Электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P7/42 

дами МР 8, выходы к-рого через блок / прямого преобразования координат подключены к непосредственному гфеобразователю 2 частоты, подключенному к якорной обмотке. Обмотка 16 возбуждения и компенсационная обмотка 15 подключены соответственно к управляемому преобразователю 4 и тиристорному реверсивному нреобразовате лю 3. Управляюниие входы преобразователей 3, 4 связаны с соответствующими выходами

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к автоматизированным электроприводам, и может быть использовано для регулирования момента частотно-управляемого явно полюсного компенсированного синхронного электродвигателя (КСД).

Цель изобретения - - улучшение энергетических показателей и использования электродвигателя.

На чертеже приведена функциональная схема электропривода.

Электронривод содержит электродвигатель 1, многофазная обмотка якоря которого нодсоединепа к непосредственному преобразователю частоты (НПЧ) 2, компенсационная обмотка - к реверсивному тиристор- ному преобразователю ii, обмотка возбуждения - к управляемому преобразователю 4. На валу электродвигателя установлен датчик 5 углового положения и датчик 6 скорости. Управляющие входы HI 14 2 подключены к выходам блока 7 прямого преобразования нере- менных. Многомерный регулятор 8 токов состоит из регуляторов 9 и К) токов, соответственно по продольной и поперечной осям ноля статора, регуляторов 11 и 12 токов, соответственно комненсационпой обмотки и обмотки возбуждения, при этом выходы регуляторов 9 и 10 токов но продольной и но- перечпой осям поля статора подключены к выходам блока 7 прямого нреобразования переменных, а выходы регуляторов 11 и 12 токов, компенсационной обмотки и обмотки возбуждения подключены соответственно к реверсивному тиристорному преобразователю 3 и к управляемому преобразовате,:по 4. Входы блока обратного нреобразования координат 13 подключены к датчику 5 углового положения ротора и датчикам 14 го- ков обмотки якоря электродвигателя, а выходы - к первым входам регуляторов 9 и 10 токов по продольпой и поперечной осям поля статора, датчиков 15 и 16 токов компепсационной обмотки и обмотки возбуждения соответственно подключены к

МР 8. В устройстве формируется задание токов в соответствии с требуемым моментом и нотокосценлением якоря, обеспечивается про порциональность меж;;,у током и моментом дви|-ателя, равенство нулю реактивной мощности, потребляемой им при меньшем токе компенсационной обмотки в J.,(xs6-fn/ s / раз, где ., - потокосцепление якоря; л .чст - - индуктивное сопротивление рассеяния. ил.

первым входам регуляторов 11 и 12 тока компенсационной обмотки и обмотки возбуж- депия, входы блока 7 прямого преобразователя перемеппых подключены к датчи- ку 5 углового положения ротора. Блок 17 задания момента и нотокосцепления с соот- ветствуюнхими выходами подключен входом к датчику 6 скорости, а выходом задания момента - к входам первого и второго блоков 18 и 19 деления, вход первого блока 20 возведения в квадрат и вход второго блока 19 делепия подключены к выходу задания потокосцепления блока 17 задания момента и потокосцепления. Выход первого блока 18 деления полключен к вторым входам регуляторов тока по поперечной оси поля статора 9 и компенсационной обмотки II, выход второго блока 19 деления подключен к входу второго блока 21 возведения в квадрат, а выходы обоих блоков 20 и 21 возведения в квадрат подключены к входам первого суммирующего элемента 22, выход которого подключен к блоку 23 извлечения квадратного корня, выход которого подключен к первому блоку 18 деления, третьему б„ :оку 24 деления и нелинейному элементу 25. К третьему блоку 24 делепия подключен выход второго блока 21 возведения в квадрат. Выход третьего блока деления подключен к второму входу регулятора тока но продольной оси поля статора и к второму суммирующему элемен У 26, второй вход которого подключен к выходу нелинейного элемента, а выход - к второму входу регулятора 12 тока обмотки возбуждения.

