Электропривод переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P7/42 

(Л

ю

S

1

1)егулятор 13 и компаратор 16 и регу лятор 14 и компаратор 17 включены соответственно между одним из выходов преобразователя 8 координат и одним г из входов усилителя 2 мощности., подключенного к статорной обмотке синхронного двигателя 1, На входы преобразователя 8 поступают сигналы с вы- ходов датчика 3 положения ротора, блока 7 задания поперечной составля- дщей тока статора и регулятора 12 |астоты вращения, входом соединенного d датчиком 4 частоты вращяния ротора с|инхронного двигателя. Вход каждого Нуль-органа 20,21 подключен к соответствующему выходу датчика 3, а вькод ерез один из демодуляторов 18,19 - к1 второму входу одного из компарато Р|ов 16,17, Вторые входы демодуляторов 1J8, 19 и компаратора 15, включенного ежду выходом регулятора 0 тока и

возбудителем 9 обмотки возбуждения синхронного двигателя 1, подключены к выходу,генератора 22. Вход регулятора 10 соединен с выходом регулятора 12. Каждый из регуляторов 10,13,14 сохвачен обратной связью по току. Сигналы обратной связи на указанные регуляторы поступают соответственно с датчиков 5,6 токов фаз статора и с датчика 1 тока возбуждения. Электропривод работает по принципу подчиненного регулирования« Контуру регулиро - вания по частоте подчинены контуры регулирования по току фаз статора синхронного двигателя и контур регу- лирования по его току возбуждения, В электроприводе обеспечивается компенг- сация изменений токов ротора и продольной составляющей тока статора по их мгновенным значениям, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах и механизмах общепромышлен него назначения. Целью изобретения у является повышение показателей качества работы путем увеличения быг.т родействия и снижения электрических потерь. В электропривод переменного тока введены регуляторы фазных токов статора, нуль-органы 20,21, демодуляторы 18,19, генератор 22 пилообразного напряжения и компараторы 15,16,17. Последовательно соединенные

.

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к электроприводу переменного тока, п.о-с т роенному на базе синхронного двигателя, и может С быть использовано в системах и Шзмах общепромышленного назначения f при высоких требованиях к точности и качеству регулирования скорости нагрузки.

Цель изобретения - повышение показателей качества работы электропривог да за счет увеличения быстродействия и снижение электрических потерь„

На чертеже представлена функциональная схема электропривода переменного тока.

Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 с элек тромагнитным возбуждением, подключенный к выходу усилителя 2 мощности, датчик 3 углового положения и датчик 4 частоты вращения, установленные на валу синхронного двигателя 1j датчики 5 и 6 фазных токов статора, блок 7 задания поперечной составляющей тока статора, преобразователь 8 координат, опорные входы которого соединены с выходами датчика 3 углового положения, возбудитель 9j подключенный вы

0

5

0

5

ходом к обмотке возбуждения синхронного двигателя 1, регулятор 10 тока возбуждения, первый вход которого подключен к выходу датчика I1 тока , возбуждения, а второй вход к выходу регулятора 12 частоты вращения, под ключеннога входом к выходу датчика 4 частоты вращения

В электропривод переменного тока введены регуляторы 13 и 14 фазных токов статора компараторы 15-17J, демодуляторы 18 и 19, нуль-органы 2( и 2 и генератор 22 пилообразного на пряжения, подключенный выходом к одному из входов компаратора 15 и вым входам демодуляторов 18 и 19,, вторые входы которых через соответствующие нуль-органы 20 и 21 подключены к выходам датчика 3 углового положения. Пои этом выходы демодуляторов 18 и 19 подключены соответственно к первь м входам компараторов 16 и 17.

Первые входы регуляторов 13 и 14 фазных токов статора подключены к соответствующим выходам преобразователя 8 координат. Вторые входы регуляторов 13 и 14 подключены соответственно к выходам датчиков 5 и 6 фазных токов статора, а выходы указанных

регуляторов подключены соответственно к вторым входам компараторов 6 и 17, соединенных выходами с управляющими входами усилителя 2 мощности.

Выход регулятора 10 тока возбуждения подключен к другому входу компаратора 15, соединенного выходом с управляющим входом возбудителя 9.-Вы ход блока 7 задания поперечной составляющей тока статора подключен к первому ут1равляюп5ему входу преобразователя 8 координат, второй управляющий вход которого соединен с выходом регулятора 12 частоты вращения.

Синхронный двигатель 1 может быть обычным синхронным двигаталем или синхронным двигателем с электромагнитной редукцией частоты вращения. Датчиком 4 частоты вращения может быть тахогенератор постоянного тока, Датчик 3 угла может быть выполнен на основе сельсина, поворотного трант- сформатора или оптического кодирующет- го преобразователя. Усилитель 2 мощности и возбудитель 9 представляют собой транзисторные или тиристорные импульсные преобразователи энергии В качестве регулятора 12 частоты вращения может быть использован ПИ- регулятор, реализованный на операци- окном усилителе с RC-цепочкой в обратной связи. Блок задания представляет собой источник опорного напряжения. Компараторы 15-17 реализованы ра операционных усилителях. Демодуляторы 18 и 19 реализованы на операционных .усилителях с использованием аналоговых ключей. Нуль-органь 20 и i 21 реализованы на полупроводниковых компараторах, а генератор 22 пилообразного напряжения - на операционных усилителях.

Электропривод переменного тока .работает следующим образом.

