователь частоты - асинхронный двигатель  вл етс  периодическим режимом, характеризуемым непрерывной полезной составл ющей, и микропереходным процессом коммутации. При этом информаци  о состо нии системы в течение микропереходного процесса (электромагнитного переходного процесса в межкоммутационном интервале)  вл етс  значительно более полной, чем информаци  0 непрерывной полезной составл ющей процесса . Поэтому в тех случа х, когда примен ютс  непрерывные системы управлени  частотой преобразовател  происходит как бы потер  части информации. Использование ЧИМ позвол ет получить полную информацию о процессе. В качестве переменной; характеризующей состо ние системы, можно выбрать фазовый угол р между векторами тока и напр жени  статора. При этом осуществл етс  регулирование вектора тока статора в системе пол рных координат, св занных с вектором напр жени  статора. Регулирование модул  и фазы тока статора в отличие от регулировани  полного и активного тока позвол ет в значительной мере устранить взаимное вли ние контуров и повысить качество регулировани . На фиг. 2 приведен график f (t) зависимости фазового угла от времени в стационарном режиме работы асинхронного электропривода с преобразователем частоты на основе автономного инвертора тока . Зависимость Ч (t)  вл етс  периодической и содержит, например, информацию о скорости в то врем  как среднее значение %р ,  вл ющеес  полезной составл ющей , такой информации не содержит. Если прин ть, что регулирование ведетс  по среднему значению фазового угла, должно выполн тьс  равенство i/cp.dt 4.; где Т - врем  межкоммутационного интервала . В стационарном режиме Ч const, поэтому )dt О, или, освобожда сь от Т, величина которого до очередной коммутации неизвестна, получаем ;J( )dt 0. Момент очередной коммутации определ етс  выражением Т min (т,/( ) X Xdt 0}. ° Частотно-импульсный модул тор, реализу  последнюю зависимость, определ ет длительность текущего межкоммутационного интервала. Интегрирование разности осуществл етс  врем задающим блоком , который в общем случае может вычисл ть и другие составл ющие, необходимые дл  коррекции системы в динамике. Равенство интеграла разности «f нулю фиксируетс  нуль-индикатором, который вырабатывает команду на очередную коммутацию преобразовател . В этом случае блок управлени  частотой существенно упрощаетс , так как не содержит задающего генератора. Кроме того, дл  управлени  частотой преобразовател  в рассматриваемой системе не требуетс  дополнительна  информаци  о скорости двигател  кроме той котора  содержитс  в сигнале cf (t). Фильтр между функциональным преобразователем и сумматором служит дл  согласовани  динамических характеристик контуров регулировани  модул  тока и фазового угла. Регулирование вектора тока статора в пол рных координатах позвол ет практически устранить взаимное вли ние контуров регулировани  и уменьшить чувствительность системы к настройке функционального преобразовател . Использование принципа частотно-импульсной модул ции дл  управлени  частотой преобразовател  повышает точность и качество регулировани  скорости и момента в электроприводе. Формула изобретени  Устройство дл  частотного управлени  асинхронным электроприводом, содержащее вентильный преобразователь частоты с бло ками управлени  напр жением и частотой, регул тор тока, один из входов которого через функциональный преобразователь подключен к регул тору скорости, второй вход --К датчику тока, а выход - к блоку управлени  напр жением, и блок суммировани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , в него введены датчик фазового угла, фильтр, врем задающий блок, нуль-индикатор, при этом хгервый вход блока суммировани  соединен с датчиком фазового угла, второй в(ход через фильтр и функциональный „.. „„„. ,. , .. .... преобразователь с регул тором скорости, а выход - с одним из входов врем задающего блока, выход которого через нульиндикатор подключен к блоку управлени  частотой, а второй вход врем задающего блока подключен к выходу нуль-индикатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 442561, кл. Н 02 Р 5/34, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 716125, кл. Н 02 Р 7/42, 1978.