Электропривод переменного тока Советский патент 1989 года по МПК H02P7/42 

Описание патента на изобретение SU1515322A1

31515322

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемому асинхронному электроприводу, и может быть использовано для регулирования

момента, скорости и положения рабочих органов производственных механизмов, оснащенных асинхронньми электроприводами, которые включают импульсный инвертор, асинхронный двигатель с ко- роткозамкнутым ротором и датчик скорости, например для электроприводов роботов, электроприводов подачи и главного движения станков с числовым программньм управлением.

Целью изобретения является повышение энергетических и динамических по- казателей за счет повышения развиваемого ускорения, уменьшения потерь и нагрева двигателя, увеличения испаль- зования двигателя по моменту и мощности и расширения диапазона регулирования скорости.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2-5 - характеристики блоков нелинейностей в адаптивном регуляторе момента; на фиг. 6 - диаграммы, поясняющие трехзонное изменение фазы тока статора и амплитуды потокосцепления ротора в зависимости от требуемого момента и измеренной скорости. I .

Вход блока 8 управляемого ограничения, образующий первый вход адаптивного регулятора 7 момента, подключен к выходу пропорционально-интегральног регулятора 6 скорости.

Выход блока 8 управляемого ограничения подключен к входу делимого первого блока 9 деления, а его управляющий вход - к выходу первого блока 11 нелинейности. Выход первого блока 9 деления подключен к входу делимого второго блока 10 деления, соединенного выходом с первым входом первого сумматора 18.

Входы делителей блоков 9 и 10 деления объединены между собой и подключены к выходу второго блока 12 нелинейности, соединенного входом с выходом апериодического звена 17.

Выход первого блока 9 деления подключен к входу третьего блока 13 нелинейности, соединенного выходом с входом первого блока вьщеления модуля, входы первого и четвертого блоков нелинейностей 11 и 14 объединены между собой и подключены к выходу второго блока 16 вьщеления модуля, вход которого объединен с вторым входом первого сумматора 18 и образует второй вход адаптивного регулятора 7 момента, подключенньз к выходу датчика 3 частоты вращения.

Выход четвертого блока 14 нелиней

Похожие патенты SU1515322A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Дмитриев Светослав Павлович
RU2020724C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СОСТАВЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ВЕКТОРНЫМ ПОЛЕОРИЕНТИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ПРИ РАБОТЕ В ЗОНЕ ОГРАНИЧЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 2021
  • Флоренцев Станислав Николаевич
  • Уваров Александр Анатольевич
  • Титов Алексей Михайлович
  • Орлов Владимир Николаевич
  • Байда Сергей Викторович
RU2759558C1
Способ управления асинхронным электродвигателем и устройство для его осуществления 1981
  • Мищенко Владислав Алексеевич
SU1443110A1
Частотно-регулируемый электропривод 1986
  • Соседка Вилий Лукич
  • Коломойцева Людмила Федоровна
  • Пружанский Давид Исаакович
  • Верник Владимир Борисович
SU1372579A1
Способ оптимизации работы асинхронной машины по минимуму статорного тока и максимуму коэффициента полезного действия при полеориентированном векторном управлении 2022
  • Журов Игорь Олегович
  • Байда Сергей Викторович
RU2798499C1
СПОСОБ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Тарарыкин Сергей Вячеславович
  • Красильникъянц Евгений Валерьевич
  • Бурков Александр Павлович
  • Смирнов Александр Андреевич
RU2459345C2
Способ идентификации постоянной времени ротора и взаимной индуктивности статора и ротора асинхронного двигателя в системе векторного полеориентированного управления 2021
  • Байда Сергей Викторович
  • Журов Игорь Олегович
RU2771794C1
Электропривод переменного тока с частотно-токовым управлением 1985
  • Бродовский Владимир Николаевич
  • Иванов Евгений Серафимович
  • Жилин Анатолий Семенович
  • Буторин Николай Вячеславович
SU1310989A1
Асинхронный электропривод 1975
  • Дацковский Лев Ханинович
  • Тарасенко Леонид Михайлович
  • Пикус Юрий Григорьевич
  • Шакарян Юрий Гевондович
  • Бабичев Юрий Егорович
  • Андриенко Петр Дмитриевич
SU809461A1
Электропривод переменного тока с частотно-токовым управлением 1985
  • Бродовский Владимир Николаевич
  • Иванов Евгений Серафимович
  • Жилин Анатолий Семенович
  • Буторин Николай Вячеславович
SU1310990A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 515 322 A1

Реферат патента 1989 года Электропривод переменного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования момента, скорости и положения рабочих органов производственных механизмов, для привода роботов, в станках с числовым программным управлением. Целью изобретения является повышение энергетических и динамических показателей. Указанная цель достигается тем, что в электропривод переменного тока введен адаптивный регулятор (АР) 7 момента с двумя входами и тремя выходами. АР 7 снабжен блоком 8 управляемого ограничения, двумя блоками 9,10 деления, четырьмя блоками 11,12,13,14 нелинейности, двумя блоками 15,16 выделения модуля, апериодическим звеном 17 и двумя сумматорами 18,19. Первый вход АР 7 подключен к выходу пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости. Второй вход АР 7 подключен к выходу датчика 3 частоты вращения. Первый выход АР 7 подключен к управляющему входу импульсного преобразователя (ИП) 2 тока. В электроприводе обеспечивается инвариантное и оптимальное управление моментом во всем требуемом диапазоне изменения момента и частоты вращения. Это достигается адаптивным управлением в динамике и статике степенью использования магнитопровода путем связанного изменения момента и амплитуды потокосцепления ротора, взаимосвязанных действий над фазой, частотой и амплитудой тока статора с помощью АР 7. 6 ил.

Формула изобретения SU 1 515 322 A1

Электропривод переменного тока со- г нести и выход первого блока 15 вьщедержит асинхронный двигатель 1 (фУ1г.1) подключенный статорными обмотками к выходам импульсного преобразователя

2тока, выполненный с управляющими входами для частоты и для ортогональ- 40 ных составляющих тока статора, датчик

3частоты вращения, установленный на валу асинхронного двигателя 1, последовательно соединенные блок 4 задания скорости, элемент 5 сравнения и про- 45 порционально-интегральный регулятор

6 скорости, при этом другой вход элемента 5 сравнения подключен к выходу датчика 3 частоты вращения.

В электропривод переменного тока 50 введен адаптивный регулятор 7 момента, выполненный с двумя входами и тремя выходами и снабженный блоком 8 управляемого ограничения, двумя блоками 9 и 10 деления, четырьмя блоками 55 11-14 нелинейности, двумя блоками 15 и 16 вьделения модуля, апериодическим звеном 17 и двумя сумматорами 18 и 19.

