Электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором Советский патент 1984 года по МПК H02P7/42 

2.Электропривод по п. 1, отличающийся тем,что в него введен многофазный фазочувствительный выпрямитель, входы которого соединены с выходами управляемого по частоте генератора и блока формирования фазных ЭДС ротора, а выход с входом формирователя сигналов зад ния активного и реактивного токов ро тора. 3.Электропривод по пп 1 и 2, отличающийся тем, что фор мирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора снабжен блоком задания скорости, соедине ным через блок регулирования скорости с блоком прямого преобразования координат, причем вход блока регулирования скорости соединен с выходом многофазного фазочувствительного вьтрямителя, блоком задания реактивного тока ротора, соединенным с входами фазового дискриминатора и блока прямого преобразования координат. 97 4. Электропривод по пп 1-3, от личающийся тем, что в нег введен определитель величины опорньисигналов, соединенный входами с формирователем гармонических функций частоты токов статора, а выходами с блоками задания скорости и тока намагничивания. 5. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора снабжен двумя регуляторами тока, причем входы первого регулятора тока соединены с блоком задания реактивного тока статора и с выходом блока обратного преобразования координат, входы вто- , рого регулятора тока - с блоком задания активного тока статора и с выходом блока обратного преобразования координат, а их выходы подключены к входам фазового дискриминатора и блока прямого преобразования координат.

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С АСИНХРОННОЙ МАШИНОЙ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ по авт. св. № 675567, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности отработки заданного сигнала, он снабжен блоком формирования фазных ЭДС ротора, входы которого подключены к датчикам напряжения и тока в фазных цепях обмоток ротора, а выход соединен с дополнительным входом управляемого по частоте генератора. О) С 00 сл

