Вентильный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P6/06 H02P6/20 H02P21/00 

снабжен блоком 20 задания составляк)Н1нх токов статора СД, выходы к-рого соединены со входами блока 21 выделения модуля и со входами «Делимое блоков деления 22. 23. В.ходы «Делитель блоко 22. 23 соединены с выходом блока 21, а выходы блоков 22, 23 - со входами блока 24 гармонических функций, выходы f;-poro через блок 25 раснределения импульсов связаны со входами блока 9 формирования импульсов. Выход блока 9 нодключен- к унрав- ляюнцему входу инвертора 8. Другие входы блока 24 соединены с выходами вычислительного блока 26. Дополнительные вхоИзобретение относится к электротехнике и может бьггь использовано в п)и водах механизмов, в частности в нриво.г1ах вра- Н1ателя бурового станка.

1,елы) изобретения является улучгнение качества регулирования электронриводом но раз.пичным законам иутем комненсап.ки действия протиг о-ЭДС и нов1з11нение надежности.

Иа фнг. I приведена функциональная схема вентильного электропривода; на фнг. 2 -- функциональная схема рсгу.чя- тора скорости; на . 3 - функциональная схема пычис.штельного блока.

Fk I гг и.;1 Ы1 ы и э. i е кт )о i i ри вол. С(.1дер ж ит синхрокный дви1 атель 1 с э.чектромагнит- ньгм возбуждением (фиг. 1), обмотка во;-;- бужде1-п1я которого нодк.1ючег а че|)е; датчик 2 тока возбуждения к тнристорному возбу.чителю 3, управляющий вход которо- 0 сое;1инен с ь(ходом блока 4 нелинейности i C jie3 носле;1()вате;1ык) соедя1 С1и ые ре- | улятс) 5 1 ока ,чения, первый блок 6 фазового упрл.влепия и блок 7 )|}О).мирова- ния импу. 1ьсов. Второй г;х лд регулятора 5- тока 1и).с 1ия соединеп с выхол.ом датчика 2 тока во; бу; кде1- ия. У|1рав, вход зав1 спмого инвертора 8 тока подклю- чей к выходу второго блока 9 формирования ямпу;1ьсов, вхол, ко 1 opoi o полключен к выходу блока 10 управ/к нпя lycKOM. Выходы завпсимо Ч) швертора 8 тока подключены соотве . ствснио к обмоткам статора си|;хро1пк)Г о .твигате, 1я I и к входам f).noKa 1 вьг.1еле И5 коммутнрукмпсй ЭДС, ;1 зависпмого ппверто)а 8 тока соединен с выходом уирав.ляемого вь;п1) |2 чере;-; 11 oc;i едо ва т iM ь н ci с oc;u i i е н 11 ь е с i .i: i ж и в а. ю - плий д)оссе.1Г) 13 п . UiT4iiK 14 тока ста

тора, выход которого ПОДК. к i(0. lV

блока 4 не. цщейностп. задатчик;) lO ;1птепсивности чере;; С-гулято 16 скорости нодк.лючен к BSO;iv регу, 7 тока, а (ггорой х(;1Д ре1 улятора 17 тока соединен

ды регулятора 16 соединены с выходом вычислительно|-о блока 26 и вторым входом б.юка 27. Второй вход регулятора 17 подключен к датчику 14, а второй вход сумматора 29 - к выходу масштабного уси- лктеля 28. Блок 9 соединен с блоком 10 управления нуском. 8 момент пуска и при скоростях вращения СД 1 0,1 сон управление ЗИ 8 осуществляется от блока 10. При скоростях вращения СД 1 управление инвертором осуществляется заданием ноложения вектора тока статора через его составляющие - активную и реактивную. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