ле шя модуля подключены к соответству ющим входам второго сумматора 19, соединенного выходом с входом апериодического звена 17.

Выходы первого 18 и второго 19 сум маторов и выход первого блока 9 деления, образующие соответственно первый второй и третий выходы адаптивного ре гулятора 7 момента, подключены соответственно к управляющим входам для частоты и для ортогональных составляю щих тока статора импульсного преобразователя 2 тока.

Импульсный преобразователь 2 тока содержит преобразователь 20 аналог- код, выход которого соединен с входами двух постоянных программирующих запоминающих устройств 21 и 22. Выходы первого постоянного программирующего запоминающего устройства 21 соединены с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей 23 и 24. Выходы второго постоян ноге программирующего запоминающего

ле шя модуля подключены к соответствующим входам второго сумматора 19, соединенного выходом с входом апериодического звена 17.

Выходы первого 18 и второго 19 сумматоров и выход первого блока 9 деления, образующие соответственно первый, второй и третий выходы адаптивного регулятора 7 момента, подключены соответственно к управляющим входам для частоты и для ортогональных составляющих тока статора импульсного преобразователя 2 тока.

Импульсный преобразователь 2 тока содержит преобразователь 20 аналог- код, выход которого соединен с входами двух постоянных программирующих запоминающих устройств 21 и 22. Выходы первого постоянного программирующего запоминающего устройства 21 соединены с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей 23 и 24. Выходы второго постоян- ноге программирующего запоминающего

устройства 22 подключены к цифровым входам третьего и четвертого цифроана- логовых преобразователей 25 и 26. Выходы четырех цифроаналоговьгх преобразователей 23-26 подключены к входам блока 27 сумматоров, три выхода которого через соответствующие узлы 28, 29 и 30 сравнения соединены с входами регуляторов тока 31, 32 и 33, выходы последних подключены к входам импульсного инвертора 34, три выхода которого через датчики 35, 36 и 37 мгновенного фазного тока подсоединены к асин20

25

30

35

40

ния текущей амплитуды потокосцепления ротора в зависимости от потокообразую щей составляющей тока и от характерис тики намагничивания двигателя (фиг.З) и путем вычисления управляемой составляющей синхронной частоты и момен- тообразующей составляющей тока в обратной зависимости от вычисленной амплитуды потокосцепления ротора, а потокообразующую составляющую тока изменяют в зависимости от вычисленной моментообразующей составляющей тока путем переключения их связи в зависимости от граничных величин и частоты вращения (фиг. 4 и 5), причем вектор тока статора is задают с помощью . адаптивного регулятора 2 момента тремя параметраьи (фиг, 6), требуемой синхронной частотой tj , требуемой моментообразующей составляющей тока статора i

sx

хронному двигателю 1, вход преобразо-t5 щей- составляющей тока путем вычисле- вателя 20 аналог-код и объединенные между собой попарно аналоговые входы цифроанапоговых преобразователей 23, 25 и 24, 26 образуют соответственно управляющие входы для частоты и для ортогональных составляющих тока статора импульсного преобразователя 2 тока.

Сущность функционирования электропривода переменного тока заключается в том, что скорость асинхронного двигателя 1 регулируют за счет адаптивного связанного регулирования момента двигателя и потокосцепления ротора и изменяемой степени насыщения магни- топровода путем адаптивного регулирования и трехзонного переключения струк структ фь регулирования фазы тока статора. При этом фазу тока изменяют с помощью четьфех блоков нелинейности 11-14, характеристики которых показаны соответственно на фиг. 2-5, как сумму двух взаимосвязанных составляющих фазы, одну из которых образуют разверткой синхронной частоты, соответствующей требуемой частоте потокосцепления ротора и равной сумме величины измеренной частоты вращения и управляемой составляющей синхронной частоты, а вторую образуют трехзонным ремещением связи между моментообразующей и потокообразующей составляющими тока в зависимости от требуемого момента, измеренной частоты вращения и граничных уровней требуемого момента 50 и измеренной частоты вращения (фиг.6); причем вторую составляющую фазы, равную фазе тока статора относительно потокосцепления ротора, задают постоянной и равной 145 при превьппении граничного момента до достижения граничной частоты вращения (фиг.6,в,г), а в зонах ниже граничного момента и вьпие граничной частоты вращения втосдвинутой по фазе относительно потокосцепления ротора ff.

на 190 , и требуемой потокообразуюi +

щей составляющей тока статора i

S:;

синфазной по отношению к потокосцеп- лению ротора ( . Цифроаналоговым способом преобразуют указанные параметры тока статора в требуемые величины мгновенных фазных токов i, , i, которые отрабатьшают способ широт но-импульсной модуляции рассогласования заданного i, i i и действительного мгновенного фазного тока isa sb sc помощью внутреннего контура регулирования вектор а тока статора и импульсного инвертора.

При этом адаптивное регулироватгие фазой тока статора производят по двум критериям одновременно (что определяет характеристики блоков нелинейности и переключеш-ш связей параметров в структуре электропривода): по динамическому критерию инвариантного управления моментом двигателя (равенрую составляюптую фазы изменяют в за-,; висимости от требуемого момента (фиг. 6 а,б) и измеренной частоты вращения (фиг. б, д,е) соответственно.

При этом управляемую составляющую синхронной частоты, асинхронную частоту, равную скорости изменения второй составляющей фазы, амплитуду тока статора и потокообразующую составляющую тока образуют процессом выполнения взаимосвязанных действий над требуемым моментом электропривода, измеренной частотой вращения и потокообразую-

0

5

0

5

0

ния текущей амплитуды потокосцепления ротора в зависимости от потокообразую- щей составляющей тока и от характеристики намагничивания двигателя (фиг.З) и путем вычисления управляемой составляющей синхронной частоты и момен- тообразующей составляющей тока в обратной зависимости от вычисленной амплитуды потокосцепления ротора, а потокообразующую составляющую тока изменяют в зависимости от вычисленной моментообразующей составляющей тока путем переключения их связи в зависимости от граничных величин и частоты вращения (фиг. 4 и 5), причем вектор тока статора is задают с помощью . адаптивного регулятора 2 момента тремя параметраьи (фиг, 6), требуемой синхронной частотой tj , требуемой моментообразующей составляющей тока статора i

sx

5 щей- составляющей тока путем вычисле-

j 0

сдвинутой по фазе относительно потокосцепления ротора ff.

на 190 , и требуемой потокообразуюi +

щей составляющей тока статора i

S:;

синфазной по отношению к потокосцеп- лению ротора ( . Цифроаналоговым способом преобразуют указанные параметры тока статора в требуемые величины мгновенных фазных токов i, , i, которые отрабатьшают способ широт но-импульсной модуляции рассогласования заданного i, i i и действительного мгновенного фазного тока isa sb sc помощью внутреннего контура регулирования вектор а тока статора и импульсного инвертора.

