Частотно-регулируемый электропривод Советский патент 1988 года по МПК H02P7/12 

femt

N

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-регулируемым электроприводам, построенным на основе асинхронных двигателей и вентильных приобразователей частот, может быть использовано в системах управления различного назначения с высокими требованиями по точности регулирования момента и является усовершенствованием изобретения по авт, св. № 1292156.

На чертеже представлена функциональная блок-схема частотно- регулируемого электропривода.

Цель изобретения - повышение точ- нбсти регулирования момента асинхронного двигателя в динамических режима за счет коррекции скольжения на основе информации о величине фазового угла двигателя и потокосцепления ротора.

Частотно-регулируемый электропривод содержит асинхронный двигатель

1,подключенный к выходам инвертора

2,входы которого соединены с выходами управляемого выпрямителя 3. Управляющий вход управляемого вЬтрями- теля 3 подключен к выходу регулятора А тока.

Задающий вход регулятора 4 тока соединен через функциональный преобразователь 5 сигнала задания момента в сигнал задания модуля вектора тока статора с выходом регулятора 6 частоты вращения. Вход обратной связи регулятора 6 частоты вращения соединен с выходом датчика 7 частоты вращения а выход регулятора 6 частоты вращения - с входом функционального преобразователя 8 сигнала задания момента в сигнал задания скольжения и с выходом функционального преобразователя 9 сигнала задания момента в сиг

5

0

5

0

5

0

разователь 13 фазового угла в угол между векторами тока статора и пото- косцеплением ротора соединен с выходом датчика 14 фазового угла, входы которого подключены к выходам датчиков 15 и 16 фазных токов и напряжений соответственно. С выходом функционального преобразователя 9 связан вход регулятора 17 угла,

В частотно-регулируемый электропривод введены блок 18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора, регулятор 19 потокосцепления с двумя входами, функциональный преобразователь 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции цотокосцепления и два дополнительных сумматора 21 и 22. Сумматор 21 подключен первым входом и выходом соответственно к выходу функционального преобразователя 9 сигнала задания момента в сигнал задания угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора и к входу регулятора угла 17. Сумматор 22 подключен первым входом и выходом соответственно к выходу регулятора 17 угла и к второму входу основного сумматора 12. Второй вход сумматора 21 подключен к выходу функционального преобразователя 13 фазового угла в угол между векторами тока статора и потокосцепления ротора. Входы блока 18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора подключены соответственно к вьгходам сумматоров 21 и 22, а его выход - к первому входу регулятора 19 потокосцепления, соединенного выходом с вторым входом сумматора 22. Вход и выход функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцепления

Изобретение относится к электротехнике .Целью(Изобретения является повышение точности регулирования момента асинхронного двигателя в динамических режимах за счет коррекции скольжения на основе информации о величине фазового угла двигателя и потокосцепления ротора. Указанная цель достигается введением в частотно-регулируемый электропривод блока 18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления, регулятора 19 потокосцепления, функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцеплення и сумматоров 21 и 22. В результате появляется возможность без применения специальных датчиков получить дополнительную информацию о состоянии машины в виде корректирующего сигнала скольжения по потоко- сцеплению ротора. Обеспечивается повышение точности регулирования аргумента вектора тока статора - угла 9 , а следовательно, и момента асинхронного двигателя, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с (Л

нал задания угла между вектором тока д подключены соответственно к выходу

регулятора 6 частоты вращения и к второму входу регулятора I9 потокосцепления .

статора и потокосцепления ротора. Вход обратной связи регулятора 4 тока подключен к выходу датчика 10 тока. Электропривод содержит также систему 11 управления инвертором и основной сумматор 12. Первый вход сумматора 12 соединен с выходом датчика 7 частоты вращения, второй вход - с выходом регулятора 6 частоты вращения через

функциональный преобразователь 8 сиг- . которого образуют входы регулятора

нала задания момента в сигнал задания скольжения. Выход сумматора 12 подключен к входу системы I1 управления инвертором. Функциональный преоб19 потокосцепления.

Частотно-регулируемый электропри вод работает следующим образом.

подключены соответственно к выходу

регулятора 6 частоты вращения и к второму входу регулятора I9 потокосцепления .

Регулятор 19 потокосцепления снаб- жен блоком 23 перемножения и усилителем 24, выход которого образует выход регулятора 19 потокосцепления, при этом вход усилителя 24 соединен с вы- ходом блока 23 перемножения, входы

19 потокосцепления.

Частотно-регулируемый электропривод работает следующим образом.