с выходом датчика 14 тока статора. Управляющий вход выпрямителя 12 соединен с выходом блока 18 фазового управления через блок 19 формирования импульсов. Выходы блока 20 задания составляющих тока статора подключены к входам блока 21 выделения модуля и к входам «Делимое блоков 22 и 23 деления. Выход блока 21 выделения модуля нодключен к объединенным входам «Делитель блоков 22 и 23 деления, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 24 гармонических функций. Выходы блока 24 гармонических функций соединены с входами блока 9 формирования импульсов через блок 25 распределения импульсов. При -jTO.i третий и четвертый входы блока 24 подключены к первому и второму выходам вычислительного блока 26, входы которого г.одключены к соответствующим выходам блока 1 1 выделения коммутирующей ЭДС. Третий выход вычислительного блока 26 подключен к второму входу регулятора 16 скорости, третий вход которого подключен к выходу первого блока 22 деления. Четвертый выход вычислительного блока 26 через последовательно соединенные блок 27 умножения и масщтабный усилитель 28 подключен к первому входу сумматора 29. А второй вход блока 27 соедипеп с выходом первого блока 22 деления. Второй вход сумматора 29 соединен с выходом регулятора 17 тока, а выход сумматора 29 соединен с входом б, 1ока 18 фазового унравления.

Регулятор 16 скорости (фиг. 2) содержит после. ловательно соединенные измеритель 30 ошибки, блок 31 деления, масштабный уси;1итель 32 и сум.матор 33. Выход измерителя оцщбки 30 подключен к второму входу сумматора 33 через последовательно соединенные б.юк 34 умножения и блок .55 интегрирования. &Де,.;;, б.ижа

31 деления соединен с вторым входом блока 34 умножения.

Регулятор 16 скорости (фиг. 2) содержит последовательно соединенные измеритель 30 ошибки, блок 31 деления, масштабный усилитель 32 и сумматор 33. Вы.ход измерителя 30 ошибки подключен к второму входу сумматора 33 через последовательно соединенные блок 34 умножения и блок 35 интегрирования. Вход «Делитель блока 31 деления соединен с вторым входом блока 34 умножения.

Вычислительный блок 26 (фиг. 3) содержит пять масштабных усилителей 36-40, два суммирующих усилителя 41 и 42, два блока 43 и 44 деления, блок 45 выделения модуля, блок 46 интегрирования ,и блок 47 деления.

Передаточную функцию регулятора скорости в двухкратноинтегрируюпдей системе можно представить в виде

Ц7рс(/) + ;(1)

где /(р

К,

Г,-См- K.c-cos

(2)

Т„ B,.al-a -T -C -Kc-cos (3) Т

где В с, Ос, a - коэффициенты демпфирования К.С, K - коэффициенты передачи цепей обратных связей по скорости и току;

7м - некомпенсируемая малая постоянная времени; 7 - момент инерции привода; См - эквивалентная конструктивная постоянная синхронного двигателя.

Выражением (1), (2) и (3) соответствует реализация регулятора скорости в виде параллельного соединения пропорциональной и интегральной частей с пере.меп- ными значениями коэффициента передачи К.рс и постоянной интегрирования Т, зависящими от величины cosp.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания скорости U поступает на вход задатчика интенсивности и далее на вход измерителя ошибки регулятора 16 скорости, на другой вход которого поступает сигнал обратной связи с третьего выхода вычислительного блока 26. Выходной сигнал измерителя 30 ошибки поступает в пропорциональную часть регулятора 16 - блок 31 деления и масштабный усилитель 32, а также в интегральную часть - блок 34 умножения и блок 35 интегрирования. На объединенные входы «Делитель блока 31 деления и блока 34 умножения поступает нормированный выходной сигнал cosp с выхода первого блока 22 деления. Выходные

сигналы пропорциональной и интегральной частей регулятора 16 поступают на вход сумматора 33, выходной сигнал которого является выходом регулятора 16 скорости, и поступает на один из входов регулятора

17 тока. На другой вход которого поступает сигнал обратной связи с выхода датчика 14 тока. Выходной сигнал регулятора 17 тока поступает на один из входов сумматора 29, на другой вход которого поступает сигнал компенсации противо-ЭДС инвертора

,,(4)

где ,.co5p,(5)

где m - число фаз обмотки статора синхронного двигателя;

Е - модуль сверхпереходной ЭДС; /(ув - коэффициент усиления управляемого выпрямителя.