При этом адаптивное регулироватгие фазой тока статора производят по двум критериям одновременно (что определяет характеристики блоков нелинейности и переключеш-ш связей параметров в структуре электропривода): по динамическому критерию инвариантного управления моментом двигателя (равенство требуемого момента М и действительного момента М во всех режимах)

М - М

(1)

и по энергетическому критерию оптимального по максимуму момента двигателя управления магнитным полем (по- токосцепление ротора V) при ограни- чениях по току статора ig и напряжению статора U

М М,

(2)

при

S con

.t.-s i

5 I

и

S макс

(3) (4)

где Lg tons заданная максимальная или текущая величина мгновенной амплитуды тока стато- ра;

Us wvoiKc максимально достигаемая мгновенная амплитуда напряжения статора.

Указанным процессом взаимосвязанных действий над электроприводом достигают одновременного выполнения усло ВИЙ (1)-(4) во всем диапазоне изменения момента и частоты вращения до значений, в несколько раз превышающих номинальные величины момента и частоты вращения, с учетом энepгeтичecки возможностей импульсного преобразователя тока.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

В начальном состоянии электропри- вода отсутствуют напряжения на входах элемента 5 сравнения U О, Ujj О и на выходе пропорционально- интегрального регулятора скорости 6 получают и |и О. На входах адаптивного регулятора 7 момента напряжения равны нулю ( 0,0 ц) 0), в связи с чем напряжения на выходах блока 8 управляемого ограничения, первого 9 и второго 10 блоков деления также

равны нулю (Uj5, О, 0). Как следует из характеристики вход-выход первого блока 11 нелинейности (фиг. 2), его выходное напряжение U при Ui О также равно нулю. Напряжение на выходе второго блока нелинейности 12 определяется характеристикой вход-выход, изображенной на фиг. 3, в функции потокообразующей

составляющей тока статора igy которая в начальном состоянии электропривода определяется начальным участком

(о третьего блока 13 нелиней1

sy

ности. Начальное выходное напряжение блока 13 нелинейности

Ui

SV,

ISSj К:

пропорциональное начальной потокообразующей составляющей тока статора ijy в зависимости от коэффициента передачи по току К ., устанавливают, как показано на характеристике фиг. 4, в несколько раз меньше максимального напряжения задания потокообразующей составляющей тока статора i,, в зависиьУ„акс

МОСТИ ОТ требуемой форсировки потоко- образующей составляющей тока статора

17 yil -aSJSP

(5)

где - коэффициент форсировки потокообразующей состаляющей тока статора, определяемый требуемым диапазоном изменения амплитуды потокосцепле ния ротора v в зависимости от диапазона изменения требуемого момента М.

Напряжение на входе второго блока 12 нелинейности, равное выходному напряжению апериодического звена 17, зависит от времени, постоянной времени апериодического звена и выходного напряжения третьего блока нелинейности 13 следующим образом.

На выходе первого блока 15 выделения модуля образуется напряжение положительной полярности, равное по величине начальному напряжению задания потокообразующей составляющей тока статора

и

SV.

I

1U

выл,5 I

(6)

При отсутствии измеренной частоты вращения напряжение на выходе четвертого блока 14 нелинейности равно нулю, что следует из характеристики, представленной на фиг. 5.

Напряжение с выхода первого блока 15 вьщеления модуля поступает через сумматор 19 на вход апериодического 91515322

звена 17, имеющего передаточную функили

цию:

W,,(P)

где

Т -LL Rr

электромагнитная постоянная времени ротора, индуктивность ротора, активное сопротивление ротора.

Установившееся значение выходного напряжения апериодического звена 17

Lp Rr

10

Постоянный фазный ток образуется вследствие того, что преобразователь 20 аналог-код и постоянные программируемые запоминающие устройства 21 и 22 не переключают дискретные выборки синусной и косинусной функции, ввиду отсутствия напряжения на

входе. Напряжения на выходах цифро- аналоговых преобразователей 23-26 не бих, величине начального напря-|5 изменяются, равны нулю на выходах циф- жения потокообразующей составляющейроанапоговьк преобразователей 23 и

тока и вих , I Uijvf I, а на выходе блока 12 устанавливается начальное напряжение задания амплитуды потокосцепления ротора U( , в несколько раз меньшее

25 и равнь: напряжению iU ;5-,„1 на выхо5 0

максимального напряжения Ui,

соответствующего требуемому максимальному потокосцеплению ротора iv при насыщении магнитопровода

дах цифроаналоговых преобразователей 24 И 26. В результате этого на выхо- де блока 27 сумматоров образуются

три напряжения задания постоянных фазных токов U,-sa

и,-зЬ . и isc , которые

г MClUt

поступают через узлы 28, 29 и 30 сравнения на входы регуляторов 31, 32

„У ЛМОИС

КфпК(

(8)

К

flii5

КфлКц;

коэффициент форсировки амплитуды потоко сцепле- ния ротораJ коэффициент передачи По потокосцеплению ро30 ного фазного тока, выходные напряжения которых поступают на входы элементов 28, 29 и 30 сравнения.

В фазных обмотках статора асинхронного двигателя 1 устанавливается постора.

При отсутствии измеренной частоты

вращения (U 0) напряжение на выхо- оянный ток, соответствующий неподвиж- де второго блока 16 вьделения модуля у начальному состоянию вектора торавно нулю. статора i , при этом модуль вектоТаким образом, в начальном состоя- р, статора равен начальной пото- нии электропривода на выходе адаптив- кообразующей составляющей тока стато- ного регулятора 7 момента, образован- 40 ра i 5 i s , в результате чего в ном выходом сумматора 18, напряжение

и отсутствует, на втором выходе, об- , разованном выходом первого блока 9 деления, напряжение V также отсутствует, а на третьем выходе, образованном выходом сумматора 19, устанавливается постоянное положительное

45

асинхронном двигателе 1 образуется постоянное начальное потокосцепление ротора, амплитуда которого в несколько раз меньше максимальной амплитуды Ч .

р макс

(11)

напряжение ,, I, в несколько раз меньшее максимально возможного напряжения на третьем выходе. В результате этого импульсный преобразователь 2 тока формирует постоянный выходной

ток 1

s

в несколько раз меньший номинального тока намагничивания i

создающего номинальный магнитный поток в воздушном зазоре V ,„ L р,-1(, при этом величина isso составляет малую величину от ноьшнального тока статора (порядка 5-20%)

10 0,051,„

0...