На вход регулятора 6 частоты вращения поступают два сигнала - сигнал задания частоты вращения.и обратной связи по частоте вращения с датчика 7 частоты вращения. Выходной сигнал регулятора 6 частоты вращения пропор ьщонален заданному значению частоты скольжения ротора . Этот сигнал поступает на входы функциональных преобразователей 5, 8 и 9. Функциональный преобразователь 5 формирует сигнал задания контура регулирования тока статора, который поступает на вход регулятора 4 тока. Сигнал обрат ной связи по току поступает с датчика 10 тока и подается на вход обратной связи регулятора 5 тока, выходно сигнал которого управляет выпрямителем 3. Сигнал с выхода регулятора 6 частоты вращения задает опорное значение требуемого момента элекиропри- вода посредством функционального преобразователя 8. После суммирования сигнала скольжения лсо,, с сигналом обратной связи, поступающим с датчик 7 частоты вращения, результирующий сигнал определяет частоту инвертора и поступает в систему I1 управления инвертором. Настройка функциональных преобразователей 5 и 8 определяется выбранным законом частотного управления.

Для повышения точности в динамических режимах в системе дополнительно вырабатывается сигнал коррекции скольжения ьсо , ускоряющий перевод вектора тока статора в новое положение, соответствующее требуемому значению электромагнитного момента асинхронного двигателя 1. Корректирующий сигнал лСОк поступает на второй вход сумматора 12, где складывается с сигналом опорного скольжения ДИо При этом опорное скольжение характеризует значение скольжения в установившемся режиме с заданным моментом, а корректирующий сигнал скольжения учитывает электромагнитный переходный процесс асинхронной машины и обеспечивает необходимую форсировку по частоте.

Сигнал коррекции скольжения вырабатывается регулятором 17 угла, т.е. гла 9 между вектором тока статора i(. и потокосцепления ротора (рр в функции рассогласования заданного и действительного значений угла 6, а также оценки отклонения модуля вектора потокосцепления ротора А (р ,

0

n 5

0

5

0

5

0

5

Сигнал, характеризующий угол 9 , снимается с датчика 14 фазового угла. Связь сигнала, характеризующего угол 0, с измеренным фазовым углом tf осуществляется с помощью функционального преобразователя 13. Сигнал, пропорциональный измеренному углу в , сравнивается на сумматоре 21 с сигналом задания по углу S , поступающим с функционального преобразователя 9, и подается на вход регулятора 17 угла. Сигнал задания по углу 9 поступает с регулятора 6 частоты вращения через функциональный преобразователь 9, который реализует зависимость угла 0 от электромагнитного момента машины, соответствующую выбранному закону частотного управления.

Для повышения точности регулирования момента в динамических режимах недостаточно информации только об угле Э , необходимо иметь также информацию о векторе потокосцепления ротора. Расширение векторных входных переменных достигается за счет применения редуцированного наблюдающего устройства первого порядка - блока 18 вь исления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора; в котором на основании сигналов рассогласования угла - л9 и выходного сигнала регулятора 17 угла -Л СО сформируется сигнал, характеризующий величину отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора (|) . Этот сигнал поступает на вход регулятора 19 потокосцепления ротора, на/другой вход которого поступает сигнал с функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал подстройки регулятора потокосцепления ротора. На выходе регулятора 19 потокосцепления формируется корректирующий сигнал скольжения по пото)осцеплению ротора. Суммарньй сигнал коррекции ЛСОк состоит из сигнала коррекции по отклонению .«угла б и отклонению потокосцепления ротора.

Таким образом, введение в частотно-регулируемый электропривод регулятора потокосцепления, функционального преобразователя сигнала задания в сигнал подстройки регулятора потокосцепления ротора и дополнительных сумматоров, позволяет без применения сцепиальных датчиков получить дополнительную информацию о состоянии машины и повысить динамическую точность регулирования аргумента вектора тока статора - угла б , а следовательно,, и момента двигателя в сравнении с из- вестным электроприводом.

Формула изобретения

1, Частотно-регулируемый электро- привод по авт.св. № 1292156, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьшения точности регулирования момента асинхронного двигателя, введены блок вычисления отклонения от задан- ного значения модуля вектора потоко- сцепления ротора, регулятор потоко- сцепления с двумя входами, функциональный преобразователь сигнала задания момента в сигнал коррекции по- токосцепления и два дополнительных сумматора, первый из которых подключен первым входом и выходом соответственно к выходу функционального преобразователя сигнала задания момента в сигнал задания угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора и к входу регулятора угла, при этом второй дополнительный сумматор подключен первым входом и выходом соответственно к выходу регулятора

угла и к второму входу основного сумматора, второй вход первого дополнительного сумматора подключен к выходу функционального преобразователя фазового угла в угол между векторами тока статора и потокосцепления ротора, входы блока вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных сумматоров, а его выход - к первому входу регулятора потокосцепления, соединенного выходом с вторым входом второго дополнительного сумматора, а вход и выход функционального преобразователя сигнала задания момента в сигнал кор- рекции потокосцепления подключены соответственно к выходу регулятора частоты вращения и к второму входу регулятора потокосцепления.

2. Электропривод по п.1, о т л и- чающийся тем, что, регулятор потокосцепления снабжен блоком перемножения и усилителем, выход которого образует выход регулятора потокосцепления , при этом вход усилителя соединен с выходом блока перемножения, входы которого образуют входы регулятора потокосцепления.