Сигнал компенсации противо-ЭДС инвертора по (4) и (5) реализуется вычислительным блоком 26, где вычисляется модуль величины блоком 27 умножения и масштабным усилителем 28.

Выходной сигнал сумматора 29, равный

Sfy /ll+f/N

поступает на вход управляемого выпрямителя 12 через последовательно соединенные блок 18 фазового управления и блок 19 формирования импульсов.

В момент пуска и при скоростях вращения синхронного двигателя ,ltoii управление инвертором 8 осуществляется блоком 10 управления пуском (входные связи на чертеже не указаны) через блок 9 формирования импульсов.

Управление инвертором 8 нри скоростях

вращения синхронного двигателя ,1со осуществляется заданием положения вектора тока статора через его активную и реактивную составляющие посредством блока 20 задания составляющих тока статора (входные

связи на чертеже не указаны). Выходной сигнал блока 20 поступает на входы блока 21 выделения модуля, в котором реализуется соотношение

5

0

5

(i)4( ;

где (ga, I sj, - сигнал задания активной и реактивной составляющих тока статора,

а также на входы «Делимое блоков 22 и 23 лчеления, а на объединенные входы «Делитель данных блоков поступает сигнал с выхода блока 21 выделения модуля. На выходе блоков 22 и 23 деления получают нормированные гармонические сигналы

со.

S5

В блоке 1 1 выделения коммутируюп1ей ЭДС вырабатываются сигналы, пропорцио- нальные сверхпереходной ЭДС синхронной

. tso.

машины, поступающие на вход вычислительного блока 26 (фиг. 3), в котором реализуются соотношения

.:-|(+);

;(,f-);

V(e)4(pV,

вычисляются сигналы нормированных монических функций р1 рL.f.Са

,

а также угловая частота врашения ротора

ии IfoswzL,

smco2/ где )2/.

Сигналы нормированных гармонических функций sins и COSE, определяющие положение вектора Е, поступают на вход блока 24 гармонических функций, на другие входы подаются гармонические сигналы cosf и sinfi с выходов блоков 22 и 23 деления, определяющие положение вектора ( s относительно вектора Е. В блоке 24 гармонических функций реализуются соотношения

cos(e+p)cosE- cosp - sme-st p; s( n(e+ p)sme cos(i+cosg sin (5.

Выходные сигналы блока 24 гармонических функций поступают на вход блока 25 распределения импульсов и через блок 9 формирования импульсов поступают на управляющие входы тиристоров инвертора 8.

Ток возбуждения синхронного двигателя 1 регулируется в замкнутой системе регулирования (блоки 2-7). На один из входов регулятора 5 тока возбуждения через блок 4 нелинейности с выхода датчика 14 поступает сигнал, пропорциональный входному току инвертора. На другой вход регулятора 5 поступает сигнал обратной связи с выхода датчика 2 тока возбуждения. Выходной сигнал регулятора 5 тока возбуждения, полученный в результате сравнения заданного и истинного значений тока возбуждения, поступает на вход тиристорного возбудителя 3 через последовательно соединенные блок б фазового управления и блок 7 формирования импульсов.

Таким образом, снабжение вентильного электропривода самонастраивающимся регулятором скорости, блоком выделения модуля, двумя блоками деления, блоком 1 армони- ческих функций, блоком распределения импульсов, вычислительным блоком, масштабным усилителем, сумматором, блоком умножения и блоком задания составляющих тока статора позволяет улучшить качество регулирования электроприводом путем компенсации действия противо-ЭДС и повысить надежность.

