Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе Советский патент 1990 года по МПК H02P5/402 

1

(61) 1399882

(21)4413663/24-07

(22)21о04„88

(46) 30„06„90. Бкш. № 24

(71)Ивановский энергетический институт им0 ВоИоЛенина

(72)Н.Л.Архангельский, Б„СоКурнышев, С о К„ Лебедев, В0ВоПикунов

и С„А.Рубцов

(53)621.316.7(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1399882, кло Н 02 Р 5/402, 19860

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В РЕГУЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

(57)Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводамио Целью изобретения является повышение точности определения координат асинхронного двигателя в статических и динамических режимах работьи В устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики 2 фазных токов статора и датчики 4 фазных напряжений статора, введены два блока умножения 13, 14, сумматор и релейный элемент 12, выход которого соединен с дополнительными входами блока 6 вычисления составляющих вектора потоко- сцепления ротора и блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора. Каждый из укаханных блоков 6, 7 снабжен двумя дополнительными блоками умножения„ При этом обеспечивается формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе,благодаря чему повышается точность,3 ил

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводами. Целью изобретения является повышение точности определения координат асинхронного двигателя в статических и динамических режимах работы. В устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики 2 фазных токов статора и датчики 4 фазных напряжений статора, введены два блока умножения 13,14, сумматор и релейный элемент 12, выход которого соединен с дополнительными входами блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора и блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора. Каждый из указанных блоков 6,7 снабжен двумя дополнительными блоками умножения. При этом обеспечивается формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе, благодаря чему повышается точность. 3 ил.

/J

сл

1Ю

Pue.f

Изобретение относится к электро- .технике, а именно к устройствам для определения координат асинхронного двигателя, может быть использовано в регулируемых асинхронных электроприводах и является усовершенствованием изобретения по авт,св0 № 399882„

Цель изобретения - повышение точности определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе в статических и динамических режимах работы0

На фиг 01 представлена функциональная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе; на фиг„2 - схема блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора; на фиГоЗ - схема блока вычисления составляющих вектора тока статора

Устройство для определения координат асинхронного двигателя 1 (фиг„1 содержит датчики 2 фазных токов статора, подключенные выходами к входам блока 3 преобразования токов, датчики 4 фазных напряжений статора, подключенные выходами к входам блока 5 преобразования напряжений, блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, снабженный пятью входами, блок 7 вычисления составляющих вектора тока статора, снабженный девятью входами, два элемента 8 и

9сравнения, три релейных элемента

10- 12, два умножителя 13 и 14 и сумматор 15 о

Первая пара входов блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора объединена пофазно с первой парой входов блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора, с первыми входами соответствующих элементов 8 и 9 сравнения и подключена к выходам блока 3 преобразования токов, вторая пара входов объединена пофазно с второй парой входов блока 7 и подключена к выходам первого 10 и второго 11 релейных элементов, дополнительный пятыйчеход блока 6 объединен с дополнительным девятым входом блока 7 и подключен к выходу третьего релейного элемента 12, выходы блока 6 подключены к третьей паре входов блока 7, четвертая пара входов которого подключена к выходам бло ка 5 преобразования напряжений статора, а выходы блока 7 подключены к вторым входам соответствующих элемен10

5

20

25

30

35

40

45

50

55

тов 8 и 9 сравнения, выходы которых подключены к входам первого 10 и второго 11 релейных элементов Выходы первого 10 и второго 11 релейных элементов подключены к первым входам соответственного первого 13 и второго 14 умножителей, вторые входы которых пофазно подключены к выходам блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, а выходы - соответственно к первому и второму входам сумматора 15, выход которого подключен к входу третьего релейного элемента 12„

Блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора () содержит два сумматора 16 и 17, два апериодических звена 18 и 19, выходы которых образуют выходы указанного блока, а входы подключены к выходам сумматоров 16 и 17 соответственно, две пары масштабных элементов 20 и 215 22 и 23, входы которых образуют первую и вторую пару входов блока, а выходы подключены к первым и вторым входам сумматоров 16 и 17 соответственно, к третьим входам которых подключены выходы умножителей 24 и 25, первые входы которых объединены и образуют дополнительный пятый вход блока 6, вторые входы умножителей 24 и 25 пофазно подключены к выходам апериодических звеньев 18 и 19 соответственноеI

Блок 7 вычисления составляющих вектора тока статора (фиг„3) образуют два сумматора 26 и 27, два апериодических звена 28 и 29, выходы которых образуют выходы указанного блока, а входы подключены к выходам сумматоров 26 и 27 соответственно,четыре пары масштабных элементов 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35, 36 и 37, входы образуют соответственно первую, вторую, четвертую и третью пары входов блока 7, выходы масштабных элементов 30, 32, 34 и 36 и 31, 33, 35 и 37 подключены к первому, второму8 третьему и четвертому входам сумматоров 26 и 27 соответственно, к пятым входам которых пофазно подключены выходы умножителей 38 и 39, первые входы которых объединены и образуют дополнительный вход блока 7, а вторые входы объединены пофазно с третьей парой входов указанного блока,,

Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе работает следующим образомо

Блок 3 преобразования токов и блок 5 преобразования напряжений осуществляют преобразование фазных токов и напряжений, поступающих с соответствующих датчиков 2 и 4, в составляющие

теля; - дополнительные

переменные; (и - переменный параметр.

