Электропривод переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H02P7/62 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводом переменного тока, построенного на базе машины двойного питания и преобразователя частоты с непосредственной связью, и может быть использовано для регулирования числа оборотов двигателя относительно его синхронной скорости и электромагнитного момента в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к качеству переходных процессов в электроприводе, особенно при наличии колебаний напряжения в питаюпд,ей сети.

Известен электропривод переменного тока 1, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, статорные обмотки которого соединены с питаюпи,ей сетью, а каждая фаза роторной обмотки присоединена к тиристорному преобразователю частоты с регулятором фазных токов ротора, датчики тока и напряжения статора, датчик реактивного тока статора и тока ротора, датчики скорости вращения и углового положения ротора, установленные на валу двигателя, регулятор, содержащий два канала формирования переменных режима, один из которых содержит регулятор реактивного тока статора, выход которого соединен с первым входом преобразователя координат, а вход - с выходом первого

элемента сравнения, входы которого присоединены к выходам задатчика и датчика реактивного тока статора, второй канал регулирования, содержит регулятор скорости

вращения ротора, вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, входы которого присоединены к задатчику и датчику скорости вращения ротора, а выход регулятора скорости соединен через

блок деления с вторым входом преобразователя координат, третий вход которого соединен с выходом блока выделения низкой частоты, первый вход которого соединен с выходом датчика углового положения

ротора, а трехфазный выход преобразователя координат соеднен с трехфазным входом регулятора фазных токов ротора.

Однако известное устройство обладает следующими недостатками:

сложностью аппаратурной реализации, вызванной применением датчиков Холла и преобразователем координат с источником опорных гармонических сигналов, нормированных по амплитуде, в канале формирования сигналов обратных связей по реактивному току и потокосцеплению статора.

Целью изобретения являются упрощение и улучшение показателей качества регулирования.

Указанная цель достигается тем, что в электропривод введены блоки формирования проекций вектора нотокосцеиления статора и квадрата его модуля, иричем входы блока формирования проекций вектора потокосцепления статора соединены с датчиками токов и напряжений статора, а его выход соединен с вторым входом блока выделения низкой частоты и с входом блока формирования квадрата модуля вектора потокосцепления статора, выход которого соединен с входом блока деления.

На чертеже изображена блок-схема электропривода.

Статор электродвигателя 1 подключен к сети 2, а его ротор - к преобразователю 3 частоты. Блок 4 управления преобразователем частоты через регулятор 5 фазных токов ротора, блок 6 преобразования координат, регулятор 7 реактивного тока, блок 8 деления и регулятор 9 скорости вращения ротора соединен с блоками задающих сигиалов скорости и реактивного тока статора.

Вход обратной связи регулятора 7 соединен с датчиком 10 реактивного тока статора, входы которого подсоединены к датчикам токов 11 и напрялсений 12 статора. Выход датчика 13 скорости вращения ротора соединен с входом второго элемента сравнения. Второй вход блока 8 соединен с выходом блока 14 формирования квадрата модуля потокосцепления, вход которого подключен к выходу блока 15 формирования проекций потокосцепления статора на неподвижные оси координат, входы которого соедииепы с датчиками 11 и 12. К третьему входу (для гармонических функций) блока 6 подсоединен выход блока 16 выделения низкой частоты, входы которого подключены к блоку 15 и датчику 17 углового положения ротора. Вход обратной связи регулятора 5 фазных токов ротора соединен с датчиком 18 токов ротора. К второму входу блока 4 подключен блок 19 компенсирующих связей.

Электропривод работает следующим образом.

На выходе формирователя 15 получаем гармонические сигналы, амплитуда которых равна модулю вектора потокосцепления , а частота - частоте вращения вектора s относительно неподвижной системы координат а, Р

6s ( COS (jj+y 11)5 sin 0) z / ( - б + г f) dt, 55

фв - вектор потокосцепления статора в осях;

и - вектор напряжения сети;

г - активное сопротивление обмотки статора;

i - вектор тока статора; ф -фаза потокосцепления статора относительно неподвижной оси статора.

Сигналы с блока 15 проекций fs поступают на второй вход блока 16, на первый вход которого поступают сигналы с датчика 17. На выходе блока 16 возникают гармонические сигналы с частото скольжения ротора относительно вектора потокосцепления статора и амплитудой, равной его модулю.

Сигналы с выхода блока 15 поступают также на вход блока 14, с выхода которого получаем сигнал

vl(|sCOSir + (V5Sin;.rСигнал с выхода блока 14 поступает в качестве делителя па вход блока 8, па первый вход которого в качестве делимого поступает сигнал с регулятора 9, пропорциональный заданию на момент электроприво На выходе блока 8 получаем сигнал Т2 ,

V5

который поступает на вход блока 6, где перерабатывается в сигнал задания для фазных токов ротора электродвигателя.

Сигпал рассогласования с выхода регулятора 7 реактивного тока также поступает на вход блока преобразования координат и перерабатывается в сигнал задания для фазных токов ротора.

Таким образом, на выходе блока 6 формируется сигнал

--: - + у -ys (ip - грзад) 7 1

,/()

I,

где k( + k)l(t).

Сигнал с выхода блока 6 является заданием для фазовых токов ротора. Нри этом

величина - является заданием на активф5

ный ток ротора (опережающий на П/2 вектор ij)s), а величина 1113()7-заданием на реактивный ток ротора, совпадающий по направлению с вектором -фз.

5 Равенство тока ротора заданию осуществляется за счет компенсации инерционности в цепях ротора путем увеличения коэффициента усиления регулятора 5 и введением сигналов с блока 19. При выполнении этого

0 равенства электромагнитный момент стремится к величине, пропорциональной своей уставке, и не зависит от колебаний напряжения питающей сети.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, статорные обмотки которого соедипены с питающей сетью, а каждая фаза роторной обмотки присоединена к тиристорному преобразователю частоты с регулятором фазных токов ротора, датчпкп тока и напряжепия статора, датчик реактивного

тока статора и датчик тока ротора, датчики скорости вращения и углового положения ротора, установленные на валу двигателя, регулятор, содержащий два канала формировання переменных режима, один из которых содержит регулятор реактивного тока статора, выход которого соединен с иервым входом иреобразователя координат, а вход - с выходом иервого элемента сравнения, входы которого ирисоединены к выходам задатчика и датчика реактивного тока статора, другой канал регулирования содержит регулятор скорости вращения ротора, вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, входы которого присоедииены к задатчику и датчику скорости вращения ротора, а выход регулятора скорости соединен через блок деления с вторым входом преобразователи координат, третий вход которого соединен с выходом блока выделения низкой частоты, иервый вход которого соединен с выходом датчика

углового положения ротора, а трехфазный выход преобразователя координат соединен с трехфазным входом рег тятора фазных токов ротора, отличающийся тем, что,

с целью упрощения и улучшения показателей качества, регулирования, в него введены блоки формирования проекций вектора потокосцепления статора и квадрата его модуля, причем входы блока формирования

проекций вектора потокосцепления статора соединены с датчиками токов и напряжения статора, а его выход соединен с вторым входом блока выделения низкой частоты и с входом блока формирования квадрата

модуля вектора потокосцепления статора, выход которого соединен с входом блока деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 517126, кл. Н 02Р 7/42, 1976.

CjTj-Xg)