(9i

(10)

10

Постоянный фазный ток образуется вследствие того, что преобразователь 20 аналог-код и постоянные программируемые запоминающие устройства 21 и 22 не переключают дискретные выборки синусной и косинусной функции, ввиду отсутствия напряжения на

25 и равнь: напряжению iU ;5-,„1 на выхо5 0

дах цифроаналоговых преобразователей 24 И 26. В результате этого на выхо- де блока 27 сумматоров образуются

три напряжения задания постоянных фазных токов U,-sa

и,-зЬ . и isc , которые

поступают через узлы 28, 29 и 30 сравнения на входы регуляторов 31, 32

и 33 тока и отрабатьшаются импульсным инвертором 34 благодаря пофазной отрицательной обратной связи по мгновенному фазному току, реализуемой с помощью датчиков 35, 36 и 37 мгновен30 ного фазного тока, выходные напряжения которых поступают на входы элементов 28, 29 и 30 сравнения.

В фазных обмотках статора асинхронного двигателя 1 устанавливается пос

оянный ток, соответствующий неподвиж- у начальному состоянию вектора то р, статора равен начальной пото- кообразующей составляющей тока стато- 40 ра i 5 i s , в результате чего в

45

асинхронном двигателе 1 образуется постоянное начальное потокосцепление ротора, амплитуда которого в несколько раз меньше максимальной амплитуды Ч .

р макс

к.„

(11)

50

55

Так как векторы тока статора i j. и потокосцепления ротора v неподвижны и совпадают по направлению, то фазовый угол между ними равен нулю, начальный момент равен нулю (), частота вращения равна нулю, напряжение на выходе датчика 3 частоты вращения отсугствует (Uj 0).

При подключении к входу элемента 5 сравнения напряжения задания час11151

тоты вращения U на выходе пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости образуется скачок напряжения пропорционального требуемому моменту

М

KM-UM.

где К - коэффициент передачи электропривода по моменту. Величины скачкообразного приращения напряжения , и требуемого момента М зависят .от коэффициента усиления пропорциональной части регулятора и величины задания. При малых сигналах задания V /К скачкообразное приращение-требуемого момента в первьй момент времени не пре- вьшает граничный уровень требуемого момента М , составляющего величину, в несколько раз меньшую номинального момента М .,

М 1, . М о Ггр м

(12)

где ргр- относительный момент граничного уровня.

Мгр 0,05-0,5.

(13)

Зона изменения требуемого момента от М О до ± М определяет первую зону регулирования фазы тока статора с помощью адаптивного регулятора 7 момента следующим образом.

Скачок требуемого момента М Mj не превьшает минимальный уровень ограничения требуемого момента, задаваемый с помощью блока 8 управляемого ограничения, в связи с чем на вход первого 40 блока 9 деления поступает выходное напряжение пропорционально-интегрального регулятора скорости 6

35

и,

и,

Так как на втором входе блока 9 деления начальное напряжение U i мало, то на его выходе напряжение задания моментообразующей составляющей тока статора isx/K ; скачкообразно возрастает, причем скачок напряжения Uisx тем больше, чем выше UM и UM и чем ниже U . . Величина скачка не превьшиет величину, ограничиваемую с помощью адаптивного регулятора 7 момента заданным начальным потокосцепле- нием ротора согласно условию (11) и выражениям (5)-(10):

5322

12

Ki-U,s.

VU

-l 2

S(o

.(14)

Скачкообразное увеличение выходного напряжения блока 9 деления приводит к скачку напряжения на выходе второго блока 10 деления.

Напряжение на выходах первого 11 и второго 12 блоков нелинейности отсутствует.

В первой зоне регулирования при малых значениях трубемого момента М MO форсировка выходного напряжения первого блока деления 9 U isx меньше граничного уровня U

1SX,

K.

который задан характеристикой третьего блока 13 нелинейности (фиг. 14), так как граница излома нелинейности ij,, () определяется в точках +is, -i с помощью настройки блока, исходя из следующей связи параметров элек25

тропривода igXo, 0,

2 L,

Mo

3Zp-L

V

(15)

40

где ii p - число пар полюсов 30I- m взаимная индуктивность.

Как следует из схемы на фиг. 1 и характеристики на фиг. 4, выходное напряжение первого блока 9 деления поступает на вход третьего блока 13 не- 35 ЛИНЕЙНОСТИ, но при lijx isKolfie изменяет выходное напряжение задания потокообразующей составляющей тока

5Уо

. Выходные напряжения блоков 14

17 и 19 также сохраняются на указанных вьше начальных уровнях. На выходе сумматора 18 образуется скачок напряжения задания управляемой составляющей синхронной частоты йЮз , которая за--, дается с помощью второго блока 10 деления равной отношению моментообразующей составляющей тока к амплитуде по- токосцепления ротора:

UW,

I,T . . L, l

(16)

где индексом отмечены требуемые (задаваемые системой регулирования) параметры асинхронного двигателя.

При отсутствии измеренной час-готы вращения (U i 0) напряжение на выходе сумматора 18 и на первом входе импульсного преобразователя 2 тока равно Напряжению задания управляемой

J315

составляющей синхронной частоты aws Utos , но в первый момент времени преобразователь 20 аналог-код и постоянные программируемые запоми- нающие устройства 21 и 22 определяют начальную фазу синусной и косинусной функции Ц) , так как эта фаза дискретно изменяется на одну дискрету лишь после прихода импульса развертки напряжения и (д) S через интервал времени ut , равный:

21Т

К -и

tosi

(17)

где К - коэффициент передачи по частоте преобразователя аналог-код

.- входное напряжение преобразователя 20 аналог-код на i-M интервале времени. С помощью цифроаналоговых преобразователей 23-26 образуются четыре напряжения, величина которых определяется произведением второго и третьего входных аналоговых напряжений импульс ного преобразователя 2 тока Ufs, U isy на начальные выборки синусной и. косинусной функций sinifj и созц) , определяемые соответственно первьм и вторым постоянными программируемыми запоминающими устройствами 21 и 22, которые предварительно программируют по синусному и косинусному закону соответственно.

