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

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к частотно-управляемому электроприводу переменного тока, и предназначено для использования в системах, где требуется высокое качество регулирования. Известен частотно-управляемый электропривод с асинхронной коротко замкнутой машиной, содержащий блок выделения сигнала ЭДС по способу компенсации падения напряжения на по ном сопротивлении статора U J Недостатком известного электропри вода является невысокое качество работы, обусловленное тем, что в схеме управления при вьщелении сигнала ЭДС не производится учет температурных изменений параметров статорной цепи машины. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является эле тропривод, содержащий асинхронную короткозамкнутую машину, подключенную через преобразователь тока и бло преобразования координат к блоку задания составляющих полного тока статора. При этом входы для гармонических функций блока преобразования координат подключены через формирователь гармонических функций и формирователь опорного вектора ориентации, содержащий опредедитель амплитуды, 1C блоку датчиков фазных ЭДС с цепями L- и г-компенсации Г2. Однако в указанном электроприводе учет температурных изменений параметров статора также не производится, вследствие чего качество работы в широком диапазоне изменяющихся температур статора машига. невысокое. Цель изобретения - уменьшение установленной мощности электропривода. Указанная цель достигается тем, что в электропривод введен формирователь сигнала коррекции, выход КО7 торого через введенньм широтно-импульсньш регулятор подключен к цепи г-компенсации блока датчиков фазных ЭДС, при этом один из входов формирователя сигнала коррекции подключен к входу блока задания тока намагничивания машины, а другой - к выходу определения амплитуды формирователя опорного вектора.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода с асинхронной короткозамкнутой машиной.

Асинхронная машина 1 подключена статором че-рез преобразователь 2 тока и блок 3 преобразования координат к блоку 4 задания тока намагничивания машины (определяется сигналом Uj и активного тока ротора (определяетс сигналом UQ). Входы для гармонически функций 5mOZl,t, cosUD t ( кругова частота токов статора) блока 3 подключены через формирователь 5 гармонических функций и формирователь 6 опорного вектора ориентации к блоку 7 датчиков фазных ЭДС.

Формирователь 5 гармонических фунций содержит делители 8 и 9, формирователь опорного вектора ориентации - интегратора 10 и 11 (в виде апериодических звеньев) и определитель 12 амплитуды Up опорного векГора .

Блок 7 датчиков фазных ЭДС содержит цепи L-компенсации 12, г-компенсации 13 и сумматор 14. Входы блока подключены к датчикам фазных токов 15 и напряжений 16.

В электропривод введен формирователь 17 сигнала коррекции, выход которого подключен через широтно-импульсный регулятор 18 к цепи г-компенсации 13. Входы формирователя 17 подключены к выходам блока 4 с сигналом Ujj и определителя 12 амплитуды с сигналом U0,

Устройство работает следующим образом.

В электроприводе осуществляется регулирование полного тока машины по двум его ортогональным составляющим: току намагничивания и активному току ротора, для чего на вход электропривода поступают два независимых сигнала задания постоянного тока U-p и и соответственно.

В блоке 3 преобразования координат осуществляются преобразования постоянных сигналов U-j, и пере менные СИГЕШЛЫ, управляющие преобразователем 2 тока. Необходимые для координатных преобразований в блоке 3 гармонические функции sinoJ t, cosuf t образуются на выходе формирователя 5 по составляющим опорного век- тора ориентации, поступающим с выходов формирователя 6 (с выходов интеграторов 10 и 11).

На входы интеграторов 10 и 11 поступают сигналы, соответствующие фазным ЭДС машины, с выходов блока 7 датчиков . Для сохранения работоспособности электропривода в тех режимах, в которых ЭДС равны нулю,входы интеграторов 10 и 1 дополнительно связаны с выходами блока 3 преобразований координат, по которым поступают сигналы.соответствующие заданию на составляющие опорного вектора (вектора потока).

Фазные ЭДС машины определяются способом компенсации падения напряжения на полном сопротивлении статора. Для этого входы сумматора 14 подключены к выходам датчиков фазных напряжений 16 (фазные клеммы машины) и цепей L- и г-компенсации 12 и 13. Входы цепей 12 и 13 подключены ю выходам датчиков 15 фазных токов.

Выполнение указанной компенсации связано с реали-зацйей выражения

1 -1

(1)

,-i -It 4c3t

где и, i, Е - фазные напряжения,

ток, ЭДС;

L, Г-,- индуктивность рассеяния и активное сопротивление статора, определяющие коэффициенты передачи цепе 12 и 13 соответственно.

С достаточной для практики точностью индуктивность рассеяния статора L может быть принята измененным параметром в широком диапазоне изменений температур, тогда как активное сопротивление г меняется значительным образом. Так, например, при перепаде температур статора машины в изменение г составляет ±40% от номинала.

Без учета температурных изменений г в определение.ЭДС по СО а, следовательно, и в формирование составляющих опорного вектора и фазных токов, вносятся погрешности. В электроприводах с высоким качеством регулирования при определении ЭДС необходимо учитывать температур ные изменения г . В электроприводе учет меняющейся температуры статора машины производится- как косвенным методом, так и при ее непосредственном измерении Косвенный метод основан на том, что в электроприводе с частотнотоковым управлением в установившихся режимах работы и номинальной температатуры статора машины обеспечивается строгое соответствие между сигналом задания током намагничивания машины (потоком). Если же в процессе работы указанное соответствие нарушается, то оно должно быть отнесено за счет изменяющихся от тем пературы параметров машины - в основном за счет изменения активного сопротивления статора г (эффект изменения воздушного зазора не учитывается) . Реализация косвенного метода связана с вьщелением иа вьтходе фо мирователя 17 сигнала коррекции д U по выражению / U U33-Uo Указанный сигнал коррекции uU, уп-равляя широтно-импульсш.1м регулятором 18, изменяет коэффициент г це пи г-компенсации 13. Таким образом осуществляется темп ратурная коррекция при вьщелении в блоке 7 сигнала ЭДС по (1). Непосредственное измерение температуры статора машины может осуществляться датчиком температуры 19, выход которого подключен ко входу формирователя 17 . Выходной сигнал форм рователя 17 , воздействуя на широтно-им пульсный регулятор 18, также изменяет коэффициент г цепи г-компенсации 13 Таким образом, введение в электро привод формирователя сигнала коррекции и широтно-ийпульсного регулятора воздействующих на цепь г-компенсации в блоке датчиков фазных ЭДС,обеспечивает вьшолнение поставленной цели - повышение качества работы в широком диапазоне изменений температур статора машины. Формула изобретения Электропривод переменного:тока, содержащий асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный через преобразователь тока и блок преобразования координат к блоку задания тока намагничивания асинхронного электродвигателя, входы для гармонических функции-яблока преобразования координат подключены через формирователь гармонических функций и формирователь опорного вектора, включающий определитель амплитуды, к блоку датчиков фазных ЭДС, с цепями L и г-компенсации, о т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, в электропривод введены щиротно-импульсный регулятор, формирователь сигнала коррекции, выход которого через широтно-импульсный регулятор подключен к цепи г-компенсации блока датчиков фазных ЭДС, причем один из входов указанного формирователя сигнала коррекции подключен к выходу блока задания тока намагничивания асинхронного электродвигателя, а другой - к выходу определителя амплитуды формирователя опорного вектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Булгаков Л.А, Частот1 ое управление асинх;ронными двигателями. М., Наука, 1966, с. 264. 2.Авторское свидетельство СССР 493882,, кл. Н 02 Р 7/42, 1975.