Электропривод переменного тока Советский патент 1990 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в управляемых электроприводах общепромышленного назначения, построенных на 6азе9 например, асинхронного электродвигателя с крроткозамкнутым ротором и силового преобразователя с полностью управляемыми ключевыми элементами,

Целью изобретения является повышение энергетических характеристик путем реализации возможности непосредственного и раздельного регулирования относительной величины пульсаций составляющих тока статора.

На фигг 1 представлена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая принцип его работы.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, подключённый обмотками статора к выходам си- левого преобразователя 2 с полностью управляемыми ключевыми элементами, блок 3 задания составляющих тока статора во вращающейся системе координат., связанной с потокосцеплением ротора, подключенный к первым входам регуляторов 4 и 5 упомянутых составляющих тока статора, вторые входы которых через последовательно включенные блок 6 обратного преобразования координат и блок 7 преобразования числа фаз, подключены к выходам датчика 8 фазных токов.статора, импульсный датчик 9 частоты вращения ротора асинхронного двигателя, подключенный выходом к первому входу сумматора 10 частот, второй вход которого подключен к выходу блока 11 задания частоты скольжения, а выход сумматора

10 частот подключен к входу формирователя 12 гармонических функций, соединенного выходами с соответствующими опорными входами блока 6 обратного преобразования координат.

В электропривод переменного тока введен управляемый логический коммутатор 13, подключенный входами к выходам регуляторов 4 и 5 составляющих тока статора, а выходами - непосредственно к входам управления ключевыми элементами силового преобразователя 2. Регуляторы 4 и 5 составляющих тока статора выполнены релейными с гистерезисной характеристикой, а формирователь ,12 гармонических фунций выполнен в цифровом виде с последовательно соединенными реверсивным счетчиком 14 и постоянным запоминающим устройством 15, при этом управляющий вход логического коммутатора 13 подключен к выходу реверсивного счетчика 14,

Блок 3 задания составляющих тока статора может быть снабжен вычислителем 16 модуля, вход и выход KOTO-V рого образуют соответствующие выходы блока 3.

Работа электропривода переменного тока основана на функционировании векторного токового следящего контура в системе координат (d, q), свя- занной с вектором ЦК потокосцепления. ротора. Этот контур образован блоками 2 - 8 и 13 (фиг. 1). Питание асинхронного электродвигателя 1 осуществляется от силового преобразователя 2 с полностью управляемыми ключевыми элементами, которые в зависимости от знака команд управления (sign U;, i R, S, Т) подключают фазные обмотки асинхронного электродвигателя 1 к плюсовому или минусевому выводу звена постоянного тока источника питания электропривода, поэтому выходные фазные напряжения силового преобразователя 2, измеренные относительно средней точки звена постоянного тока источника питания, можно записать в виде

„ . Щ

sign U.,

где U , - напряжение эвена постоянного тока.

При этом обобщенный вектор U (U, UA) выходного напряжения такого преобразователя будет описываться уравнением

it Ti /I /sign Up

(&) Ы /eW es, eT /sipn ц Ul 2 en -e e, И slgn U

4U

Э

Rp esp етру sign UT

3

(е

Ч е.ча), (е

)

где (ем, eRfi), (е, е5у3, проекции направляющих орт фаз, R, S, Т асинхронного электродвигателя 1 на оси неподвижной системы координат с/ , р . На фиг. 2 изображены шесть ненулевых векторов UJ (j 1, ..., 6) выходного напряжения силового преобразователя 2, соответствующи различным комбинациям команд управления.

15770606

Отсюда видно, что плоскость о/, В можно разбить на шесть секторов, в каждом из которых для раздельного регулирования ij, 3i, достаточно использовать лишь четыре из шести ненулевых векторов U-J (j 1 ,. .. , 6) выходного напряжения силового преобразователя 2. Например, если ц находится во втором секторе (фиг, 2), то переключения ключевых элементов силового преобразователя 2 в состояния, соответствующие U и U , будут вызывать уменьшение текущего значения

а переключения в состояния, соответствующие U и U, будут вызывать увеличение текущего значения Aij. Аналогично, переключения в состояния V3 и U4 вызывают уменьшение гН, а

U1 и U.

