Электропривод Советский патент 1991 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу на безе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, питаемым от инвертора напряжения и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. Ms 1354380.

Целью дополнительного изобретения является повышение надежности работы электропривода и снижение потерь в автономном инверторе напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 - схема блока определения знаков токовых ошибок; на фиг. 3 и 4 - характеристики вход - выход блока определения знаков токовых ошибок; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие работу.

Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 (фиг. 1), подключенный статорными обмотками к автономному инвертору 2 напряжения, датчик 3 токов статора асинхронного электродвигателя 1, выходы которого подключены к входам блока 4 линейного преобразования токов статора, выходы которого подключены к первым входам блока 5 сравнения, вторые входы которого подключены к выходам блока 6 задания, блок 7 вычисления линейных комбинаций токовых ошибок, входы которого подключены к выходам блока 5 сравнения, а выходы через последовательно включенный блок 8 определения знаков токовых ошибок подключены к первым входам формирователя 9 знаков управляющих воздействий, вторые входы которого через последовательно включенные блок 10 определения знаков напряжений и блок 11 линейного преобразования компонент вектора эквивалентного напряжения подключены к выходам измерителя 12 вектора эквивалентного напряжения, блок 13 преобразования управляющих воздействий, первые входы которого подключены к выходам формирователя 9 знаков управляющих воздействий, вторые входы блока 13 подключены к выходам измерителя 12 вектора эквивалентного напряжения, а выходы блока 13 преобразования управляющих воздействий подключены к объединенным пофазно входам измерителя 12 вектора эквивалентного напряжения и управляющим входам автономного инвертора напряжения.

Блок 8 определения знаков токовых ошибок содержит шесть однотипных каналов, каждый из которых выполнен с релейным элементом 14 (фиг. 2), фильтром 15 высоких частот и сумматором 16, выход которого подключен к входу релейного эле

мента 14, первый вход сумматора 16 образует соответствующий вход блока 8, второй вход сумматора 16 подключен к выходу фильтра 15 высоких частот, вход которого

объединен с выходом релейного элемента 14 и образует соответствующий выход названного блока.

Электропривод работает следующим образом.

Датчик 3 токов статора вырабатывает сигнал IA, Ic. пропорциональные фазным токам статора асинхронного двигателя 1. Эти сигналы поступают на входы блока 4 линейного преобразования токов статора, который осуществляет преобразование значений фазных токов статора в ортогональную систему координат, неподвижную относительно статора. Выходные сигналы ijL, 1)Л блока 4 линейного преобразования

токов статора поступают на первые входы блока 5 сравнения, на вторые входы которого поступают сигналы ,1Ц1от блока 6 задания. Блок 5 сравнения формирует выходные сигналы А, А|;, разности между заданными и реальными значениями токов статора асинхронного двигателя 1. С выхода блока 5 сравнения сигналы Д ,Д | поступают на входы блока 7 вычисления линейных комбинаций токорвых ошибок, который формиру

ет выходные сигналы Sii, 821, Sm, 8211, Sun, S2IH, поступающие на входы блока в определения знаков токовых ошибок, который формирует выходные сигналы slgnSn, signS2i, slgnSui, slgnSaii, signSim, slgnS2in по уравнениям

Й 5«т 5° ес и5 1 + 5;9п511-Н 0 l-Se.ecAwS sicjnS -Hd Os

б;о„521( если 45;9 5 н 1 0; ,ecAn52i + s;9n52l

5Цп5 Л + 5° если5 +5 Эи5ш -501есм15т45;дп5ш.

4+5° есЛи5гп+Б п5гп J 2lt -So.ecAHSan SignSjn-Hj Oj

« «и с: ,если 5m,s;gr5,in-U, 9пЪ 1 -1-501если5,ш 9п5Ш1 )

S ,qn5 Г+5о,если 5,гШ45 дп5в1и « гш -50, если5гш 5 п521П ,

И)

где So - постоянная величина; HIJ - величина, характеризующая глубину гибкой положительной обратной связи, охватывающей релейный элемент 14 (фиг. 2), являющаяся функцией времени и определяемая параметрами фильтра 15 высоких частот

ю-т&тЬ 2

где а - коэффициент передачи; Ti, Та - постоянные времени, причем Ti Т2.