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано электроприводах, в которых требуетс регулирование скорости вьпле и ниже синхронной, определяемой частотой промышленной сети. По основному авт.св. № 675567 известен электропривод с асинхронной машиной с фазньм ротором, стато которой подключен к питающей сети непосредственно, а ротор - через преобразователь частоты, управляющи входы которого через блок прямого преобразования координат соединены выходами формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора. При этом входы гармонически функций блока прямого преобразовани координат подключены к выходам упра ляемого по частоте генератора, связанного через фазовый дискриминатор с выходами блока обратного преобразования координат и формирователя сигналов задания активного и реакти ного токов ротора С1Д. Недостатком указанного электропривода является невысокая точность управления фазой генератора, определяющая погрешности преобразований сигналов задания. Целью изобретения являетля повышение точности отработки заданных сигналов. Указанная цель достигается тем, что в электропривод с асинхронной машиной с фазным ротором введен блок формирования фазных ЭДС ротора, входы которого подключены к датчикам напряжения и тока в фазных цепях обмоток ротора, а выход соединен с дополнительным входом управляемого по частоте генератора. В электропривод введен также многофазный фазочувствительный выпрямитель, входы которого соединены с выходами управляемого по частоте генератора и блока формирования фазных ЭДС ротора, а выход - с входом формирователя сигналов задания активного и реактивного токов ротора, который снабжен блоком задания скорости, соединенным через блок регулирования скорости с блоком прямого преобразо вания координат, причем вход блока регулирования скорости соединен с вы ходом многофазного фазочувствительного выпрямителя, блоком задания реактивного тока ротора, соединенным с входами фазопого дискриминатора и блока прямого преобразования координат. Кроме того, в электропривод введе определитель величины опорньсх сигналов, соединенный входами с формирователем гармонических функций частот токов статора, а выходами - с блокам задания скорости и тока намагничивания машины. Формирователь сигналов задания активного и реактивного токов ротора снабжен дпумя регуляторами токоп, пр чем входы первого регулятора соедине с блоком задания реактивного тока ст тора и с выходом блока обратного преобразования координат, входы второго регулятора тока - с блоком задания активного тока статора и с выходом блока обратного преобразования координат, а их выходы подключены к входам фазового дискриминатора и бло прямого преобразования координат. Введение регуляторов тока необходимо в случае использования в электроприводе преобразователя частоты с непосредственной связью. Па фиг. 1 представлена структурна схема электропривода; на фиг. 2 структурная схема формирователя сигналов задания активного и реактивног токов ротора для электропривода с преобразователем частоты с непосредственной связью. Электропривод содержит асинхронную машину 1, фазные цепи статора ко торой подключены к промышленной сети 2, а фазные цепи ротора - к преобразователю 3 частоты. В фазные цепи статора и ротора включены датчики 4 и 5 токов и датчики 6 и 7 напряжения. Входы преобразователя 3 частоты подключены к выходам блока 8прямого преобразования координат, входы которого соединены с выходами управляемого по частоте, генератора 9и формирователя 10 сигналов задания активного и реактивного токов, ротора, выходы которого подключены jc первой паре входов фазового дискри минатора 11. Вход генератора 9 подключен к выходу фазового дискриминатора 11, вторая пара вхоДов которого соединена с выходом, формирователя 12 сигналов обратной связи. К одному входу формирователя 12 подключен блок 13 задания тока намагничивания, а к двум его другим входам подключены выходы блока ft обратного преобразования координат, входы которого связаны с выходами датчиков 5 тока статора и с вьЬсодами формирователя 15 гармоническтс функций частоты токов статора, к входам Которого подключены в1,гходы датчиков 5 и 7. Входы блока 16 формирования фазных ЭДС ротора подключены к. выходам датчиков 4 и 6, а его выходы связаны с дополнительными входами генератора 9. К входу регулятора 17 скорости подключен многофазный фазочувствительный выпрямитель 18, входы которого соединены с выходами блока 16 формирователя фазных ЭДС и С выходами управляемого по частоте генератора 9, В1.1ХОД регулятора 17 скорости подключен к блоку 8 прямого преобразования координат. Вход определителя 19 величины опорных сигналов статора подключен к выходам формирователя 15 г армонических функций частоты токов статора, а его выход подключен к входам блоков 13 и 20 задания тока намагничивания и скорости. В случае применения и электроприводе преобразователя частоты с непосредственной связью тока ротора асинхронной машины 1 имеют фазовое запаздывание относительно сигналов управления, поступающих с блока 8 прямого преобразования координат. Компенсация этих запаздываний может быть осуществлена введением регулятора 21 (фиг, 2) реактй зной составляющей тока статора и регулятора 22 активной составляющей тока статора Роль указанных регуляторов заключается в фазовом упреждении сигналов управления на выходе блока 8 по отноигению к токам ротора. Искажений фазы выходных сигналов генератора 9 при больших скоростях не происходит, так как режим работы генератора при этом определяется в основном фазными ЭДС ротора, поступающими с блока 16. Регуляторы 21 и 22 выполняются обычно в виде прогюрциональнб интегральных звеньев. Электропривод работает следующим образом. Блок 10 задания и регулятор 17 скорости формируют два сигнала пост янного тока Up и Ugj, при этом сигнал UQ является сигналом.задания активн го тока, пропорционального моменту двигателя, а U - сигнал М задания реактивного тока - тока намагничива ния, поступающего со стороны ротора двигателя. На выходе формирователя сигналов обратной связи формируются сигналы и, пропорциональные ис тинным значениям активного и реактивного токов асинхронной машины (двигателя) . Сигналы UQ и U,, формируются на основе измерения параметров фазных цепей статора с помощ датчиков 5 и 7, сигналы с которых поступают в формирователь 15 гармонических функций частоты токов статора и блок 14 обратного преобразования координат. На выходе формирователя 15 получают опорные сигналы для блока 14 обратного преобразования координат, на выходе которого формируются сигналы Ug и Uj, , соответствующие активному и реактивному токам статора. Блок 13 задания тока намагничивания формирует сигнал Uu, пропорциональный намагничивающему току 1|А двигателя. Сигналы и и UEI на выходе формирователя t2 соответствуют Ua -Ч В фазовом дискриминаторе 11 формируется сигнал д(р , который пропорционален разности фаз двух векторов один из которых представляется орто гональными составляющими U и UQ, а другой - составляющими U и Ug. Наличие сигнала О указывает на то, что система опорных сигналов формируемая генератором 9, не соответствует системе опорных сигналов, формируемых формирователем 15. Сигнал лф воздействует на генератор 9, который устанавливает частоту и фазу своих колебаний в зависимости от величины и знака сигнала Atfl. Сигналы генератора 9 являются опорными для блока 8 прямого преобразования координат, на выходе ко торого формируются сигналы, величин которых определяется сигналами Ujj и и, а частота равная частотегенератора 9. Роторные цепи асинхронной машины (двигателя 1) питаются токами от преобразователя 3, охваченного жесткой обратной связью по току, при этом величина токов определяется сигналами V и Ug, а частота - частотой генератора 9. Для того, чтобы система опорных сигналов генератора 9 соответствовала системе опорных сигналов формирователя 15 и чтобы ошибка сигнала А была малой, генератор 9 имеет дополнительные входы, на которые поступают фазные ЭДС ротора от блока 16, связанного с фазными цепями ротора. При поступлении фазных ЭДС ротора на входы генератора 9 частота и фаза колебаний этого генератора в точности соответствует частоте и фазе ЭДС ротора, отличных от нуля, ю есть при скоростях вращения, отличных от синхронной. При синхронной скорости вращения фазные ЭДС ротора равны нулю и генератор 9 работает только от сигнала дф , при этом рабочая зона частот генератора 9 при управлении от сигнала дф выбирается малой и этим обеспечивается требуемое качество регулировочных характеристик электропривода. Сигналы на выходе генератора 9 представляют собой синусоидальные кривые, значения которых пропорциональны значениям фазных потокосцеплений ротора. В многофазном фазочувствительном выпрямителе 18, опорньми сигналами для которого служат выходные сигналы генератора 9 и на входы которого подаются фазные ЭДС.ротора, формируется двухполярный сигнал, пропорциональный скорости ротора относительно синхронной скорости, то есть сигнал, пропорциональный скорости скольжения. Этот сигнал заводится в качестве сигнала обратной связи на вход регулятора 17 скорости. Задающим сигналом регулятора 17 скорости является также двухполярный сигнал блока 20 задания скорости. При нулевом сигнале на выходе блока задания скорости скорость двигателя равна синхронной скорости. При сигнале на выходе блока 20, отличном от нуля, скорость двигателя меньше или больше синхронной. Для того, чтобы исключить влияние колебаний напряжения сет ти и нагрузки на работу электропривода (при этом изменяется поток ма71шины), опорные сигналы блоков задания тока намагничивания и скорости регулируются определителем 19 величины опорных сигналов статора, напря жекие на выходе которого пропорционально ЭДС статорной цепи. Таким образом электропривод с введенными в него формирователем 78 фазных ЭДС ротораJ многофазным фазочувствительным выпрямителем, определителем величины опорных сигналов статора обеспечивает высокое качество регулирования в замкнутой по скорости системе. При этом повьппается точность отработки сигналов задания .