С помощью указанных цифроаналоговых преобразователей и блока 27 сумматоров путем попарного суммирования выходных напряжений цифроаналоговых преобразователей производится преобразование четырех напряжений в двухфазное напряжение U,s ,, Ц. согласно известному преобразованию декартовых координат из вращающейся системы ординат X, Y (с синхронной скоростью W ) в неподвижную систему координат Ы, В ( ориентированную относительно неподвижной оси фазы а статора);

и,-5с( U. isxSinc/, ) (18)

U;5 Ujs,, sinews + U;s; COS Ifj . (19)

С ПОМОЩЬЮ блока 27 сумматоров двухфазное напряжение U-jj,;, U j преобразуется в трехфазное напряжение задания мгновенных фазных токов статора:

5322

14

и

г

(2CQ

isb- -(4-U 5c Ufsp); (21)

-(4-. -|- Uisp). (22)

Управляющее трехфазное напряжение задания мгновенных фазных токов V., Ujb sc с выходов блока 27 суммато - ров поступает на задающие входы узлов 28, 29 и 30 сравнения, преобразуется в управляющие импульсы с помощью регу- лятJppoв 31, 32 и 33, силовые ключи

импульсного инвертора 34 переключаются и с помощью внутреннего контура регулирования мгновенного фазного тока согласно преобразованиям (18)-(22) от- рабатьтается скачок фазы тока статора Lg асинхронного двигателя

4s + arctg -

(23)

25

s

В результате скачка фазы тока статора 5 4 so tf Я вторая составляющая фазы тока статора в первой зоне регулирова1)ИЯ равна

30

arccg -Н« 23„

(24)

образуется импульс момента М,, М асинхронного двигателя 1. Поддержание момента М М на уровне первоначального импульса Ми„п обеспечивается тем, что через малый промежуток времени fit, определяемьш согласно (17) разрядQ ностью кода, происходит переключение дискретных выборок синусной и косинусной функций с помощью постоянных программируемых запоминающих устройств 21 и 22, начальная синхронная фаза tfy

е получает приращение й в положительном или отрицательном-направлении, что определяется положительной или отрицательной полярностью напряжения

и

UJS

50

So- К;-ле 5- 1ЛЧ5

(25)

55

где К - количество дискрет положительного направления} 1 - количество дискрет отрицательного направления. В результате указанного изменения синхронной фазы с образуется частота потокосцепления ротора

15151532216

т i а , i согласно выражению (24) от 0°

dt at; М М о до .1 ± 45°при М

1 М jfMp. Это следует из (24) и услоКоторая возникает в связи с изменени- с вия i i в первой зоне регулиро- ем мгновенных фазных токов с частотой вания согласно характеристике блока Wg , синхронной с частотой потокосцеп- 13 нелинейности .(фиг. 4) и векторной лени я ротора.диаграмме на фиг. 6.

Синхронное вращение векторов токаНа фиг. 6а показано изменение взастатора и потокосцепления ротора с 10 имного положения векторов тока стато- частотой aJs do05 после скачка фазыра i и потокосцепления ротора v в

тока на угол i, определяемый услови- первой зоне регулирования при постоянен (24), обеспечивает поддержание уг- стве величины (амплитуды) потокосцеп- ла между векторами тока статора ig иления ротора 1+ Уго(Фиг. 66) при

потокосцепления ротора на уров- 15 различных моментах , меньших М. не ц|(М), определяемом требуемымДействие интегральной части пропормоментом М% в результате чего вы- - ционально-интегрального регулятора 6 попняется условие (1) поддержанияскорости приводит к нарастанию требуедействительного момента двигателя М,мого момента в положительном направлеравного требуемому моменту М, возни- 20 кии (, М) либо в отрицательном на- кает ускорение ротора, скорость асин- правлении (М, М , что вызьшает соот- хронного двигателя возрастает,напряже- ветствующее изменение фазы тока соглас- ние с выхода датчика 3 частоты враще- о (23) и фазового угла между током ния поступает на вход элемента 5 срав- статора и потокосцеплением ротора 4 нения и на вход адаптивного регулятора З согласно (24) и обеспечивает инвари- 7 момента, выпрямляется с помощью вто- антное управление моментом в.соответ- рого блока 16 выделения модупя и пос- ствии с уравнением (1) в первой зоне .тупает на входы первого 11 и четверто- регулирования„ го 14 блоков нелинейности.Во второй зоне регулирования, коПри частоте вращения ниже гранич- 30 торая образует при превьппении требуе- ного уровня частоты вращения Ыр , какмого момента М и граничного уровня

следует из характеристики блока определяемого условием (12),

нелинейности (фиг. 2) и блока 14 не-структура электропривода переключаетлинейности (фиг. 5), изменение часто- благодаря переключению связи вхо- ты вращения w не приводит к появлению 35 вьгхода блока 13 нелинейности, оп- напряжения на выходах первого-11 иределяемой характеристикой, изображенчетвертого 14 блоков нелинейности, фиг. 4.

Одновременно напряжение с выхода результате этого переключения

датчика 3 частоты вращения поступаетструктуры электропривода фаза тока

на второй вход сумматора 18, в резуль-40 статора Eg изменяется во второй зоне тате чего в адаптивном регуляторе 7регулирования как сумма синхронной

момента образуется положительная об-Ф зы и постоянного фазового сдвига

ратная связь по частоте вращения для i 45 . Синхронная фаза Ц обраформирования синхронной частоты Ws зуется разверткой синхронной частоты

u)+ ЛЫдИ обеспечения синхронного . 45 s которая изменяется как сумма из- ,вращения векторов тока статора и по-меренной частоты вращения ротора со

токосцепления ротора и управляемой составляющей синхронной

частоты utJ, т.е. )+ .

500)5 U) + ли) ,(27) В первой зоне регулирования электропривод работает с малым постояннымпричем управляемая составляющая син- потокосцеплением ротора го г хронной частоты, соответствующая начальном участке характеристики на-скольжению потокосцепления ротора от- магничивания (фиг. 3) при фазовых уг-носительно ротора, изменяется с помолах между током статора и потокосцеп-щыо блока 10 деления по закону лением ротора Ец,, определяемых требуемым моментом М и пропорциональной ему 5х.т t (28) моментообразугацей составляющей тока L f

Фазовый сдвиг ц|тока статора относительно потокосцепления ротора во второй зоне регулирования задается с помощью задания другой связи потокообразующей составляющей тока статора ijy sv моментообразующей составляющей тока статора i g i , определяемой характеристикой третьего

блока 13 нелинейности при условии

SX

isxo

При высоких значениях момента М величина амплитуды потокосцепления ро

С помощью последовательно соединенных третьего блока 13 нелинейности и 15 тора изменяется нелинейно в зависи- первого блока 15 выделения модуля со- мости от потокообразующей составляюгласно характеристике на фиг. 4 при условии (29) на третий потокообразую- щий вход импульсного преобразователя 2 тока во второй зоне регулирования поступает изменяемое во времени напряжение задания потокообразующей составляющей тока статора 1, в результате чего при обеспечении условия (28) с помощью блока 10 деления потокообразующая составляющая тока статора ig равна по величине моментообразующей составляющей тока статора

SX

s

11.

(30)

в связи с этим во второй зоне регулирования поддерживается постоянный фазовый сдвиг между током статора и потокосцепленнем ротора, определяемый законом регулирования

30

arctg - t-rsv

При этом абсолютная фаза тока статора ES, которая непрерывно изменяется от начальной фазы помощью адаптивного регулятора момента 7 и импульсного преобразователя тока 2, задается по закону:

S So+ К г Л 5- l- l/st-Aгде Ц., К;-аЧ ,- синхронная

Ь S о

фаза.