Характеристика вход - выход релейного элемента, охваченного гибкой положительной обратной связью, (фиг. 3, 4) имеет зону гистерезиса д, размер которой определяется глубиной обратной связи

д Н So.(3)

При переключении в любом из шести каналов блока 8 определения знаков токовых ошибок д в этом канале изменяется в функции времени по экспоненциальному закону (фиг. 5). Причем в первый момент времени п осле переключения (р - со) гистерезис д определяется выражением

(5„ач lima lint So a ±i So ,(4)

р - 00 Р т

что соответствует характеристике релейного элемента на фиг. 3; в установившемся режиме (р 0)

дуст aS0.(5)

что соответствует характеристике релейного элемента на фиг. 4.

Минимальная ширина импульса Д(фиг. 5) на выходе блока 8 определения знаков токовых ошибок определяется совпадением величин ошибки тока статора A is асинхронного двигателя 1 и гистерезиса д релейного элемента 14 (за начало отсчета на фиг. 5 принят момент подключения релейного элемента 14 в новое состояние при условии I , во всех остальных случаях ширина импульса больше минимальной) и не может быть меньше величины, задаваемой соотношением параметров a, Ti, 1i фильтра 15 высоких частот в соответствии с (2) - (5).

С выхода блока 8 определения знаков токовых ошибок сигналы signSn, signSai, signSui, signSzii, sign Sun, signS2in поступают на первые входы формирователя 9 знаков управляющих воздействий, который формирует управляющие воздействия UL U2. Уз в соответствии с алгоритмом управления, реализованном в основном изобретении. На вторые входы формирователя 9 знаков управляющих воздействий с выходов блока 10 определения знаков напряжений поступают сигналы signUiA, signUiB, signUic, которые представляют собой знаки сигналов UIA, UIB, Uic, поступающих на входы блока 10 определения знаков напряжений с выходов блока 11 линейного преобразования компонент вектора эквивалентного напряжения, на выходы которого поступают сигналы Ц, и Ua с выходов измери- 5 теля 12 вектора эквивалентного напряжения, пропорциональные значениям компонент вектора эквивалентного напряжения. Эти сигналы формируются в измерителе 12 вектора эквивалентного 0 напряжения путем фильтрации выходных сигналов управления U+i, U+2, 11+з, которые поступают на его входы с выходов преобразователя 13 управляющих воздействий, на первые входы которого поступают сигналы

5 управления Ui, U2, 11з с выходов формирователя 9 знаков управляющих воздействий, на вторые входы преобразователя 13 управляющих воздействий поступают сигналы Ц, U/, с выходов измерителя 12 вектора экви0 валентного напряжения. Преобразователь 13 управляющих воздействий формирует выходные сигналы iTi. . U+3, поступающие на входы автономного инвертора 2 напряжения.

5 Таким образом, введение в каждый из шести однотионых каналов блока определения знаков токовых ошибок фильтра высоких частот и сумматора приводит к автоматическому плавному увеличению зо0 ны гистерезиса по экспоненциальному закону при увеличении амплитуды заданных токов. С увеличением зоны гистерезиса происходит автоматическое снижение частоты скользящего режима в замкнутом контуре,

5 причем уменьшение частоты происходит таким образом, что ширина самых коротких импульсов управления автономным инвертором оказывается достаточной, чтобы не привести к срыву инвертирования, чем

0 обеспечивается в сравнении с основным изобретением повышение надежности работы. Снижение потерь определяется снижением частоты переключений полупроводниковых ключевых элементов в

5 инверторе при сохранении оптимального закона переключений.

Формула изобретения

0 Электропривод по авт. св. № 1354380, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потерь, каждый из шести однотипных каналов блока определения знаков токовых ошибок, вы5 полненный с релейным элементом, дополнительно снабжен сумматором и фильтром высоких частот с передаточной функцией

вида: Н(р) a -J + 1 , где а - коэффициент передачи, Ti, T2 - постоянные времени, причем , при этом первый вход и выход сумматора включены между соответствующим входом названного блока и входом соответствующего релейного элемента, а второй вход сумматора соединен с выходом фильтра высоких частот, вход которого подключен к выходу релейного элемента.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому олектроприво2 ду на базе асинхронного двигателя с корот- козамкнутым ротором, питаемым or инвертора напряжения Целью изобретения является повышение надежности электропривода и снижение потерь в автономном инверторе напряжения. Для этого каждый из шасти однотипных каналов блока 8 определения знаков токовых ошибок снабжен сумматором 16 и фильтром высоких частот 15, включенным в цепь обратной связи релейного элемента 14. При этом в замкнутом контуре регулирования тока статора обеспечивается ограничение минимальной ширины импульсов управления, поступающих на инвертор и, как следствие, повышение надежности и снижение потерь. 5 ил В