Электропривод переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P7/42 

I Изобретение относится к эпектротекнике, а именно к электропривоау перема ного тона на базе машины цвойного . питания с напосрецственным преобрааователем частоты в цепи ротора, и може быть использовано в:,. механизмах, требуюцшх достаточно высоких аинамичео ких свойств и повышенной надежности эпектропривоаа, например.в горно«.мета лургической промышпенности при регулировании числа оборотов ротора относительно синхронной скорости погея. Известны эпектропривоаы переменно го тока, содержащие асинхронный эпеКт родвигатель с фазным ротором, непосрв ственный преобразоватепъ частоты, регулятор с датчиками углового попоже кия ротора ипи его скорости вращения, а также датчики Хопла ij . Недостатком известного эпектропр№йоаа является значительная споншость, из-за датчиков угла, вьшопненных, нащ ,мер, в виде датчика Хопла, применение которых в отдельных отраслях промышпенности снижает надежность электропривода в целом. Наиболее бгшзким к предлагаемому является электропривод переменного то ка, содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором, регулируемый источник тока с блоком прямого преобразования координат на входе, блок обратного преобразования координат с датчиками тока и напряжения статора на входе, формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора и фазовый дискриминатор с блоками умножения и суммирования, обмот ки статора снабжены выводами для подключения к сети, а обмотки ротора электродвигателя подключены к источ ннку регутфуемого тока, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя сигналов задания реак тивного и активного токов ротора, а его третий и четвертый входы соединены с выходом формирователя гармонических функций, вход которого подклк чен к выходу фазового дискриминатора, первый и второй входы которого подключены к одноименным выходам блока обратного преобразования координат, а третий вход -к второму .выходу формирователя сигнала задания реактивного и активного токов ротора, причем фазовый дискриминатор на входе содержит узеп сравнения, входы которо05ГО оС азуют первый и третий входы фазового дискриминатора, а на выходе пропорцнонально-юггегральный регулятор, формирователь сигналов задания реактивного и активного токов ротора /снабжен входом обратной связи по скольжению 23 . Недостатком этого электропривода является сложность, связанная с зашгей в фазовом дискриминаторе сложных функциональных зависимостей, определяющих наличие в нем блоков умножения. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении высоких динамических показателей его работы. Указанная цель достигается тем, что в электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором , регулируемый , источник тока с блоком прямого преобразования координат на входе, блок обратного преобразования координат с датчиками тока и напряжения статора на входе, формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора и фазовый дискриминатор, обмотки статора подключены к сети, а обмотки ротора электродвигателя подключены к регулируемому источнику тока, первый в второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя сигналов задания реактивного и активного токов ротора, а его третий и четвертый входы соединены с выxoдo f формирователя гармонических функций, вход которого подключен к выходу фазового дискриминатора, перьВЫЙ и второй входы которого ПОДКЛЮЧ&ны к одноименным выходам блока обратного преобразования координат, а третий вход - к BTopotviy выходу формировать ля сигналов задания активного и реа&тивного токов ротора, причем фазовый дискриминатор на входе содержит узеп сравнения, входы которого образуют и третий входы фазового дискриминатора, а на выходе - пропорхшональноинтегральный регулятор, формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора снабжен входом об- ратной связи по скольжению, в фазовый дискриминатор введен бпок цепения, вход делимого которого соединен с выходом узла сравнения, а вкод делителя образует второй вход фазового дискриминатора, выход ввеце1шого блока деления соединен с входом пропорггаональноинтегрального регупятора, выход которо го соецинен с входом обратной связи по скольжению формирователя сигналов эацания активного и реактивного токов ротора. На чертеже изображена схема предла гаемого устройства. Электропривод соцержит асинхронный электроцвигатепь 1 с фазным ротором, источник 2 регулируемого тока с прео разователем 3 координат на входе, первый и второй входы которого являются аналоговыми, а на третий и четвертый подают опорные гармонические сигналы формирователь 4 гармонических функций, пропооционапгьно-интегральный регулятор. 5 частоты скольжения, введенный блок 6 деления, узел 7 сравнения, блок 8 - формирователь сигналов задания активного и реактивного, токов ротора, имеющий шесть входов и два выхода, первый из которых является заданием для реактивной, а второй для активной составляющей тока ротора, блок 9 обратного преобразования, третий выход которого является сигналом реактивной составляющей тока статора, второй выход - реактивной составляющей, а первый - активной составляющей тока ротора, датчики 10 и 11 тока и напряжения статора. Блок содержит датчик 12 фазных токов рото ра, непосредственный преобразователь частоты, блок 14 импульсно-фазового управления, блок 15 компенсации, регу лятор 16 фазных токов,сумматор 17, при этом трехфазный задающий вход сумматора 17 является входом блока 2 а силовой выход блока 13 - выходом блока 2.Блок 8соаержит блок 18 вычисле ния потокосцеппения статора, регулятор 19 реактивного тока статора, регулятор 20 скорости ротора, блок 21 деления, сумматоры 22 и 23. Блоки 7 образуют фазовый дискриминатор 24 Входы блока 18 образуют первый и второй входы блока 8, входы сумматора 22 - третий и четвертый вхоцы бло ка 8, входы сумматора 23 - пятый и шестой входы блока 8, выход регулято ра 19 является первым выходом блока 8, а выход блока 21 цедения образует второй выкоц блока 8, Выкоцы датчиков 10 и 11 соешшёны с входами блока 9 и первым и вторым входами блока 8, третий вкоц .которого соединен с третьим выходом блока 9, четвертый и пятый вкоцы соединены 054 оответственно с за датчиками реактивого тока статора и частоты скольжения,) шестой вход соединен с выходом блоа 5. Первый и второй выходы блока 3 оединены соответственно с первым и торым входами блока 3 и третьим вхо ом блока 24, первый вход которого оединен с первым выходом блока 9, а выход соединен с входом делимого блока 6, вход-делитель которого соецинен с вторым выходом блока 9, выкоц блока 6 соединен с входом блока 5, выход которого соединен с входом бпока 4, оба выхода которого соединены с третьим и четвертым входами блока 3, трехфазный выход которого соединен с управляющим входом блока 2, силовой вход которого соединен с сетью, а выход - с обмотками ротора электродвигателя 1, обмотки статора которого подключены к сети через датчики 10 и 11 тока и напряжения. Предложенный электропривод переме ного тока функционирует следующим образом. После запуска и разгона электродвигателя 1 по одному из известных способоё, применяемых для машин двойного питания, обмотки ротора, подключенные к блоку 2, подвергаются управляющему воздействию со стороны системы регулирования. Регулятор 16 фазных токов Обеспечивает соответствие фаэных токов ротора сигналам задания, поступаюишм с выхода блока 3, благодаря большому коэффициенту усил&ния в контуре фазовых токов ротора, что переводит непосредственный прео&разователь 13 частоты в режим источника тока. Сигналы задания с частотой скольжения и сдвигом по фазе на 12О эл. град, приходят с выхода блс ка 3, на входы которого подаются сягор- ные гармонические сигналы с выхоцй блока 4 и сигналы задания реактивной и активной составляющих тока ротора соответственно на первый и второй входы с выкопов блока 8. Частота сигналов на выходе блока 4 пропорциональна величине аналогового сигнала, поотупающего с выхода блока 5, являющегося регулятором частоты скольжения. Сигнал задания активного тока ротора сравнивается с реппьпым сигналом активного тока ротора, поступаюигим с третьего выхода блока 9, па узпо 7 сравнения сигнал рассот-пасовапия поотупает в вице депимого пп ихоц блока f

