Электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором Советский патент 1984 года по МПК H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управляемого электропривода, построенного на базе асинхронной машины с ф ным ротором, статорная (роторная) обмотка которой подключена к питаюй(ей сети непосредственно, а роторна .(статорная) через преобразователь частоты, и может быть использовано горной, химической металлургической и других отраслях промышленности (приводы вентиляторов, насосов, компрессоров и т.д,) при регулиро нии скорости нагрузки относительно синхронной скорости, определяемой частотой сети. Известен электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором, содержащий регуляторы скорости и реактивной мощности, соединенные че рез блок прямого преобразования координат с преобразователем частот питающим ротор машины .1.. Недостатком электропривода является необходимость размещения на валу электромеханического датчика углового положения, формирующего га монические функции для координатных преобразователей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электропривод, в котором отсутствует электромеханический датчик углового положения, состоящий из асинхронной машины с фазньд4 ротором, регуляторов активного и реактивного токов ротора, датчиков тока ротора, статора, блока прямого преобразова-ния , блока обратного преобразования координат и преобразователя частоты. В качестве датчика гармонических функций в этом приводе используется управляемый генератор колебаний . При использовании известного уст ройства в замкнутой по скорости сис теме регулирования на валу машины дсшжен быть установлен датчик скорости, что усложняет электропривод. Цель изобретения - упрощение электропривода с асихронной машиной с фазным ротором. Указанная цель достигается тем, что электропривод с асинхронной мащиной с фазным ротором, содержащий датчики фазных напряжений и токов статора,датчики фазных токов ротора последовательно соединенные блок задания скорости, регулятор скорости, блок прямого преобразования координат, блок управления и преобразователь частоты, к второму входу блока прямого преобразования координат подключен выход регулятора реактивной мощности, соединенного с блоком задания реактивной мощности, блок формирования гармонических функций, подключенный выходами к входу блока прямого преобразования координат, дополнительно введены формирователь приведенного тока ротора, формирователь сигнеша частоты вращения и формирователь сигнала сКорости. Причем входы формирователя приведенного тока ротора соединены с датчиками фазных натфяжений и токов статора, выход - с первым входом формирователя сигнала частоты враще.ния, второй вход которого подключен к датчикам фазных токов ротора, а выходы - к входам формирователя гармонических функций и формирователя сигнала скорости, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости. На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного .электропривода; на фиг. 2 - пространственная диаграмма расположения координатных осей:oi,/3 - неподвижных в пространстве,й, q - вращающихся вместе с ротором с частотой и} (там же показано пространственное положение изображающего вектора тока ротора г). Статор асинхронной машины 1 (фиг. 1) подключен к питающей сети 2 непосредственно, ротор - через регулируемьй преобразователь 3 частоты. Блок 4 управления преобразователем через блок 5 прямого преобразователя координат и регуляторы 6 и 7 скорости и реактивной мощности связан с блоками задающих сигналов скорости 8 и реактивной мощности 9. К входам для гармонических функций блока 5 прямого преобразования координат подключен формирователь 10 гармонических функций, входы которого через введенные в электропривод ормирователь 11 сигнала частоты вращения и формирователь 12 привеенного тока связаны с датчиками азных напряжений 13 и токов 14 стаора. Формирователь 10 соединен таке с питающей сетью 2. Второй вход ормирователя 11 подключен к датчикам 15 фазных токов ротора. Выходы фор31

мирователя t1 соединены также с входами формирователя 16 сигнала скорости выход которого подключен к регулятору 6 скорости.

Необходимая в электроприводе информация об угловом положении ротора формируется косвенным образом по данньм получаемым с помощью датчиков фазных токов и- напряжений.

При записи вектора тока ротора в системе осей в,/Г (фиг. 2) получаем

:

При записи вектора тока ротора в систене осей d, q получаем

..

Информацию о частоте вращения ротора машины, содержащуюся в угле получаем из выражений (1) и (2)

( . (51 fpt,p

При помощи преобразователя .5 координат, формирователей 11 и 12.устройства осуществляется ввделение гармонических сигналов частоты вращения ротора в соответствии с выражением 3) .

На входы блока 12 поступают сигналы фазных токов и напряжений статора рт датчиков 13 и 14. На выходе блока 12 формируются сигналы токов ротора, преобразованные к системе осей «бц/З . Указанные токи ротора соответствуют вьфажению

W4HlV ki H v4

сопротивление взаимоиндукции обмоток статора и рото ра;

X - сопротивление самоиндукции обмотки ротора; г - активное сопротивление о6мотки статора;

007034

и - изображающий вектор напряжения, подводимого к обмотке статора; t - время.

в Сигналы с выхода блока 12 поступают на один из входов блока 11, на второй вход которого поступают сигналы фазных токов ротора с датчика 15. На выходе блока 11 форми0 руются сигналы частоты вращения

ротора согласно выражению (3). Сигналы с выхода блока 11 поступают на вход блока 10, на другой вход которого поступают сигналы частоты сети,

5 при этом на выходе блока 10 формируются сигналы частоты вращения ротора машины относительно поля статора, последние поступают на входы для гармонических функций блока 5.

0 Сигналы с выхода блока 11 лоступают также на вход блока 16, где осуществляется вьщеление сигнала, пропорционального частоте вращения ротора машины

vfi- MMf

SinW-i

К

Сигнал с выхода блока 16 поступает на один из входов регулятора 6 скорости.

Сигналы с выходов блоков 6 и 7 поступают на соответствующие входы тока блока 5. В блоке 5 формируются сигналы управления преобразователем 3 частоты.

При большом уровне высших гармонических составлянщих в сигналах поступающих от датчиков 13, 14 и 15 в. блоке 11 целесообразно устанавливать векторный фильтр.

. Таким образом, использование в электроприводе, новых элементов: формирователя, приведенного тока ротора, формирователя сигнала частоты вращения и формирователя сигнала

скорости - обеспечив;ает работу устройства в замкнутой по скорости системе без каких-либо электромеханических датчиков, устанавливаемых на валу машины. По сравнению с ,ными цредпагаемый электропривод проще по конструкции и надежнее в работе.

ЭЛЕКТРОПРИЮД С АСИНХРОННОЙ МАШИНОЙ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ, содержапрй датчики фазных напряжений и токов статора, датчики фазных токов ротора, последовательно соединенные блок задания скорости, регулятор скорости, блок прямого преобразования и преобразователь частоты, причем к второму входу блока прямого преобразования координат подключен выход регулятора реактивной мощности, со ёдиненного с блоком, задания реакти){оЙ мощности, блок формирования г,а9 мо1тческих функций, подключенный .выходами к входу блока преобразования координат, 6 т л ич .а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения, в .него введены формирователь приведенного тока ротора, формирователь сигнала частоты вращения и формирователь сигнала скорости, причем входы формирователя приведенного тока ротора соединены с датчиками фазных напряжений и токов статора выход - с первым вхо3 дом формирователя сигнала частоты вращения, второй вход которого подключен к датчикам фазных токов ротора, а выходы - к входам формирователя гармонических функций и формио рователя сигнала скорости, выход которого соединен со вторым входом регулятора скорости.