Во второй зоне регулирования момент аскнхронного двигателя 1 и пото- косцепление ротора связанно изменяются, как показано на фиг. 6, благодаря изменению потокообразующей составляющей тока статора i, которая связана

, 10

с изменением требуемого момента М с,. помопу ю изменения выходных напряжений двух блоков деления 9 и 10 ввиду изменения напряжений на обоих их входах.

При изменении момента двигателя фазовый сдвиг б i не изменяется по величине, а величина момента определяется изменяемыми величинами амплитуды тока статора i5c isio амплитуды потокосцепления ротора (« (фиг. 6в).

При высоких значениях момента М величина амплитуды потокосцепления ро15 тора изменяется нелинейно в зависи- мости от потокообразующей составляю

20

40

щей тока статора i вследствие насы5

щения магнитопровода, что вьфажается уменьшением степени увеличения амплитуды потокосцепления ротора v г Р увеличении момента двигателя (фиг 6,г).

Условие инвариантного управления моментом (1) во второй зоне регулирования обеспечивается тем, что изменяе25 мое во времени напряжение Uj vзадания потокообразующей составляющей тока статора i через сумматор 19 поступает на вход последовательно соединенных апериодического звена 17 и второ30 го блока 12 напинейности, характерсти- ка которого соответствует реальной характеристике намагничивания асинхронного двигателя Vr(is3) (фиг.З).

В соответствии с уравнением (7) выходное напряжение апериодического звена 17 изменяется во времени инерционно по отношению к изменению входного напряжения U,s:y с постоянной времени Тр, равной постоянной времени, характеризующей изменение во времени амплитуды потокосцепления poTopaiy(t) :

45

Т. . L..i

SV I

(33)

где L,

JA- 1

(34)

s-j

SO

Уменьшение взаимоиндуктивности L при росте амплитуды потокосцепления ротора согласно характеристике намагничивания Vpd) и уравнению (34) учитывается уменьшением коэффициента передачи второго блока 12 нелинейнос- ти (фиг. 3), в результате чего вьиис- ленная амплитуда потокосцепления ротора Ц1

пропорциональная выходному

напряжению второго блока нелинейноети 12 U| , соответствует действительной амплитуде потокосцепления ротора У в асинхронном двигателе 1.

При насыщении магнитопровода и увеличении амплитуды потокосцепления ротора выше номинальной величины с ростом момента вьше номинального момента во второй зоне регулирования установившиеся значения потокообразующей и моментообразуюр(ей составляющих тока статора (i, -is) нарастают в меньшей степени, чем в ненасыщенном состоянии магнитопровода ввиду нарастания напряжения ц задания амплитуды 5 ротора, определяемой связью ), потокосцепления ротора v подаваемого с выхода второго блока 12 нелиней- . ности на вторые входы блоков 9 и 10 деления, при эТом амплитуда потокосцепления ротора может кратковремен- 20 но возрастать на 30-40% относительно

см. фиг. 6, г.

В третьей зоне регулирования при повышении частоты вращения Bbmie гра ничного уровня, определяемого услов ем

ш, и)„

(36)

где Си 0,5-1 - относительная граничгр

тока

номинального потокосцепления ротора. Вследствие этого для заданного

во второй зоне требуемого момента

М Мр выполняется условие минимума 25 ная частота вращения, напряжение статора достигает своего максимального значения, в связи с чем инвариантное управление по условию (1) осуществляется с помощью адаптивного регулятора 7 30 момента при действии ограничения (4) путем сниже1 ия требуемого момента М, снижения потокообразующей составляющей тока статора

s

/2 -I is J Y2 -i

sy

(35)

В динамике при ограниченном токе статора (условие (3) выполняется условие максимума момента (2).

Во второй зоне происходит адаптивное регулирование фазы, частоты и амплитуды тока статора и потокосцепления ротора, значения которых по-разному изменяются в динамике и статике.

При больших возмущениях со стороны управления U, или со стороны нагруз35

. g.j

i

SX

(37)

и снижения амплитуды потоксцепления ротора If Д uj) .

Увеличение частоты вращения вьш1е

ки электропривод из описанного началь- д граничного уровня (36) приводит к поного состояния скачком переключается во втор ую зону регулирования, так как требуемый момент максимален М, а начальное потокосцепление минимально и близко к нулю. На выходах блоков 9 и 10 деления напряжение скачком возрастает до максимальных величин, что создает скачок моментообраявлению на выходах первого 11 и четвертого 14 блоков нелинейности напряжения, возрастающего с ростом измеренной с помощью датчика 3 частоты враще- д5 ния напряжения , которое поступает на вход второго блока 16 выделения модуля, выпрямляется и после преобразования в первом блоке 11 нелинейности, характеристика которого приведена на

зутощей и потокообразующей составляющих тока статора и синхронной частоты 50 Ф 2, поступает на второй вход блока до их максимальных значений, вычислен- 8 управляемого ограничения. ная амплитуда потокосцепления ротора

На выходе блока 8 управляемого ограничения напряжение U задания требуемого момента М снижается, в резульVр резко нарастает благодаря скачку входного напряжения апериодического

звена 17 до его максимальных значений ее тате чего задание требуемого момента

5 «акс S маис

Резкое форсированное нарастание амплитуды потокосцепления ротора V вызьгаает форсированное увеличение наМ тем меньше, чем выше частота вращения и чем вьше ЛМ на выходе первого блока 11 нелинейности. Напряжение на выходе блока 9 деления уменьшается, в

пряжений на вторых входах блоков 9 и 10 деления и форсированное снижение моментообраэующей и потокообразующей составляющих тока статора и управляемой составляющей синхронной частоты, при этом происходит скачкообразный фазовый сдвиг тока статора относительно потокосцепления ротора на угол ±45 и адаптация злектропривода к возмущающему воздействию при выполнении условий (1)-(3) за счет установления после завершения форсированного режима требуемой величины потокосцепления

ротора, определяемой связью ),

см. фиг. 6, г.

В третьей зоне регулирования при повышении частоты вращения Bbmie граничного уровня, определяемого условием

ш, и)„

(36)

где Си 0,5-1 - относительная граничгр

ная частота вращения, напряжение статора достигает своего максимального значения, в связи с чем инвариантное управление по условию (1) осуществляется с помощью адаптивного регулятора 7 момента при действии ограничения (4) путем сниже1 ия требуемого момента М, снижения потокообразующей составляющей тока статора

. g.j

i

SX

(37)

и снижения амплитуды потоксцепления ротора If Д uj) .

Увеличение частоты вращения вьш1е

явлению на выходах первого 11 и четвертого 14 блоков нелинейности напряжения, возрастающего с ростом измеренной с помощью датчика 3 частоты враще- д5 ния напряжения , которое поступает на вход второго блока 16 выделения модуля, выпрямляется и после преобразования в первом блоке 11 нелинейности, характеристика которого приведена на

50 Ф 2, поступает на второй вход блока 8 управляемого ограничения.