Проекции вычисленного вектора по- токосцепления ротора формируются в блоке 6, реализующем следующие дифференциальные уравнения:

dy

dt

(Ч

RRW

,

Lrt

Rrf

Vm

ar Ц 4V ТГ +H4-V

(7) Составляющие вектора тока статора

I5of , ISAi полученные на выходе блока 3 преобразования токов, и составляющие Igft сФормиР0831 ™6 на выходах блока 7, сравниваются с помощью элементов 8 и 9 сравнения Результаты сравнения воздействуют на релейные Элементы 10 и 11, с выходов которых получают импульсные сигналы Х,л X

V

модулированные во времени, выполняющие функцию управляющих воздействий в контуре регулирования:

обобщенных векторов тока IS( I5. и напряжения VSe/, U5/a статора в декартовой системе координат о(, /з неподвижной относительно статора асинхронного двигателя

Проекции вычисленного вектора тока статора 1,, I формируются в блоке 7, реализующем следующие дифференци- альные уравнения:

)

(8)

л/3 - х0 sign cis/a-1;, (9)

где X 0 - амплитуда управляющих воздействий

, В установившемся режиме работы, устройства, когда его свободное движение закончено, средние значения переме. ; (Ю)

40 W-ftv.w (ID

Для осуществления следящего режима за направлением вектора потокосцеп- ления ротора в уравнения (4 ) -(7 ) введено дополнительное слагаемое вида

45

f °1 Г

о и J J (12)

где р - переменный параметр, который

обращается в нуль в устано- вившемся режиме

Согласно уравнениям (10) и(11) векторы X и if .ортогональны. Но условие ортогональности выполняется лишь в одном случае, когда . При (Л 4 0 в уравнения (4) - (7) входят другие переменные:

x«J ;

i- ХЛ+ ,

(13) (14)

которые не ортогональны вектору пото- косцепления ротора.

Таким образом, условие р 0 соответствует ортогональному взаимному расположению векторов X и ц. В этом случае выполняется условие

X - X ,(15)

что свидетельствует о выполнении равенстваQ

VJ-V

(16)

Умножители 13 и 14, сумматор 15 и релейный элемент 12 выполняют еле1V

дующую операцию:

F- Lxrf+ 17

где р - импульсный сигнал, характеризующий степень отклонения векторов X и Of ft от орто- тонального расположения Уравнение (17) является скалярным произведением двух векторов X и У%, оно обращается в нуль в случае ортогонального расположения этих век торов, таким образом должно выполняться условие

- 4

х-

Ос

(18)

Переменные Xj , X создают такой вектор управления движением устройства, чтобы слежение за вектором тока статора и направлением вектора пото- косцепления ротора осуществлялось во всех режимах работы реального асин- хронного двигателя таким образом, чтобы в каждом канале обратная связь была отрицательной в любой момент временно

Сигналы X ,, Хд, (л изменяются с частотой намного больше, чем напряжение и ток асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе. Кроме того, высокая частота переключений обеспечивает малое свободное движе- ние системно

Таким образом, введение -в предлат- гаемое устройство сумматора, двух умножителей, релейного элемента, двух умножителей в блок вычисления состав- ляющих вектора потокосцеппения ротора и образование их связей с остальными элементами схемы обеспечивают формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля.используется для компенсации - расхождения параметров в системе,благодаря чему в сравнении с известным

Q

J5

20

25

30 35

40 , 45

50 55устройством повышается точность определения координат асинхронного двигателяо

Формула изобретения

Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе по авт0св0 № 1399882, отличающееся тем, что, с целью повьрпения точности определения координат асинхронного электропривода в статических и динамических режимах работы, введены дополнительный сумматор, дополнительный релейный элемент и два умножителя, блок вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора снабжен двумя умножителями, первые входы которых объединены и образуют дополнительный пятый вход указанного блока, вторые входы указанных умножителей подключены к выходам соответствующих апериодических звеньев, а выходы - к дополнительным входам соответствующих сумматоров блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, блок вычисления составляющих вектора тока статора снабжен двумя умножителями, первые входы которых объединены и образуют дополнительный девятый вход указанного блока, вторые входы указанных умножителей объединены пофазно с третьей парой входов блока вычисления составляющих вектора тока статора, а выходы умножителей подключены к дополнительным входам соответствующих сумматоров блока вычисления составляющих вектора тока статора, при этом первые входы введенных в указанное устройство умножителей объединены пофазно с вторыми парами входов блоков вычисления составляющих векторов,тока статора и потокосцепления ротора и подключены к выходам соответствующих релейных элементов , вторые входы введенных умножителей подключены пофазно к выходам блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, дополнительный пятый вход которого и дополнительный девятый вход блока вычисления составляющих вектора тока статора объединены и подключены к выходу дополнительного релейного элемента, соединенного входом с выходом дополнительного сумматора.

Составитель А„Жилин РигJ Редактор А„0гар Техред М.ДидыкКорректор В.Кабаций

Заказ 1790

Тираж 458

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЈСР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательски : комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. 2

Подписное