Датчик положения ротора для привода с машиной двойного питания Советский патент 1984 года по МПК H02K29/02 

.

8

2. Датчик по п. I, -о тличающийсятем,, что между выходом управляемого генератора частоты и входом фазочувствительного выпря Мигеля включено фазосдвигающее устройство.

3. Датчик по п/п. 1 и 2, о т л и чающийся тем, что между выходом фазочувствительного выпрямителя и выходом датчика подключено устройство перемножения, второй вход которого связан с задатчиком амплитуды выходного сигнала.

1. ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ДЛЯ ПРИВОДА С МАШИНОЙ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ, содержащий электромеканический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора повышенной частоты, а выход связан с входом фазочувствительного выпрямителя, отлича.ющийс я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, дополнительно введены управляемый генератор частоты, два сумматора и измеритель фазы вектора статорного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединен с входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора, с вторым входом которого соединен выход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом измерителя фазы вектора статор-jg ного тока, а выход второго сумматора О) соединен с входом управляемого генератора частоты. I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом электроприводе, в частности, с машиной двойного питания ..

. Известен датчик положения ротора для двигателя двойного питания, вы- полненный на основе электромеханического преобразователя, ток в обмотках которого используется для управления преобразователем частоты CIJ.

Недостатком известного датчика является невозможность регулирования амплитуды и фазы выходного сигнала.

Наиболее близким к изобретению является датчик положения ротора для машины двойного питания, содержащий электромеханический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора , а выход - с фазочувствительным- выпрямителем, который подключен к управляющему входу преобразователя частоты С2.

Недостатком такого датчика является необходимость использования дифференциала, сочлененного с валом синхронного двигателя, для приведения s соответствие фазы выходного сигнала датчика с фазой питающей сети. Наличие дифференциала и приводного синхронного двигателя усложняет привод, а существование внутреннего угла качания синхронного двигателя ухудшает точность поддержания заданного угла между векторами статорного и роторного токов в динамике.

Цель изобретения - упрощение и повьваение точности привода.

Указанная цель достигается тем, что в датчик положения ротора, содержапщй электромеханический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора повьшенной частоты, а вьгх)д связан с входом фазочувствительного выпрямителя, допол.-ительно введены управляемый генератор частоты, два сумматора и измеритель фазы вектора статорного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединен с входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора, с вторьм вхбдом которого соединен выход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом измерителя фазы вектора статорного тока, а выход второго сумматора соединен с входом управляемого генератора частоты.

Для управления фазой вектора роторного тока относительно вектора статорного тока между выходом управляемого генератора частоты и входом фазочувствительного выпрямителя включено фазосдвигающее устройство, а для управления амплитудой .вектора роторного тока между выходом фазочувствительного выпрямителя и выходом датчика включено устройство перемножения, второй вход которого связан с датчиком амплитуды выходного сигнала. : На чертеже изображена структурная

схема предлагаемого датчика.

Электромеханический фазовращатель 1, питаемый от неуправляемого генератора 2 частоты, жестко сочленен с валом электрической машины 3. Статорные обмотки мащины 3 подключены к питающей сети ,:через датчик 4 фазы вектора статорного тока, а роторные к преобразователю 5 частоты. Выход31

ной сигнал фазовращателя 1 поступает на первый вход фазочувствительного выпрямителя 6, второй вход которого подключен к выходу фазосдвигающего устройства 7. Выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя 6 через устройство 8 перемножения поступает на вход преобразователя 5 частоты. Вход фазосдвигающего устройства 7 соединен с выходом управляемого гене ратора 9 частоты и входом первого сумматора 10, второй вход которого соединен с выходом неуправляемого . генератора 2 частоты. Вход управляемого генератора 9 частоты соединен с выходом второго сумматора 11, один вход которого соединен с выходом датчика 4 фазы вектора статорного тока, а другой - с выходом сумматора.

Привод работает следующим образом

Если фазовращатель 1 питается частотой (Лд, а его вал вращается с частотой (а), ТО сигнал на его выходе описывается зависимостью

UcpR 6а))Н, (1) где - амплитудное значение выходного сигнала фазовра1цателя.

Выходной сигнал фазочувствительного выпрямит еля 6 при подаче на его входы сигнала(1) и некоторого сигнала с частотой uOi определяется зависимостью

JcpUn, SM (бйочйг- о ь) , (2) где К(р - коэффициент передачи фазочувствительного выпрямителя

Для управления фазой выходного сигнала фазочувствительного выпрямителя 6 на его входе включено фазосдвигающее устройство 7. Если фазовый сдвиг, вносимый им, не равен нулю, то выражение (2) принимает вид

qpue, q m-s1v tKruDi Ce)e)tbJ. (3)

где (Ь - фазовый сдвиг, вносимый фазосдвигающим устройством.

Сигналом задания частоты Й1 является выходной сигнал управляемого генератора 9 частоты.

Режим работы машины двойного питания зависит от амплитуд и взаимного положения векторов токов в статорной и роторной обмотках. Для поддержания заданного режима работы привода необходимо определять направление вектора статорного тока и по отношению к управлять фазой вектора роторного тока.71пя этогонадо, чтобы независимо от частоты вращения вала двигателя вектор роторного тока вращался синхронно с вектором статорно344

го тока. При частоте сети,равной ft). для этого в соответствии с выражением (3) надо поддерживать (aJj, таким, чтобы

((u), с-Ь (4) Такая зависимость может быть реализована следующим образом.

Сигналы генераторов 2 и 9 в сумматоре 10 сравниваются по фазе, а фаза сигнала их рассогласования сравнивается в сумматоре 11 с фазой тока в статорной обмотке двигателя. Сигнал .рассогласования сумматора 11 управляет фазой выходного сигнала управляемого генератора частоты таким образом, что величина этого рассогласования уменьшается. Выбирая коэффициент передачи управляемого генератора частоты, можно достичь любого наперед заданного рассогласования разности фазы тока статорной обмотки двигателя и фазы разностного сигнала питания фазовращателя и выходного сигнала управляемого генератора частоты. Зависимость (4) в общем случае имеет вид

()4t--fo)c.. (5) где /vctit - отклонение фазы от заданного значения, обусловлен ное -статизмом системы.

Если регулятор на входе управляемого регулятора частоты астатический, Iro Ao;t равна нулю и выражение (5) соответствует выражению (4).

В результате указанных преобразований выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя имеет вид

opuu cpU,n-9iVvRui)e«i)a), (6)

Из выражения (6) следует, что вектор роторного тока вращается относительно ротора с частотой &)«.+ й) . Частота вращения ротора компенсируется частотой вращения вектора тока ротора (в) и угол между результирующими векторами роторного и статорного токов определяется сигналом задания угла 1Ь на входе фазосдвигающего устройства 7.

Для управления амплитудой вектора роторного тока между выходом сигнала фазочувствительного выпрямителя 6 и входом преобразователя 5 включено устройство 8 перемножения. В результате этого сигнал задания на входе преобразователя имеет вид

и Kcj.)r.l:(ai(fl), (7) где Kj - коэффициент передачи устройства перемножения;

N. - .

Цц - сигкал задания амплитуды роторноготока относительно вектора тока ротора. статорного тока, а исключение диффеИспользование устройства позволич позволит уменьшить вес, габариты и свести k нулю онгабку меящу заданным , S стоимость привода при увеличении и истинным значением фазы вектора его надежности.

ренциала и синхронного двигателя