Электропривод работает следующим образом.

При увеличении нагрузки на валу электродвигателя 1 или при разгоне и торможении на выходе регулятора скорости блока 17 задания момента и потокосцепления, как и в любом электроприводе, замкнутом по скорости, вырабатывается сиг

нал, пропорциональный заданному значению

момента шз, который поступает на входы первого 18 и второго 19 блоков деления. Одновременно с другого выхода блока 17 задания момента и потокосцеплення на вход второго блока 19 деления и на вход первого блока 20 возведения в квадрат поступает сигнал заданного потокосцепления якоря г|зз, который формируется в блоке задания момента и потокосцепления по соотношению:

to

j

V3| IVO+AV

где /о - ЭДС вращения машины при полном потоке возбуждения и номинальной частоте враш,ения; vo - поминальная частота врашения при

полном потоке; V3 - заданное значение частоты враш,ения машины.

На выходе первого блока 20 возведения в квадрат вырабатывается сигнал, пропорциональный -фз, а на выходе второго блока 21 возведения в квадрат - сигнал,

, ,

пропорциональный (-) с коэффициентом пропорциональности (ss), которые суммируются в первом сумматоре 22. На выходе блока 13 извлечения квадратного корня присутствует сигнал, пропорциональный выражению УШЗ--|- (xse-j- . На выходе первого блока 18 деления присутствует сигнал, пропорциональный выражению

т -,

;

VC03 -|- (Х5атз/г)з)

который является заданием iV

- s

регуляторам 11 и 9 токов. На выходе третьего блока 24 деления, на вход которого делимое вводится с коэффициентом l/Xss, присутствует заданное значение тока регулятору 10 тока многомерного регулятора 8 тока в соответствии с вьфажением

тз

(Xs,m.l.

Во втором сумматоре 26 суммируются два сигнала: сигнал, пропорциональный Isd, и сигнал, пропорциональный выражению

V

4(x.5f-)

который вырабатывается в блоке извлечения квадратного корня 23 и проходит через нелинейный элемент 25 с характеристикой типа кривой намагничивания с коэффициентом /Xmd, где Xmd - индуктивное сопротивление обмотки возбуждения. Суммарный сигнал на выходе сумматора 26 является заданием ird регулятору 12 тока многомерного регулятора 8 токов. Заданные значения токов Lsq, isd, irq, ird на входах соответствующих регуляторов 8 токов сравниваются с измеренными значениями действительных токов обмотки возбуждения (Vri, компенсационной обмотки irq и преобразованными из действительных токов якоря эквивалентными составляющими токов isd и i., по осям d q. Действительные токи фазных обмоток якоря, обмотки возбуждения и компенсационной обмотки измеряются датчиками 14, 15 и 16 токов соответственно, а фазные токи, кроме этого, преобразуются в блоке обратного преобразования переменных в эквивалентные составляющие тока якоря isd и :,,. На выходах регуляторов тока вырабатываются соответствующие сигналы задания напряжения тиристорных преобразователей компенсационной обмотки 3 и обмотки 4 возбуждения и после преобразования в блоке 7 прямого преобразования - сигналы управления для непосредственного преобразовате тя 2 частоты. В результате соответствующие регуляторы многомерного регулятора токов

поддерживают заданные значения токов якоря и индукторы во всех режимах КСД.

Предлагае.мое устройство, формирующее задания токов в соответствии с требуемым моментом и потокосцеплением якоря, обеспечивает пропорциональность между током и моментом двигателя, равенство нулю реактивной мощности, потребляемой им при меньшем по сравнению с известным электроприводом токе компенсационной обмотки в

30

Л.Ч +(.г,б- т/:fk

раз,, где 5s, Xs6 - потоко

сцепления якоря и индуктивное сопротивление рассеяния.

Предлагаемое устройство характеризуется меньшими потерями электрической 35 энергии и лучшим использование электродвигателя по теплу.