Ф 2, поступает на второй вход блока 8 управляемого ограничения.

На выходе блока 8 управляемого ограничения напряжение U задания требуемого момента М снижается, в резульМ тем меньше, чем выше частота вращения и чем вьше ЛМ на выходе первого блока 11 нелинейности. Напряжение на выходе блока 9 деления уменьшается, в.

21151532222

связи с чем одновременно уменьшаются 6,д), а амплитуда потокосцепления моментообразующая и потокообразующая ротора падает (фиг. 6,е). Предельное Iсоставляющие тока статора isx и i

sj амплитуда тока статора ij уменьшается,

как показано на фиг. 6, д, при этом фазовый сдвиг Е между током статора и потокосцеплением ротора возрастает выше t45° ввиду ограничения напряжения статора.

Возрастание фазового сдвига Е,, проувеличение частоты вращения до величины с- граничено условием достижения максимального фазового сдвига 1 190, при котором установившееся значение амплитуды потокосцепления ротора равно нулю.

Таким образом, в устройстве обеспечивается адаптивное векторное связанное управление моментом и потокосцеплением ротора путем адаптивного регулирования фазы тока статора и

кообразующей составляющей тока статора i

i.

- is.исходит вследствие возрастания напряжения на выходе четвертого блока 14 нелинейности согласно его характеристике, изображенной на фиг. 5. Напряже-5 трехкратного переключения структуры ™ задания снижения потокообра- регулирования фазы тока статора ,

Эующей составляющей тока статора igy как суммы взаимосвязанных синхронной с вькода четвертого блока 14 нелиней- фазы cfg и фазового угла сдвига , ности поступает на вход сумматора 19,Повышение энергетических и динамина выходе которого образуется снижен- 20 ческих показателей достигается путем ное напряжение U -у U;sx задания пото- обеспечения ивариантного и оптимального управления моментом двигателя во всем требуемом диапазоне измене1ия момента и частоты вращения, предель- (38) 25 ного использования динамических и

энергетических возможностей системы : Снижение напряжения Uis«,Ha выходепреобразователь тока - асинхронный

.разностного сумматора 19 и на входе апериодического звена 17 приводит к снижению выходного напряжения второго 30 напряжению, потерям и нагреву двига- блока 12 нелинейности и уменьшениютеля.

требуемой амплитуды потокосцепленияИнвериантное и оптимальное управлеротора V(w).ние моментом достигается адаптивным

Снижение выходного напряжения вто- управлением в динамике и в статике рого блока 12 нелинейности происходит ,- степенью использования магнитопровода более интенсивно, чем снижение напряжения Ujsx задания моментообразующей составляющей тока статора на выходе первого блока 9 деления, в связи с

чем напряжение U/jto задания управляемойдо взаимосвязанных действий над фазой, составляющей синхронной частоты йЫдчастотой и амплитудой тока статора с

увеличивается с ростом частоты вращения to . В результате увеличения управляемой составляющей синхронной частодЕигатель при реально действующих в электроприводе ограничениях по току.

путем связанного изменения момента и амплитуды потокосцепления ротора вплоть до глубокого насыщения магнитопровода, что достигается процессом

помощью адаптивного регулятора момента.

Энергетические показатели повьппаютты аЫдИ увеличения фазового сдвигг if 45 счет увеличения КПД в результате абсолютная фаза тока статора изменяет- снижения потерь во всех трех зонах ся как сумма двух составпяюЕ1их фазырегулирования благодаря обеспечению

режима, близкого или совпадающего с

5 /s() EifCw)(39) режимом минимума тока в статике уве50 личения выходной мощности асинхронно- причем с ростом частоты вращения ньше го двигателя как в режиме постоянного граничного уровня u)oсинхронная фазамомента, так и в режиме постоянной

. и фазовый сдвиг if увеличиваютсямощности (граница между которыми покатем интенсивнее, чем быстрее нарас-зана на фиг. 2) в результате увеличета ет частота вращения со.,j ния предельного момента (вплоть до

При увеличении частоты вращения6-7-кратных значений) и предельной

требуемьй момент М снижается (М „ ,скорости при ограничениях по току статора, напряжения статора и суммарных греющих потерь, в том числе в диапа-i

М

11

М .,) , амплитуда тока статора

уменьшается (i s i, isn Sij) (Фиг.

6,д), а амплитуда потокосцепления ротора падает (фиг. 6,е). Предельное

увеличение частоты вращения до величины с- граничено условием достижения максимального фазового сдвига 1 190, при котором установившееся значение амплитуды потокосцеплени ротора равно нулю.

Таким образом, в устройстве обеспечивается адаптивное векторное связанное управление моментом и потокосцеплением ротора путем адаптивного регулирования фазы тока статора и

трехкратного переключения структуры регулирования фазы тока статора ,

напряжению, потерям и нагреву двига- теля.

дЕигатель при реально действующих в электроприводе ограничениях по току.

управлением в динамике и в статике степенью использования магнитопровода

путем связанного изменения момента и амплитуды потокосцепления ротора вплоть до глубокого насыщения магнитопровода, что достигается процессом

помощью адаптивного регулятора момента.

Энергетические показатели повьппают231515322

регулирования скорости, значинс с с л л

тельно превышающей номинальную скорость} снижения потерь на возбуждение при отсутствии требуемого момента вплоть до значений на три порядка ни- же потерь на возбуждение в известных динамических системах регулирования асинхронного электропривода с постоянным потокосцеплением ротора за счет снижения начального значения потоко- образующей составляющей тока статора is-у вплоть до значений, обычно принятых ранее лишь для токов возбуждения двигателей постоянного тока с неза- висимым возбуждением, а именно до уровня, составляющего согласно выраже нию (9) 5% от номинального тока двигателя, при этом потери на возбуждение, пропорциональные квадрату тока, составляют величину, меньшую 0,3% от номинальных потерь в обмотке статора.

Динамические показатели асинхронного электропривода повышаются за счет увеличения ускорения электропривода в пускотормознЫх режимах путем обеспечения максимального момента то35

ка статора при ограниченном токе ста- зо кия фазы тока статора, требуемого мо- тора; увеличения полосы пропускания асинхронного электропривода путем по- вьш1ения предельно достижимого динамического момента во второй зоне регулирования j увеличения быстродействия нарастания момента при малом начальном потокосцеплении ротора и малом начальном токе возбуждения при скачкообразном переходе из первой зоны регулирования во вторую зону за счет фор- о может быть увеличен на 30-60%, а диа- сировок моментообразующей и потокооб- пазон регулирования скорости может разующе й составляющих тока статора и форсировки управляемой составляющей синхронной частоты и частоты тока стато- ра;увеличения ускорениям быстродейст-. дд ВИЯ нарастания скорости в третьей зоне регулирования вверх от граничной скорости за счет плавного зависимого увеличения фазового сдвига между током

50

мента, и амплитуды потокосцепления ротора.