10

15 4ij.

20

е

25

30

переключения в состояния

вызывают увеличение 4ia. Это обстояY

тельство и положено в основу алгоритма функционирования векторного токового следящего контура в системе координат (d, q), который фактически сводится к составлению таблицы соответствия знаков фазных напряжений

signU,- , i R, S, T знакам ошибок регулирования sign(di.) , signal,,) R зависимости от текущего положения (номер сектора) вращающейся системы координат (d, q) на плоскости (с( , и) :

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в управляемых электроприводах общепромышленного назначения, построенных на базе, например, асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и силового преобразователя с полностью управляемыми ключевыми элементами. Целью изобретения является повышение энергетических характеристик путем реализации возможности непосредственного и раздельного регулирования относительной величины пульсаций составляющих тока статора. В электропривод переменного тока с асинхронным двигателем 1 с короткозамкнутым ротором введен управляемый логический коммутатор 13, подключенный входами к выходам регуляторов 4, 5 составляющих тока статора, а выходами - непосредственно к входам управления ключевыми элементами силового преобразователя 2. Регуляторы 4,5 составляющих тока статора выполнены релейными с гистерезисной характеристикой, а формирователь 12 гармонических функций выполнен в цифровом виде с последовательно соединенными счетчиком 14 и постоянным запоминающим устройством 15. При этом управляющий вход логического коммутатора 13 подключен к выходу реверсивного счетчика 14. Блок 3 задания составляющих тока статора выполнен с вычислителем 16 модуля. 2 ил, 1 табл.

Например, если выходной сигнал релейного регулятора 4 положительный, sign ) + 1, а выходной сигнал релейного регулятора 5 отрицательный, sign() - - 1, то, как видно из таблицы, выходное напряжение силового преобразователя 2 будет соответствовать U .

Подключение выходов релейных регуляторов 4 и 5 тока непосредственно к входам управления ключевых элементов силового преобразователя 2 в соответствии с таблицей осуществляет управляемый логический коммутатор 13. Определение номера сектора производится по цифровому коду, снимаемому с выхода реверсивного счетчика 14

формирователя 12 гармонических функций.

Повышение энергетических показателей предлагаемого электропривода по сравнению с известным обеспечивается за счет того, что при той же или даже меньшей частоте коммутацией ключевых элементов силового преобразователя 2 величина гистерезиса релейного регулятора 4 тока может быть установлена в 2-3 раза меньшей, чем у релейного регулятора 5 тока, что приводит к соответствующему уменьшению пульсаций LJ и, следовательно, (

Кроме того, выполнение блока 3 задания с вычислителем 16 модуля определяет равенство средних значений

г

i и iri, так как io|z . Это автоматически обеспечивает работу асинхронного электродвигателя 1 в режиме минимума тока статора во всем диапазоне изменения угловых скоростей вращения ротора, благодаря чему также повышаются энергетические характеристики.

Формула изобретения

координат, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик путем реализации возможности непосредственного раздельного регулирования относительной величины пульсаций упомянутых составляющих тока статора, введен управляемый логический коммутатор,

подключенный входами к выходам регуляторов составляющих тока статора, а выходами - непосредственно к входам управления ключевыми элементами силового преобразователя, регуляторы

5 составляющих тока статора выполнены релейными с гистерезисной характеристикой, а формирователь гармонических функций снабжен вторым выходом и выполнен цифровым с последовательно

Q соединенными реверсивным счетчиком и постоянным запоминающим устройством, выход которого образует первый выход данного формирователя, при этом управляющий вход указанного

5 логического коммутатора подключен к второму выходу формирователя гармонических функций, образованному выходом реверсивного счетчика.

целью повышения энергетических характеристик путем снижения потерь, блок задания, составляющих тока статора во вращающейся системе координат, связанной с потокосцеплением ротора, снабжен вычислителем модуля, вход и выход которого образуют соответствующие выходы указанного блока.

Я

Фиг.1