Контуру регулирования частоты вращения подчинены два контура регулирования фазных токов статора i, i и контур регулирования тока возбужде- 1НИЯ ij . Ток возбуждения Lf двигателя формируется по входному сигналу регулятора 12 частоты вращения.Установка тока статора по продольной оси d формируется также по входному сигналу регулятора 12. В электроприводе реализуются зависимости между электромагнитным моментом и токами i,i|i,i двигателя, обеспечивающие получение постоянства потокосцепления Н % const. Этим0

5

0

б

0

5

0

5

0

5

условием обеспечивается максимальное быстродействие электроп ивода.

Синхронный двигатель 1 приводит во вращение нагрузку. Для получения заданной частоты вращения в регуляторе

12производится сравнение сигнала задлния Uj с выходным сигналом датчика 4 частоты вращения. В результате на выходе регулятора 12 формируется управляющее напряжение, которое ступает на вход преобразователя 8 ко- одинат и на вход регулятора 10 тока возбуждения.

На входе регулятора 10 производится сравнение заданного и действительного значений токов возбуждения. Сигнал рассогласования с выхода регулятора 10 в виде постоянного напряжения поступает на вход компаратора 15. На другой вход компаратора. 15 посту - пает сигнал с выхода генератора 22 пилообразного напряжения. На компара- торе 15 реализован ШШ. Сигнал с выхода компаратора 15 управляет сило выми ключами возбудителя 9,

На вход преобразователя 8 координат поступает сигнал с выхода регулятора 12 частоты вращения (пропорциональный статорному току по оси d) и с выхода блока 7 задания (пропорциональный статорному току по оси q), На опорные входы преобразователя 8 координат поступают также сигналы с датчика 3 угла. На выходе преобразователя 8 координат формируются синуг- соидальные задания на входе регуляторов 13 и 14 фазных токов, С выходов датчиков 5 и 6 фазных токов действи- тель11ое значение фазных токов посту- пает на другие входы регуляторов

13и 14 фазных токов, где и производится сравнение заданного и действительного значений фазных токов,

Сигналы рассогласования поступают на входы компараторов 16 и 17, на которых реализован ШИМ, На другие входы компараторов 16 и 17 поступают сигналы с генератора 22 пилообразного напряжения через демодуляторы 18 и 19 в фазе или в противофазе в зависимости от углового положения вала ротора синхронного двигателя 1,

Амплитуда высокочастотной составляющей фазных токов зависит от того, встречно или согласно .направлены из- менения фазных токов и тока возбуждения. Изменением фазы напряжения ШИМ в зависимости от углового прложения

ротора можно добиться,„чтобы мгновенные значения фазных токов и тока воз - буждения были направлены встречно.

Благодаря этому достигается минк мизация потерь в электроприводе так как уменьшается амплитуда высокочастотных составляющих фазных токов. Вы Годные сигналы компараторов 6 и 17 управляют силовыми ключами в усилите пе 2 мощности таким образом, чтобы действительное значение фазных токов совпадало с заданными значениями ных токов. При формировании фазных токов изменяется только составляющая по оси d, компенсируя влияние измене рня тока ротора двигателя I и обеспв .чивая постоянство потокосцепленияj (чем достигается повышение родействия электропривода, ; Таким образом, введение в электро - Привод переменного тока регуляторов фазных токов, компараторов, ганов и генератора пилообразного пряжения обеспечивает взаимную ком пенсацию изменений тока ротора и про дольной составляющей тока статора по их мгновенным значениям, благодаря чему увеличивается быстродействие и снижаются электрические потери по сравнению с известным устройством,

Формула изобретения

. Электропривод переменного тока содержащий синхронньй двигатель с ь электромагнитным возбуждением, подключенный к выходу усилителя мощное- ти, датчик углового поло/кения и чик частоты вращенияj установленные на валу синхронного двигателя, датчи ки фазных токов статора, блок задания поперечной составляющей тока статора преобразователь координате, опорные входы которого соединены с -выходами датчика углового положения, возбуди

Редактор И.Касарда

Составитель А.Жилин Текред Л.Олийнык

6et««%i9ip « - -t .(Mr aerKQEHnZ 4M«ce« л«

Заказ 4863/54Тираж 584Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений н открыт ий 113035, МоскваJ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

5

0

5

0

5

0

5

тель, подключенный выходом к обмотке возбуждения синхронного двигателя, регулятор тока возбуждения, первый вход которого подключен к выходу датчика тока возбуждения, а второй вход - к выходу регулятора частоты вращения, подключенного входом к выходу датчика частоты вращения, о т личающийся тем, что, с цепью повьп ения показателей качества работы за счет увеличения быстродей - ствия и снижения электрических потерь, введены два регулятора фазных токрв статора, три компаратора, два .демодулятора, два нуль-органа и генератор пилообразного напряжения, подключенный выходом к одному из входов первого компаратора и к первым входам демодуляторов, вторые входы которых через соответствующие нуль- органы подключены к выходам датчика углового положения, при этом выходы демодуляторов подключены соответст венно к первым входам второго н тре- теьго компараторов, первые входы регуляторов фазных токов статора подключены к соответствующич выходам г преоб)азователя координат, вторые i входы указанньпс ре)уляторрв - к выходам соответствующих датчиков фазшлх токов статора, а выходы указанных регуляторов подключены соответственно к BTopbiM входам второго и третьего компараторов, соединенных выходами с управляющими входами усилителя мощности, выход регулятора тока возбуждения подключен к другому входу первого компаратора, соединенного выходом с управляющим входом возбудителя, выход блока задания поперечной сое- : тавляющей тока статора подключен к первому управляющему входу преобразователя координат, второй управляющий вход которого соединен с .выходом регулятора частоты вращения.

Корректор Л.Патай