Таким образом, максимальньй момент асинхронного двигателя, ускорение и полоса пропускания могут быть повьшзе- ны в ij5-2 раза по сравнению с известными асинхронными электроприводами, длительно допустимьт по условиям нагрева момент асинхронного двигателя

быть расширен в 2-4 раза. Формула изобретения

Статора и потокосцеплением ротора и обеспечения максимального момента при ограничении напряжения статора; увеличения быстродействия отработки возмущающих воздействий со стороны нагрузки за счет форсировок составляющих тока статора и частоты и увеличения вследствие этого компенсирующего момента двигателя (это повьш1ает динамическую жесткость электропривода)„

55

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, подключенный статорными обмотками к выходам импульсного преобразователя тока, выполненного с управляющими входами для частоты и для ортогональных составляющих тока статора, датчик частоты вращения, установленный на валу асинхронного двигателя, последовательно соединенные блок задания скорости, элемент сравнения и пропорционально интегральный регулятор скорости, при этом другой вход элемента сравнения подключен к выходу датчика частоты

24

Нагрев асинхронного двигателя уменьшается за счет резкого снижения начальных потерь на возбуждение уменьшения греюпщх потерь в обмотке статора и тока статора в установившихся режимах за счет минимизации тока статора для заданного момента двигателя; снижения в Наиболее вероятных ;злительнык режимах работы двигателя суммарных греющих потерь в двигателе, которые близки к минимально воз- можньв 1 во всем диапазоне регулирования момента и скорости.

Расширение диапазона регулирования скорости достигается за счет снижения коэффициента неравномерности вращения и погрешностей скорости при изменении нагрузки на нижней скорости uimnH в результате быстродействующего регулирования фазы тока статора и обеспечения фазового сдвига между векторами тока статора и потокосцеп- ления ротора (расшфяется диапазон регулирования скорости снизу, уменьшается минимально возможная скорость WMHH при заданных погрешностях -скорости, увеличения максимальной скорости путем адаптивного регулирова

кия фазы тока статора, требуемого мо- может быть увеличен на 30-60%, а диа- пазон регулирования скорости может

мента, и амплитуды потокосцепления ротора.

Таким образом, максимальньй момент асинхронного двигателя, ускорение и полоса пропускания могут быть повьшзе- ны в ij5-2 раза по сравнению с известными асинхронными электроприводами, длительно допустимьт по условиям нагрева момент асинхронного двигателя

кия фазы тока статора, требуемого мо- может быть увеличен на 30-60%, а диа- пазон регулирования скорости может

быть расширен в 2-4 раза. Формула изобретения

кия фазы тока статора, требуемого мо- может быть увеличен на 30-60%, а диа- пазон регулирования скорости может

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, подключенный статорными обмотками к выходам импульсного преобразователя тока, выполненного с управляющими входами для частоты и для ортогональных составляющих тока статора, датчик частоты вращения, установленный на валу асинхронного двигателя, последовательно соединенные блок задания скорости, элемент сравнения и пропорционально интегральный регулятор скорости, при этом другой вход элемента сравнения подключен к выходу датчика частоты

вращения.

25 о т л и ч а

ю щ и и с

что, с целью повьщения энергетических и динамических показателей за счет повьшения развиваемого ускорения, уменьшения потерь и нагрева двигателя, увеличения использования двигателя по моменту и мощности и расширения диапазона регулирования скорости, введен адаптивный регулятор момента, вьтолнённый с двумя входами и тремя выходами и снабженный блоком управляемого ограничения, двумя блоками деления, четырьмя блоками нелинейностей.

я тем, и подключены к выходу второго блока

нелинейности, соединенного входом с выходом апериодического звена, выход ,первого блока деления подключен к входу третьего блока нелинейности, соединенного выходом с входом первого блока наделения модуля, входы первого и четвертого блоков нелинейностей объе- 10 динены между собой и подключены к выходу второго блока вьщеления модуля, вход которого объединен с вторым входом первого сумматора и образует второй вход адаптивного регулятора момендвумя блоками вьщеления модуля, апери-15 та,.подключенный к выходу датчика часодическим звеном и двумя сумматорами, при этом вход блока управляемого ограничения, образующий первый вход адаптивного регулятора момента, подключен к выходу пропорционально-инте- 20 грального регулятора скорости, выход блока управляемого ограничения подключен к входу делимого первого блока деления, а его управляющий вход - к выходу первого блока нелинейности, вы- 25 ход первого блока деления подключен к входу делимого второго блока деления, соединенного выходом с первым входом первого сумматора, входы делителей блоков деления объединены между собой 30

тоты вращения, выход четвертого блока нелинейности и выход первого блока выделения модуля подключены к соответствующим входам второго сумматора, соединенного выходом с входом Апериодического звена, а выходы первого и второго сумматоров и выход первого блока деления, образующие соответственно первый, второй и третий выходы адаптивного регулятора момента, подключены соответственно к управляющим входам для частоты и для ортогональных составляющих тока статора импульсного преобразователя тока.

0.5Пн

MO Const P2 CQnsf

cJo2(0o

Фиг, 2

532226

и подключены к выходу второго блока

нелинейности, соединенного входом с выходом апериодического звена, выход ,первого блока деления подключен к входу третьего блока нелинейности, соединенного выходом с входом первого блока наделения модуля, входы первого и четвертого блоков нелинейностей объе- 10 динены между собой и подключены к выходу второго блока вьщеления модуля, вход которого объединен с вторым входом первого сумматора и образует второй вход адаптивного регулятора момен5 та,.подключенный к выходу датчика частоты вращения, выход четвертого блока нелинейности и выход первого блока выделения модуля подключены к соответствующим входам второго сумматора, соединенного выходом с входом Апериодического звена, а выходы первого и второго сумматоров и выход первого блока деления, образующие соответственно первый, второй и третий выходы адаптивного регулятора момента, подключены соответственно к управляющим входам для частоты и для ортогональных составляющих тока статора импульсного преобразователя тока.

max

U-

u.

i.

i,

-/

An.

i

йм/

B-ii

.Ji J

1

y/TTflX

fcJo

г.5

Д««ГЖ

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1989 года SU1515322A1

Электропривод с асинхронной машиной 1971
  • Феликс Блашке
SU548220A3
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ управления асинхронным электроприводом и устройство для его осуществления 1984
  • Мищенко Владислав Алексеевич
SU1458962A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

SU 1 515 322 A1

Авторы

Мищенко Владислав Алексеевич

Даты

1989-10-15Публикация

1984-05-11Подача