Электропривод Советский патент 1981 года по МПК H02P5/34 H02P7/42 

Изобретение относится к электротехничке и может быть использовано в промышленности , где требуется простой и надежный электропривод. Известны электроприводы, соде ржащие асинхронный двигатель, блок датчиков фазных ЭДС, формирователь гармонических функций, составленный из апериодических звеньев 1. В области низких частот токов статора интегрирование фазных ЭДС на апериодическЬ х звеньях производится с погрешностями, что приводит к ухудшению регулировочных характе ристик привода в области малых моментов и скоростей, что и является недостатком этих электропривоцов. Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является элек ропривод, содержащий асинхронный двигатель, датчики фазных ЭДС, фор мирователь гармонических функций, управляемый генератор частоты, зацатчики активного и реактивного то ков. В этом электроприводе формиро вание требуемых гармонических функ ций при заторможенном двигателе и при низких скоростях вращения обес печивается за счет использования . управляемого генератора частоты/ вход которогб соединен с задатчиками активного и реактивного токов. При частотах токов статора, отличных от нуля, формирование гармонических функций ведется на основе сигналов фазных ЭДС и обеспечивается получение требуемыхрегулировочIjx характеристике 2 . . Недостатком известного электропривода является сложность конструкции из-за применения датчика углового положения, соединенного механически с ротором асинхронного двигателя. Цель изобретения - упрощение электропривода. Указанная цель достигается тем, что электропривод с асинхронным двигателем, содержащий управляемый по току преобразователь энергии, блок датчиков фазных ЭДС, преобразователь координат, входы которого подключены к задатчикам активного и реактивного токов и к формирователю гармонических функций, управляемый генератор частоты, первый вход которого связан с выходом, задатчика активного тока, а.выход - со вхоgoM формирователя г;армонических функций, снабжен корректором частоты и фазы, датчиком величины .ЭДС, а формирователь гармонических функций составлен из последовательно соединенных пересчетного устройства и датчика гармонических функций, при этом один вход пересчетного уст ройства через{ -корректор частоты и фазы подключен к йдаоду датчика фазных ЭДС, а другой вход соединен с выходом управляемого генератора частоты, второй и третий входы кото рого подключены соответственно .{cj: выходам датчика величины ЭДС и корректора частоты и фазы, кроме.того для регулирования скорости нагрузки электропривод может быть снабжен задатчиком скорости, а задатчйк активного тока может быть составлен из узла сравнения и регулятора скорости, вход которого через узел сра нения саязан с выходами датчика величины ЭДС и задатчика скорости. На чертеже представлена пр лагдемого электропривода. Электропривод-содержит асинхронный короткозамкнутый электродвигател 1, подключенный к преобразователю 2 частоты с системой 3 управления пре Ьбразователем. Датчики 4,5 и б фазных токов статора и датчики 7, 8 и 9 фазных напряжений статора подключены к.датчику 10 фазных ЭДС электро двигателя, выходы которого подключе ны к корректору 11 частоты и фазы тока и к датчику 12 величины ЭДС, вы ходом подключенному через узел 27 8 сравнения к регулятору 13 скорости и к сумматору 14. Сумматор 14 соединен последовательно с задакнцим генератором 15, пересчетным устройством 16 и формирователем 17 гармонических сигналов sTnc(,t, cosoLt,выкодеа которого подключены к одним входам умножителей 18-21, выходами подключенные к преобразователю 22 координат. Другие входы умножителей 18 и 19, соеди нены с выходом регулятора 13 ЭДС, а вторые входы умножителей 20 и 21 под ключены к задатчику 23 реактивного . тока. Выходы преобразовате-ля 22 коор динат через блоки сравнения, к которым подается сигнал с датчиков 4, 5 и б, и фазные регуляторы 24, 25 и 26 тока подключены к системе 3 управ ления преобразователем.; Электропривод работает следующим образом. Сигнал задания скорости сравнивается с сигналом Е, формируемым на вВходе датчика 12 величины ЭДС, играющи роль блока обратной связи по скорост Сигнал Е формируется из фазных ЭДС. асинхронного двигателя, получаемых на выходах датчика 10 фазных ЭДС. , Входными сигналами для датчика служат сигналы фазных токов д, 1, ic ,и фазных напряжений U;, Kg, UQ .-Сигнал с выхода узла 27 сравнения посту пает на регулятор 13 скорости, на выходе которого формируется сигнал, который играет роль сигнала задания активного тока ia (момента)асинхронного двигателя, В данном случае речь идет о такой составляющей вектора тока статора, которая ортогональна составляннцей тока статора, ориентированной по потокосцеплению ротора . Соответственно под фазными ЭДС понимаются ЭДС, связанные с потокосцеплением ротора Ч Задат- чик 23 формирует реак ивную .