Формула изобретения

Электропривод, содержаший синхронный электродвигатель, многофазная обмотка якоря которого подсоединен а к непосредственному преобразователю частоты, компенсационная обмотка - к реверсивному

тиристорному преобразователю, обмотка возбуждения - к управляемому преобразователю, датчик скорости, датчик углового положения ротора, датчики токов якорных обмоток двигателя, блоки прямого и обратного преобразования переменных, блок многомерного регулятора токов обмоток электродвигателя, состоящий из регуляторов токов по продольной и поперечной осям поля статора, регуляторов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения каждый с двумя входами, при этом выходы регуляторов

токов по продольной и поперечной ося.м статора подключены к входам блока прямого феобразования переменных, выход которого соединен с управляющими входами непосред

ственного преобразователя частоты,а выходы регуляторов токов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения подключены соответственно к реверсивному тиристорному преобразователю и управляемому преобрази вателю, блок задания момента и потокосцеп- ления с соответствующими выходами, к которому подключен датчик скорости, входы блока обратного преобразования переменных подключены к датчику углового положения ротора и датчикам токов якорных обмоток электродвигателя, а выходы - к первым входам регуляторов токов по продольной и поперечной осям поля статора, выходы датчиков токов компенсационной обмотки и обмотки возбуждения подключены соответственно к первым входам регуляторов тока компенсационной обмотки возбуждения, входы блока прямого преобразования переменных подключены к датчику углового положения ротора, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и использования электродвигателя, в него введены три блока деления, два блока возведения в квадрат, два суммирующих элемента, блок извлечения квадратного корня и нелинейный элемент с характеристикой типа кривой намагничивания, причем входы первого и второго блоков деления соединены с выходом задания момента блока задания момента и потокосцепления, вход первого блока возведения в квадрат и вход второго

блока деления подключены к выходу задания и потокосцепления блока задания момента и потокосцепления, выход первого блока деления подключен к вторым входам регуляторов тока по поперечной оси поля статора и компенсационной обмотки, выход

второго блока деления подключен к входу второго блока возведения в квадрат, а выходы обоих блоков возведения в квадрат подключены к входам первого суммирующего элемента, выход которого подключен к блоку

извлечения квадратного корня, выход блока извлечения квадратного корня подключен к первому и третьему блокам деления и к входу нелинейного элемента, к третьему блоку деления подключен также выход второго блока возведения в квадрат, выход третьего

блока деления подключен к второму входу регулятора тока по продольной оси поля статора и к второму суммирующему элементу, второй вход которого подключен к выходу нелинейного элемента, а выход - к второму входу регулятора тока обмотки возбуждения.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучше.ние энергетических показателей и использования электродвигателя. Указанная цель достигается тем, что в электропривод введены три блока 18, 19, 24 деления, два блока 20, 21 возведения в квадрат, два суммирующих элемента (СЭ) 22, 26, блок 23 из1е влечения квадратного корня и нелинейный элемент (НЭ) 25 с характеристикой типа кривой намагничивания. Первые входы блоков 18, 19 подключены к выходу задания момента блока 17 задания момента и пото- косцепления, вход к-рого связан с датчиком 6 скорости. Выход задания потокосцеп- ления блока 17 соединен с входами блоков 19, 20, выход блока 19 подключен к блоку 21. Вьусоды блоков 20, 21 связаны со входами СЭ 22, подключенного к блоку 23. Выход блока 23 соединен с блоками 18, 24 и НЭ 25. Вход блока 24 соединен также с выходом блока 21. Выход НЭ 25 соединен с одним входом СЭ 26, другой вход к-рого соединен с выходом блока 24. Выходы блоков 19, 24 и СЭ 26 подключены к соответствующим входам многомерного регулятора (МР) 8 токов. На валу электродвигателя I установлен датчик 5 положения, подключенный к одним входам блока 13 обратного преобразования координат. Другие входы блока 13 соединены с датчиками 14 токов обмотки якоря электродвигателя. Выходы блока 13 связаны с соответствующими вхо(О (Л Ю со О5