Способ управления синхронным двигателем Советский патент 1978 года по МПК H02P5/34 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

411 сигналов управления возникает электромагнитныи момент двигателя, под действием которого рото) двигателя раскручивается до заданной скорости. Так как ротор враи;ается, 10В обмотках статора образуются напряжения (ЭДС) частоты, определяемой скоростью вращения ротора. Эти напряжения интегрируют и по результатам интегрирования формируют тре буемые гармонические функции, Таким образом управление синхронным двигателем можно вести без измерения углового положения его ротора. На практике применения предлагаемого способа ограничено задачами, в которых скорость нагрузки не бывает длительно равна нулю. Объясняется это несовершенством существуююилих интеграторов. В этих случаях, когда скорость нагрузки может принимать нулевое значение на длительное вре.мя, необходимо перед началом регулирования скорости произвести включение привода в соответствии с предлагаем ым способо.м.

На чертеже изображена структурная схема электропривода, построешьччт в соответствии с предлагаемым способо.м. Она содержит синхронный двигатель 1, датчики токов статора 2, датчики напряжений статора 3, преобразователь частоты статора 4, датчики токов ротора 5. регулятор токов ротора 6, фор.мирователь гар.моническ.и/ функций 7, блок коммутации 8, формирователь напряжений ориентации 9, блок интегпаторов 10, векторный анализатор 11,. блок прямого преобразования 12.

Узлы Ь и 9 ввел1;ены в электропривод для получения сигналов, с помоишю которых формируются гармонические функции в узле 7.

Привод, показанный на чертеже, используют для регулирования скорости. В этом случае сигналы задания привода Ur, и UQ являются выходными сигна.лами вычис.:1ительного устройства, на вход которого поступает сигнал с выхода регулятора скорости.

Электропривод работает следующим образом.

После вк;110чения нитания устанавливают сигналы зада/1ия Уд и UQ.

С помощью блока коммутации 8 подают сигнал Uj) на блок 6, который создает ток в продольной обмотке ротора. Таким образом возникае возбуждение машины но продольной оси и изменяется потокосцеи.тепие обмоток статора, вследствие чего в них наводятся напряжения. Эти напряжения поступают в блок 9 и затем в блок интеграторов 10, на выходах которого е помощью блока 11 образуется пара нап)яжений, необходи.мая д. формирования гармонических функций.

После образоваиия гармонических функций в блоке 7 с помощью блока ком.мутации 8 подают сигналы Uj) и UQ на блоки 6 и 12.

На практике трудно получить идеальные интеграторы, поэтому i;x роль играют апериодические звенья е м;ч;с:.мально возможной постоянной времени, например, с 0,5-20 сек в зависи.мости от поставленной требуемой задачи. Поскольку такие апериодические звенья

не могут длительно хранить информацию при входных ciiiHa.iax, равных нулю, и производят интегрирование при частотах, меньших 0,5- 1 Гц, со значительными погрешностя.ми, то необходимо сигнал задания по скорости выбирать при включении -и в процессе работы привода соответствующей величины. Поэтому привод предназначается в некотором диапазоне скоростей, исключающем зону нулевых скоростей, соответствующих частотам токов статоQ pa 0,5-1 Гц.

При этом возможна работа привода при сигналах задания скорости обоих знаков с непрерывным реверсом.

Формирователь напряжений ориентации 9 формирует напряжения в зависимости от выбранной системы ориентации еинхронно вращающейся системы координат. Он может формировать, например, напряжения, соответствующие потокосцеплению обмоток статора, или иотоку в воздушном зазоре машины. Для получения напряжений ориентации .можно использовать специальные измерите.тьные обмотки статора или выделять эти напряження из фазных напряжений двигателя, иенользуя информацию о токах статора.

Привод более ирост ио сравнению с известпыми приводами, решающи.ми те же задачи, так как в нем отсутств -ет электромеханический датчик положения для формирования гар.монических функций.

Формула изобретения

Способ управления синхронным двигателем с электромагнитным возбуждением, создавае.мым двухфазной об.моткой на роторе путем преобразования составляющих тока статора с номощью гармонических функций и формирова1И я сигналов управления л;ля регу.гягоров токов статора и ротора по сигналам задания, например, еигналам скорости и потока возбуж.чения, с последовательным включением сигналов задания и подачей сигналов управления на регулятор продольного тока ротора, отличающийся тем, что, с целью упроп ения его реализации, с момента подачи сигналов управления ia регулятор продольного тока ротора измеряюти интегрируют напряжения ориентации обмоток етатора, ио результатам интегрирования фор.мируют упомянутые гармонические функции и подают сигналы управления на регуляторы тока етатора и поперечного токп .

Псточники информации, принятые во внимапне при экспертизе:

1.Хамудхапов .М. 3. и др. Частотное регулирование скорости электроприводов переменного тока. Узб. ССР. Изд-во «ФАЙ с 148- 203..

2.Патент США № 3686548, кл. 318-138 1972.

3..Перевод ст. Байера X. из журнала «Siemens Zeitschrifl. 1971. т. 45, .Yo 10, с. 765- 768, перевод П--6664. 1973, с. 8.