составляющую вектора тока статора ip , определяющую потокосцеплениё ротора Yjj . В этом случае момент М электропривода определяется выражением М ХА Ч21а где К(д- коэффициент. Требуемые активная и реактивная составляющие тока статора, представляющие собой составляющие вектора тока статора во вращакндейся со скоростью ty/j (частотой токов статора) системе координат преобразуется в составлянядие тока статора (коор динаты тока статора) в неподвижной, связанной с фазными обйотками статора системе координат с помощью преобразователя координат и с помощью управляемого по току преобразователя частоты обеспечивается питание электродвигателя 1 токами требуемой величины. Для получения требуемого момента М частота токов статора должна формировагься в зависимости от сигналов i.Q , i о , параметров роторной цепи двигателя, и скорости вращения его ротора. При заторможенном двигателе и при скоростях вращения ротора, близких К нулю, частота токов статора формируется -с помощью управляемого генератора частоты под действием сигнала ici . В данном приводе принят режим работы С р const. Поэтому связь управляемого генератора частоты с задатчиком 23 не показана.Сигналы с выхода управляемого генератора 15 частоты поступают на пере-: счетное устройство 16 и далее в формирователь 17, преобразуясь в аналоговые функции синуса и косинуса. В этом режиме, когда величина Е мала (малы сигналы фазных ЭДС Ед, E-g и Е ) , импульский корректор 11 частоты и фазы и датчик 12 могут не влиять на работу генератора 15 и устройства 16 и тогда частота токов статора будет определяться только собственной частотой генератора 15. В этих режимах работы изменение па-, раметров роторной цепи двигателя может влиять на зависимость момента М от токов IQ и ip . В режимах работы электропривода, когда величины фазных ЭДС оказываются достаточными для нормальной работы коррек-, тора 11 и датчика 12 импульсные сигналы с выхода корректора 12 осуществляют синхронизацию по частоте и фазе сигналов на выходе устройства 16 в соответствии с частотой и фазой фазных ЭДС, а также устапавливают в исходное состояние генератор 15. . Таким образом,в этом режиме работы элед тропривода роль генератора 15 оказывается второстепенной, в приводе автоматически осуществляется формирование требуемых частот и фазы токов статора независимо от параметров роторной цепи и, следовательно, момент .М определяется сигналами ifl и IP . В электроприводе бигнал Е на BEfходе датчика 25 используется в качестве сигнала обратной связи по скорости, так как в нем содержится информация о скорости вращения рото ра двигателя 1. Сигнал Е сравниваетс в узле сравнения 27 с сигна юм заданной скорости и результат сравнени формирует активную составляющую трКа статора IQ и момент М,. что позволяет регулировать скорость электродви гателя 1 в соответствии с заданием скорости. Упрощение электропривода по срав нию с известным достигают за счет применения импульсного корректора 11 частоты и фазы, дискретного .пе есчетного устройства 16 и за счет синхронизации управляемого генератора 15 частоты и- пересчетного устройства 16 от корректора частоты и фазы 11, подключенного к датчику 10 фазных ЭДС. В этом случае не требуе ся применение датчика угла, ротор которо -о механически соединен с ротором двигателя как в известном эле ктроприводе . Формула изобретения 1. Электропривод, содержащий аси хррнный двигатель, управляемый по. гоку преобразователь частотьа, датчи 1)азных ЭДС асинхронного двигателя, преобразователь координат, входы которого подключены к задатчикам активного и реактивного токов и к формирователю гармонических функций, управляемый генератор частоты, первый вход которого связан с выходом задатчика активного тока, а выход со входом фбрмирователя гармонических функций, отличающийс я тем, что, с целью упрощения, электропривод .снабжен корректором частоты и фазы, датчиком величины ЭДС, а формирователь гармонических функций составлен из последовательно соединенных пересчетнбго устройства, и датчика гармонических функций, причем один вход пересчетного устройства через корректор частоты и фазы подключен к выходу датчика фазньах ЭДС, а другой вход соединен с выходом упра вляемого генератора частоты, второй и третий входы когорого подключены соответственно к выходам датчика величины ЭДС и кор.|)ектора частоты и.фазы. 2. Электропривод по п.1, о т л ичающийся тем, что он снабжен задатчиком скорости, а задатчик активного тока составлен из угла сравнения и регулятораскорости, вход которого через узел сравнения связан с выходами датчика величины ЭДС и Ьадатчика скорости. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 493882, кл. Н 02 Р 5/40, 1975., 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2388978/07, кл. Н 02 Р 5/42, 1976. fflW