Формула изобретения

. Вентильный электропривод, содержащий синхронный двигатель с электромагнит

0

0

5

0

5

ным возбуждением, обмотка возбуждения которого подключена через датчик тока возбуждения к тиристорному возбудителю, управляющий вход которого соединен с выходом блока нелинейности через последовательно соединенные регулятор тока возбуждения, первый блок фазового управления и первый блок формирования импульсов, а второй вход регулятора тока возбуждения соединен с выходом датчика тока возбуждения, вход блока нелинейности подключен к выходу датчика тока статора, зависимый инвертор тока, управляющий вход которого подключен к выходу второго блока формирования импульсов, вход которого подключен к выходу блока управления пуском, а выходы зависимого инвертора тока подключены к обмоткам статора синхронного двигателя и к входам блока выделения коммутируюш.ей ЭДС, вход зависимого инвертора тока соединен с выходом управляемого выпрямителя через последовательно соединенные сглаживающий дроссель и датчик тока статора, управляющий вход управляемого выпрямителя соединен с выходом вто|)О1-о блока фазового управления через третий блок формирования импульсов, один Бход ре1Л лятора тока соединен с выходом задатчика интенсивности через регулятор скорости, а другой вход регу/штора тока соединен -с выходом датчика тока статора, отличающийся тем. что, с целью улучшения качества регу. нфования электроприводом lio различным законам путем компенсации действия нротивоЭДС; и повышения надежности, снабжен выделения модуля, двумя блоками деления, блоком гармонических функций с четырьмя входами, блоком распределения импульсов, вычисли- тельны.м блоком, масштабным усилителем, сумматором, блоком умножения и блоком задания составляющих тока статора, а регулятор скорости дополнительно снабжен входами, при этом выходы блока задания составляюц-111Х тока подключены к входам блока выделения модуля и к входам «Делимое блоков деления, выход блока выделения модуля подключен к объединенным входам «Делитель блоков деления, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока гармонических функций, третий и четвертый входы которого подключены к первому и второму выходам вычислительного блока,входы которого подключены к соответствующим выходам блока выделения коммутирующей ЭДС, выходы блока гармонических функций соединены со входами второго блока формирования импульсов через блок распределения импульсов, а третий выход вычислительного блока подключен к второму входу регулятора скорости, третий вход которого подключен к выходу первого блока деления, первый вход сумматора связан с четвертым выходом вычислительного блока через последовательно соединенные масштабный усилитель и блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого блока деления, а второй вход сумматора соединен с выходом регулятора тока, причем выход сумматора соединен с входом второго блока фазового управления.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что регулятор скорости выполнен

риг. 2

в виде последовательно соединенных измерителя ошибки, блока деления, масштабного усилителя и сумматора и сйабжен блоком умножения и блоком интегрирования, причем выход измерителя ошибки подключен к второму входу сумматора через последовательно соединенные блок умножения и блок интегрирования, а вход «Делитель блока деления объединен с вторым входом блока умножения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в буровых станках. Целью изобретения является улучшение качества регулирования. Вентильный электропривод содержит синхронный двигатель (СД) 1 с электромагнитным возбуждением, статорная обмотка которого через последовательно соединенные зависимый инвертор (ЗИ) 8 тока, датчик 14 тока ста-. тора, дроссель 13 и управляемый выпрямитель 12 подключена к сети. Обмотка возбуждения СД 1 через датчик 2 тока подключена к тиристорному возбудителю 3. Управляюш.ий вход тиристорного возбудителя 3 связан через блок 7 формирования импульсов, блок 6 фазового управления, регулятор 5 тока возбуждения с выходом блока 4 нелинейности. Второй вход регулятора 5 соединен с выходом датчика 2, а вход блока 4 нелинейности - с выходом датчика 14. Управляющий вход выпрямителя 12 через блок 19 формирования импульсов, блок 18 фазового управления, сумматор 29, регулятор 17 тока, регулятор 16 скорости связан с задатчиком 15 интенсивности. Регулятор 16 снабжен двумя дополнительными входами. Электропривод содержит масштабирующий усилитель 28, вход к-рого через блок 27 умножения, вычислительный блок 26, блок 11 выделения коммутирующий ЭДС связан с фазными выводами статорной обмотки СД 1. Электропривод а (Л J6 риг. 7 гэ I SI1.Н - Г СсЮ 1чЭ со ТТТ