Электропривод переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электро1технике, а именно к области частотно-управляемого электропривода, и может быть использовано в различных отраслях промышленности: химической, горнодобывающей, металлургической и других.

Известен высокодинамичный электропривод с асинхронным короткозамкнутым двигателем, содержащий преобразователь частоты с автономным инвертором тока, координатные преобразователи, векторные анализаторы, узел формирования задания, блоки перемножения и дифференцирования, регуляторы скорости, потока, тока, датчики скорости, потока, тока 1.

Недостатком этого устройства является наличие датчиков Холла в воздушном зазоре электродвигателя, что усложняет процесс сборки, повыиает требования к точности обработки ряда деталей и узлов электродвигателя, снижает надежность элект зопривода (В целом.. Другим недостатком этого устройства является сложность системы управления, что препятствует его широкому промышленному внедрению.

Наиболее близким к изобретению Техническим решением является устройство для частотного управления асинхронным двигателем, содержащее преобразователь частоты с блоком управления, регулятор тока, подключенный выходом к упраьляемому выпрямителю преобразователя частоты, згшатчики активной и реактивной

10 составляющих тока статора, датчик тока статора, выходом подключенный к регулятору тока, блок управления инвертором, датчики потокосцеплений ротора двигателя, формирователь

15 управляющего напряжения и блок компараторов, причем первые входы формирователя управляющего напряжения . соединены с задатчиками активной и реактивной составляющих тока стато20ра, вторые - с датчиками потокрсцеплений ротора, первый выход - со входом регулятора тока, а второй с одним из входов блока компараторов, ко второму входу которого под25ключены датчики потокосцеплений ротора, а выход блока компараторов соединен с блоком управления инвертором 2.

Недостатком этого электропривода

30 является сложность и невысокая точность регулирования устройства, свя занная с наличием большого числа нелинейных элементов, содержащихся в формирователе управляющего напряжени я, и пульсациями выходных сигна лов датчиков потокосцепления ротора при низких частотах вращения двигат ля..Целью изобретения является упрощение и повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается те что электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, автономный инвертор тока, управляемый выпрямитель с системой управления, соединенный своим входом с выходом регулятора тока, один из входов которого подключен к выходу дат чика тока, а другой через первый функциональный преобразователь связан с выходом внешнего регулятора, систему управления инвертором, соединенную входом с выходом блока ком параторов, один из входов которого связан через второй функциональный преобразователь с выходом внешнего регулятора, а второй вход. - с блоко задания опорной системы координат, введен датчик ЭДС, а блок задания опорной системы координат содержит генератор пилообразного напряжения, блок синхронизации и датчик частоты при этом входы генератора пилообраз ного напряжения соединены с датчико частоты и через блок синхронизации с датчиком ЭДС, а выход является выходом блока задания опорной систе мы координат. На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого асинхронного электропривода с а,втономным инвертором тока; на фиг.2 - временные Д1 аграммы работы электропривода на фиг. 3 - векторная диагра1 а. Электропривод содержит электродвигатель 1, обмотки статора которого подключены к автономному инвер тору 2 тока, управляемый выпрямитель 3 с системой 4 управления выпрямителем, соединенной своим входо с выходом регулятора 5 тока, один из входов которого подключен к выходудатчика 6 тока, а другой вход через первый функциональный преобра зователь 7 связан с выходом внешнего регулятора 8, систему 9 управлени инвертором, соединенную входом с йыходом блока компаратора 10,один из входов которого связан через второй функциональный преобразователь 11 с выходом внешнего регуляiopa 8, а второй вход - с блоком 12 задания опорной системы координат, вход которого соединен с датчиком 13 ЭДС,причем, блок 12 задани опорной системы координат содержит генератор 14 пилообразного напряжения, блок 15 синхронизации и датчик 16 частоты,при этом входы генератора 14 пилообразного.напряжения соединены с датчиком 16 частоты и через блок 15 синхронизации с датчиком 13 ЭДС, а выход является выходом блока 12 задания опорной системы координат. Временные диаграммы сигналов блоков 11, 13, 14, 15 и сигналы управления ключами инвертора приведены на фиг.2 соответственно U ,,U. , ,и , и,. Устройство работает следующим образом. На выходе генератора 14 пилообразного напряжения при поступлении на его интегрирующий вход сигнала с выхода датчика 16 частоты формируется пилообразное опорное напряжение и.(4 Г.енератор 14 синхронизации выходным напряжением блока, 15 синхронизации, который дополнительно обеспечивает фазовый сдвиг напряжения на угол, равный в Л/б, по отношению к фазной ЭДС двигателя. Вследствие того, что частота обратно пропорциональна периодуамплитуда U опорного напряжения и остается постоянной при всех выходных частотах электропривода. В момент сравнения опорного напряжения V с выходным сигналом U второго функционального преобразователя 11 посредством блока компараторов 10 и системы 9 управления инвертором формируются импульсы и и Ол управления силовыми тиристорами автономного инвертора 2. При этом достигается управление фазой обобщенного вектора i тока статора двигателя, осуществляемое в векторных системах управления. В предлагаемом устройстве.используется координатная ориентация по обобщенному вектору Е ЭДС (по его фазным проекциям). Векторная диаграмма, поясняющая процесс управления фазой вектора статора представлена на фиг. 3, где проекция 1. тока статора определяет амплитуду потокосцепления W двигателя, а ее ортогональная проекция согласно следующему выражению: , где электромагнитный момент двигателя . Функциональные преобразователи 7 и 11 обеспечившот необходимое соотношение между модулем i тока статора и его фазой d., соответствующее требуемому закону частотного управления (постоянство потокосцепления, минимум тока статора и другое). Фазовая коррекция при синхронизации :б Jr/бг осуществляемая блоком 15 синхронизации,.учитывает фазовый сдвиг между началом тока & фазе и первой гармоникой фазного тока для автономных инверторов тока со фазным током. Данное техническое решение упрощает реализацию и повышает точность работы устройства. Это достигается за счет того, что в блоке задания опорной системы координат сокращено общее количество нелинейных блоков и снижен уровень пульсаций выходног сигнала блока задания опорной системы координат. Формула изобретения Электропривод переменного тока, управляемый выпрямитель с системой управления, соединенной своим входо с выходом регулятора тока, один из входов которого подключен к выходу датчика тока, а другой вход через первый функциональный преобразователь связан с выходом внешнего регулятора, систему управлёнийинверropoM, соединенную-входом с выходом блока компаратора, один из входов которого- связай через второй функциональный преобразователь.,, с выходом внешнего регулятора, а второй вход - с блоком задания опорной системы координат, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, в него введен датчик ЭДС, а блок задания опорной системы координат содержит генератор пилообразного напряжения, блок синхронизации и датчик частоты, при этом входы генератора пилообразного напряжения соединены с датчиком частоты и через блок синхронизации - с датчиком ЭДС, а выход является выходомблока задания опорной системы координат. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ 2144422, кл. Н 02 Р 5/28, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 744887, кл. Н 02 Р 7/42, 1978.

«/fi

L{

-«to

. J