аепения, а целитепем является сигнал, пропорциональный реактивной составпяк щей тока ротора, приходящий с второго выхоаа блока 9. Выхоаной бпо- ка 6 пропорционален углу t рассогласо вания межцу вектором тока ротора и его запанием. Этот сигнал поступает на вкоц регулятора 5 частоты скоАь жения, выхоцной сигнал которого опр&цепяет частоту скольжения, этот же сигнал является информационным для регулятора 20, скорости т.е. иопользуется вместо сигнала с цатчика скрости вращения ротора, что исключает необходимость применения последнего.

Таким образом регулирование скорро ти вращения, частоты скольжения, акти&ной составляющей тока ротора производится по ооному каналу управления, а регулирование реактивной мощности производится по второму каналу, /что сохраняет высокие динамические свойст ва электропривода несмотря на то, что он разомкнут по скорости вращения ротора.

Применение изобретения позволяет упростить аппаратурную часть регулятора, повысить надежность его работы, сохранив при этом все достоинства м&шины двойного питания.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, соцержащий асинхронный эпектроцвигатепь с фазным ротором, регугафуемый источник тока с блоком прямого преобразования координат на Bjtpae, бпок обратного преобразования координат с цатчиками тока и напря к&ния статора на входе, формировательсигналов задания активного и реактивного токов ротора и фазовый дискрими - натор, Ъбмотки статора поокгоочены к с&ти, а обмотки ротора эпектроцвигатепя поцкшочены к регулируемому источнику тока, первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми и вторым выходами формирователя сигналов задания реактивного и активного токов ротора, а его третий и четвертый входы соединены с выхо цом формирователя гармонических фун ций, вхоц которого подключен к выходу фазового дискриминатора, первый и .второй входы которого подключены к одно. именным выходам блока обратного преобразования координат,а третий вход к второму выходу формирователя сиг налов задания активного и реактивного токов ротора, причем фазовый дискрими натор на вхоце содержит узел сравн ния, входы которого образуют первый и третий входы фазового сшскриминатора, а на выходе - пропорциональноинтегральный регулятор, формирователь сигналов задания активного и реакти&ного токов ротора снабжен входом обратной связи по скольжению, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении высоких динамических показателей, в фазовый дискриминатор введен блок целения, вход делимого которого соеди:л нен с выходом узла сравнения, а вхоа делителя образует второй вход фазо | 1 вого дискриминатора, выход введенного блока деления соединен с входом о пропорционально- интегрального регу1F1 лятора, выход которого соединен с входом обратной связи по скольжению фор мирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора.