[go: up one dir, main page]

RU2402147C1 - Method of optimum vector control of asynchronous motor - Google Patents

Method of optimum vector control of asynchronous motor Download PDF

Info

Publication number
RU2402147C1
RU2402147C1 RU2009133125/07A RU2009133125A RU2402147C1 RU 2402147 C1 RU2402147 C1 RU 2402147C1 RU 2009133125/07 A RU2009133125/07 A RU 2009133125/07A RU 2009133125 A RU2009133125 A RU 2009133125A RU 2402147 C1 RU2402147 C1 RU 2402147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mod
magnitude
value
vector
current
Prior art date
Application number
RU2009133125/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Борисович Изосимов (RU)
Дмитрий Борисович Изосимов
Лев Николаевич Макаров (RU)
Лев Николаевич Макаров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром-Электропривод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром-Электропривод" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром-Электропривод"
Priority to RU2009133125/07A priority Critical patent/RU2402147C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2402147C1 publication Critical patent/RU2402147C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: at limitations of output voltage U0 and current I0 of power converter feeding the engine, which is typical for controlled drives, especially traction ones, there provided are: minimum losses in engine if at the current value of rotary speed and specified electromagnetic torque MZ the limitations of maximum allowable values of amplitude of voltage and current at the output of power converter are not reached; conditional minimum of losses in engine at these voltage and current limitation levels at output of power converter if the specified torque MZ cannot be implemented at optimum sliding value, but is implemented at large sliding values without exceeding voltage and current limitation levels; maximum implemented electromagnetic torque at these voltage and current limitation levels at the output of power converter if the specified torque MZ cannot be implemented. In vector control method of asynchronous motor with short-circuited rotor fed from power converter, the value of magnetisation current vector mod(id) at each time point is equal to value of active current vector mod(iq), which is divided by proportionality factor k. So at each point of time there met is ratio mod(idz)=mod(iqz)/k; at that, for satisfactory operation of field changing model, value of magnetisation current vector mod(id)can be restricted with minimum allowable value mod(idmin).
EFFECT: providing maximum efficiency value of engine and implementing maximum electromagnetic torques in systems of vector control of asynchronous motors considering current and voltage limitation of power converter feeding the motor.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к регулируемому асинхронному электроприводу и может быть использовано при регулировании асинхронных двигателей, в частности двигателей с короткозамкнутым ротором, в том числе тяговых. Конкретно изобретение относится к системам асинхронного привода, в которых асинхронный двигатель питается от источника регулируемого напряжения или тока, например автономного инвертора напряжения или тока, циклоконвертора и т.п. Такие источники позволяют реализовать любое желаемое напряжение (ток) и частоту питания двигателя с точностью, быть может, до высокочастотной модуляционной составляющей, и в пределах известных ограничений выходного тока и напряжения преобразователя, определяемых используемыми силовыми приборами.The invention relates to a controlled asynchronous electric drive and can be used in the regulation of induction motors, in particular squirrel-cage motors, including traction. Specifically, the invention relates to asynchronous drive systems in which an induction motor is powered by a regulated voltage or current source, for example, an autonomous voltage or current inverter, a cycloconverter, and the like. Such sources make it possible to realize any desired voltage (current) and frequency of the motor supply with an accuracy, perhaps, up to the high-frequency modulation component, and within the known limitations of the output current and converter voltage determined by the used power devices.

Известны способы векторного управления асинхронными двигателями, в которых регулирование механического движения (электромагнитного момента) и электромагнитной составляющей (магнитного потока) осуществляется раздельно, с помощью регулирования активной и намагничивающей компонент вектора тока, за счет соответствующего формирования напряжения питания (см. книгу В.В.Рудакова: Асинхронные электроприводы с векторным управлением. - Л.: - Энергоатомиздат, 1987. - 134 стр., стр.79-80). Для реализации систем векторного управления необходима информация о направлении и величине магнитного поля в двигателе, для чего, как правило, используются модели электромагнитных процессов. В системах векторного управления обычно используются режимы работы двигателя с постоянным полем, при которых параметры модели поля изменяются незначительно; при постоянном потокосцеплении ротора намагничивающая составляющая тока постоянна, а активная составляющая и частота скольжения пропорциональны электромагнитному моменту.Known methods of vector control of induction motors, in which the regulation of mechanical motion (electromagnetic moment) and the electromagnetic component (magnetic flux) is carried out separately, by regulating the active and magnetizing components of the current vector, due to the corresponding formation of the supply voltage (see book V.V. Rudakova: Asynchronous electric drives with vector control. - L .: - Energoatomizdat, 1987. - 134 p., P. 79-80). For the implementation of vector control systems, information is needed on the direction and magnitude of the magnetic field in the engine, for which, as a rule, models of electromagnetic processes are used. In vector control systems, the engine operating conditions with a constant field are usually used, in which the parameters of the field model vary slightly; with constant rotor flux linkage, the magnetizing component of the current is constant, and the active component and slip frequency are proportional to the electromagnetic moment.

Наиболее близким к изобретению среди систем векторного управления является способ векторного управления - система «Трансвектор» (Blaschke, F. Das Prinzip der Feldorientierung, die Grundlage fur die Transvektor-Regelung von Drehfeldmaschinen / F.Blaschke // Siemens Zeitschrift. - 1971, №45, H.10). Способ векторного управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, питаемым от силового преобразователя по системе «Трансвектор», заключается в том, что задают постоянной величину вектора намагничивающей составляющей тока mod(idz), в каждый момент времени задают требуемое значение электромагнитного момента Mz, измеряют круговую частоту вращения ротора асинхронного двигателя ω, получают величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, определяют требуемую величину вектора активного тока обобщенной электрической машины из выражения

Figure 00000001
, затем с помощью уравнений координатного преобразования из полученных mod(iqz) и mod(idz) получают задания токов iA(B, C)z, соответствующие требуемым значениям фазных токов обмоток статора асинхронного двигателя, и поддерживают в фазах асинхронного двигателя полученные требуемые токи с помощью питающего его силового преобразователя, причем Lr и Lh - индуктивности обмоток ротора и взаимоиндуктивность обмоток статора и ротора асинхронного двигателя, соответственно. При таком способе векторного управления активная составляющая тока iq и, следовательно, частота скольжения ωs пропорциональны требуемому электромагнитному моменту. Использование известных способов позволяет регулировать скорость вращения ротора двигателя в широком диапазоне с коэффициентом мощности и перегрузочной способностью, близкими к номинальным значениям.Closest to the invention among vector control systems is a vector control method - the Transvector system (Blaschke, F. Das Prinzip der Feldorientierung, die Grundlage fur die Transvektor-Regelung von Drehfeldmaschinen / F. Blaschke // Siemens Zeitschrift. - 1971, No. 45 , H.10). The vector control method of a squirrel-cage asynchronous motor fed from a power converter via the Transvector system consists in setting a constant magnitude of the magnetizing current component vector mod (i dz ), at each instant of time, setting the required value of the electromagnetic moment M z , measuring circular rotational speed of the rotor of the induction motor ω, obtain the value of mod (получают) and the direction Θ Ψ of the flux linkage vector of the rotor of the induction motor, determine the required value of the vector of active t eye generalized electric machine from the expression
Figure 00000001
then, using the coordinate transformation equations from the obtained mod (i qz ) and mod (i dz ), the currents i A (B, C) z corresponding to the required values of the phase currents of the stator windings of the induction motor are obtained, and the obtained required phases are supported in the phases of the asynchronous motor currents using the power converter feeding it, and L r and L h are the inductors of the rotor windings and the mutual inductance of the stator windings and the rotor of the induction motor, respectively. With this vector control method, the active component of the current i q and, therefore, the slip frequency ω s are proportional to the required electromagnetic moment. Using known methods allows you to adjust the speed of rotation of the rotor of the engine in a wide range with power factor and overload capacity, close to the nominal values.

Недостатками известных способов является то, что вследствие изменения частоты скольжения потери в двигателе увеличиваются по сравнению с потерями при оптимальной постоянной частоте скольжения; кроме того, увеличение электромагнитного момента и увеличение частоты вращения неизбежно приводят к ограничению как тока, так и напряжения силового преобразователя, питающего асинхронный двигатель, что не позволяет реализовать максимальный электромагнитный момент двигателя. Повышение КПД и реализация максимального момента с учетом ограничений тока и напряжения особенно важны в тяговых приводах вследствие ограниченных ресурсов мощности и необходимости повышения эффективности тяговых приводов, в которых КПД и полное использование ресурсов силового преобразователя являются основными критериями качества работы привода.The disadvantages of the known methods is that due to a change in the slip frequency, losses in the engine increase compared with losses at an optimal constant slip frequency; in addition, an increase in the electromagnetic moment and an increase in the speed of rotation inevitably leads to a limitation of both the current and the voltage of the power converter supplying the induction motor, which makes it impossible to realize the maximum electromagnetic moment of the motor. Increasing the efficiency and maximizing the torque, taking into account current and voltage limitations, are especially important in traction drives due to limited power resources and the need to increase the efficiency of traction drives, in which efficiency and full use of the power converter resources are the main criteria for the quality of the drive.

Техническим результатом, который обеспечивается изобретением, является обеспечение максимального значения КПД двигателя, если такой режим реализуем, и обеспечение реализации максимальных электромагнитных моментов в системах частотного управления асинхронными двигателями с учетом ограничения тока и напряжения силового преобразователя, питающего двигатель.The technical result, which is provided by the invention, is to ensure the maximum value of the motor efficiency, if such a regime is feasible, and to ensure the implementation of the maximum electromagnetic moments in the frequency control systems of induction motors, taking into account the current and voltage limitations of the power converter supplying the motor.

При ограничениях выходного напряжения U0 и тока I0 силового преобразователя, питающего двигатель, что характерно для регулируемых приводов, особенно тяговых:Given the limitations of the output voltage U 0 and current I 0 of the power converter supplying the motor, which is typical for adjustable drives, especially traction:

- обеспечиваются минимальные потери в двигателе, если при текущем значении частоты вращения ротора и заданном электромагнитном моменте Mz ограничения предельно допустимых значений амплитуды напряжения и тока на выходе силового преобразователя не достигаются;- minimum losses in the engine are ensured if, at the current value of the rotor speed and a given electromagnetic moment M z, the maximum permissible voltage and current amplitude limits at the output of the power converter are not reached;

- обеспечивается условный минимум потерь в двигателе при данных уровнях ограничения напряжения и тока на выходе силового преобразователя, если заданный момент Mz не реализуем при оптимальном значении скольжения, но реализуем при больших значениях скольжения без превышения уровней ограничения напряжения и тока;- a conditional minimum of losses in the motor is provided at given levels of voltage and current limitation at the output of the power converter if the given moment M z is not realized at the optimum slip value, but realized at large slip values without exceeding the voltage and current limitation levels;

- обеспечивается максимально реализуемый электромагнитный момент при данных уровнях ограничении напряжения и тока на выходе силового преобразователя, если заданный момент Mz не реализуем.- the maximum realized electromagnetic moment is provided at these levels, the voltage and current are limited at the output of the power converter, if the given moment M z is not realized.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе векторного управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, питаемым от силового преобразователя, задают максимально допустимое значения тока I0 на выходе силового преобразователя, в каждый момент времени задают требуемое значение электромагнитного момента Mz, измеряют круговую частоту вращения ротора асинхронного двигателя ω, а также напряжение Ud звена постоянного тока силового преобразователя, питающего двигатель, определяют величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, определяют значения круговой частоты оптимального скольжения ωопт, круговой частоты критического скольжения из выражения

Figure 00000002
максимально допустимого напряжения на выходе силового преобразователя из выражения
Figure 00000003
и максимального электромагнитного момента Mzmax, развиваемого асинхронным двигателем, из выражения
Figure 00000004
задают минимальную величину вектора тока намагничивания mod(idmin) обобщенной электрической машины, имеющей параметры, соответствующие параметрам реального асинхронного двигателя, задают величину реализуемого электромагнитного момента Mzp либо равным значению электромагнитного момента Mz, либо, если требуемое значение электромагнитного момента Mz превышает Mzmax, равным Mzmax, причем знаки Mz и Mzp совпадают, определяют требуемую для обеспечения реализуемого электромагнитного момента Mzp величину вектора активного тока обобщенной электрической машины из выражения
Figure 00000005
, далее, если измеренная частота вращения ротора ω меньше
Figure 00000006
, а также в случае, если измеренная частота вращения ротора ω не меньше
Figure 00000007
, но величина реализуемого электромагнитного момента Mzp меньше значения электромагнитного момента, рассчитанного по формуле
Figure 00000008
The specified technical result is ensured by the fact that in the vector control method of a squirrel-cage induction motor powered by a power converter, the maximum permissible current value I 0 is set at the output of the power converter, at each instant of time, the required value of the electromagnetic moment M z is set , the rotational speed is measured induction motor rotor ω, as well as voltage U d of the power converter circuit DC current supplied to the motor, determine the value of mod (Ψ) and directed e Θ Ψ rotor flux vector of the induction motor determine the optimal value of angular frequency ω wholesale slip circular frequency critical slip from the expression
Figure 00000002
the maximum allowable voltage at the output of the power converter from the expression
Figure 00000003
and the maximum electromagnetic moment M zmax developed by an induction motor, from the expression
Figure 00000004
set the minimum value of the magnetization current vector mod (i dmin ) of a generalized electric machine having parameters corresponding to the parameters of a real induction motor, set the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp either equal to the value of the electromagnetic moment M z , or if the required value of the electromagnetic moment M z exceeds M zmax, equal to M zmax, wherein marks M z and M zp coincide is determined to provide the required electromagnetic torque realizable magnitude vector M zp active current generalized Electrical tion of the machine from the expression
Figure 00000005
further, if the measured rotor speed ω is less
Figure 00000006
, as well as if the measured rotor speed ω is not less than
Figure 00000007
, but the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp is less than the value of the electromagnetic moment calculated by the formula
Figure 00000008

при условии ωssопт, определяют требуемую величину вектора тока намагничивания обобщенной электрической машины из выражения mod(idz)=mod(iqz); если измеренная частота вращения ротора ω не меньше

Figure 00000007
, а величина реализуемого электромагнитного момента Mzp не меньше значения электромагнитного момента, рассчитанного по формуле
Figure 00000009
provided that ω s = ω sopt , the required magnitude of the magnetization current vector of the generalized electric machine is determined from the expression mod (i dz ) = mod (i qz ); if the measured rotor speed ω is not less
Figure 00000007
, and the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp is not less than the value of the electromagnetic moment calculated by the formula
Figure 00000009

при условии ωssопт, но не больше значения электромагнитного момента, рассчитанного по той же формуле при условии ωssкрит, требуемую величину вектора тока намагничивания обобщенной электрической машины mod(idz) задают равной величине вектора активного тока mod(iqz), деленной на коэффициент пропорциональности, равный

Figure 00000010
; если измеренная частота вращения ротора ω не меньше
Figure 00000007
, а величина реализуемого электромагнитного момента Mzp больше значения электромагнитного момента, рассчитанного по формуле
Figure 00000008
under the condition ω s = ω sopt , but not more than the value of the electromagnetic moment calculated by the same formula under the condition ω s = ω scrit , the required magnitude of the magnetization current vector of the generalized electric machine mod (i dz ) is set equal to the magnitude of the active current vector mod (i qz ) divided by the proportionality coefficient equal to
Figure 00000010
; if the measured rotor speed ω is not less
Figure 00000007
, and the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp is greater than the value of the electromagnetic moment calculated by the formula
Figure 00000008

при условии ωssопт, и больше значения электромагнитного момента, рассчитанного по той же формуле при условии ωssкрит, требуемую величину вектора тока намагничивания обобщенной электрической машины mod(idz) задают равной величине вектора активного тока обобщенной электрической машины mod(iqz), деленной на коэффициент пропорциональности, равный

Figure 00000011
, задают реализуемую величину вектора тока намагничивания mod(idp) обобщенной электрической машины либо равной требуемой величине вектора тока намагничивания mod(idz), либо, если требуемая величина вектора тока намагничивания mod(idz) меньше минимальной величины вектора тока намагничивания mod(idmin), равной минимальной величине вектора тока намагничивания mod(idmin), затем с помощью уравнений координатного преобразования, характеризующих переход от вращающейся системы ортогональных d-q-координат, ось 0-d которой ориентирована по направлению вектора потокосцепления Ψ ротора электрической машины в неподвижную систему фазных A-B-C-координат, из полученных требуемой величины вектора активного тока mod(iqz) и реализуемой величины тока намагничивания mod(idp) обобщенной электрической машины определяют требуемые значения фазных токов iA(B,C)z, которые поддерживают в фазах асинхронного двигателя с помощью питающего его силового преобразователя, причем Ls, Lr и Lh - индуктивности обмоток статора, ротора и их взаимоиндуктивность, Rs и Rr - активные сопротивления статора и ротора, соответственно.under the condition ω s = ω sopt , and more than the value of the electromagnetic moment calculated by the same formula under the condition ω s = ω scrit , the required magnitude of the magnetization current vector of the generalized electric machine mod (i dz ) is set equal to the value of the active current vector of the generalized electric machine mod (i qz ) divided by the proportionality coefficient equal to
Figure 00000011
, set the realizable magnitude of the magnetization current vector mod (i dp ) of the generalized electric machine either equal to the required magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ), or if the required magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ) is less than the minimum magnitude of the magnetization current vector mod (i dmin), mod equal to the minimum value of the magnetizing current vector (i dmin), then using the coordinate transformation equations that characterize the transition from the rotating system dq-orthogonal coordinate axis 0-d which is oriented in the direction of the vector flux Ψ rotor electric machine in the fixed system phase ABC-coordinate from the obtained desired value vector active current mod (i qz) and realizable value mod magnetizing current (i dp) generalized electrical machine determine the required values of phase currents i A (B, C) z , which are supported in the phases of the induction motor by means of a power converter supplying it, where L s , L r and L h are the inductances of the stator and rotor windings and their mutual inductance, R s and R r are the active resistances of the stator and rotor, respectively.

Причем величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя определяют либо по измеренным мгновенным значениям фазных токов обмотки статора асинхронного двигателя iA(B,C) и круговой частоты вращения ротора асинхронного двигателя ω при помощи уравнений координатного преобразования, характеризующих переход от неподвижной системы фазных A-B-C-координат во вращающуюся систему ортогональных d-q-координат, ось 0-d которой ориентирована по направлению вектора потокосцепления Ψ ротора электрической машины, и математической модели обобщенной электрической машины в системе d-q-координат, либо при помощи датчиков магнитного поля, установленных непосредственно в зазоре асинхронного двигателя.Moreover, the magnitude of mod (Ψ) and the direction Θ Ψ of the flux linkage vector of the induction motor rotor are determined either from the measured instantaneous values of the phase currents of the stator winding of the induction motor i A (B, C) and the circular rotational speed of the rotor of the induction motor ω using coordinate transformation equations characterizing the transition from a fixed system of phase ABC coordinates to a rotating system of orthogonal dq coordinates, the 0-d axis of which is oriented in the direction of the flux linkage vector Ψ of the rotor of the electric machine, and cal generalized model of the electric machine in the dq-coordinate system, or by means of magnetic field sensors mounted directly in the gap induction motor.

Отличием предлагаемого способа от существующих является то, что ток намагничивания при векторном управлении не является постоянным или изменяющимся пропорционально электромагнитному моменту, а изменяется таким образом, чтобы обеспечить минимальные потери в двигателе, или условный минимум потерь при данных уровнях ограничения напряжения и тока, или максимально реализуемый электромагнитный момент, если заданный момент не реализуем при данных уровнях ограничений напряжения и тока.The difference of the proposed method from the existing ones is that the magnetization current during vector control is not constant or changing in proportion to the electromagnetic moment, but is changed in such a way as to ensure minimum losses in the motor, or the conditional minimum of losses at these levels of voltage and current limitation, or the maximum realized electromagnetic moment, if the given moment cannot be realized at given levels of voltage and current limitations.

В частности, требуемая величина вектора тока намагничивания mod(idz) в каждый момент времени пропорциональна требуемой величине вектора активного тока mod(iqz). Требуемая величина вектора активного тока при этом делится на некоторый коэффициент пропорциональности k. Таким образом, величина вектора тока намагничивания в каждый момент времени устанавливается равнойIn particular, the required magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ) at each moment of time is proportional to the required magnitude of the active current vector mod (i qz ). In this case, the required value of the active current vector is divided by a certain proportionality coefficient k. Thus, the magnitude of the magnetization current vector at each instant of time is set equal to

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

причем для удовлетворительной работы модели изменения поля величина вектора тока намагничивания mod(idz) может ограничиваться снизу минимальным допустимым значением mod(idmin).moreover, for satisfactory operation of the field variation model, the magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ) can be limited from below to the minimum admissible value mod (i dmin ).

Способ оптимального векторного управления асинхронным двигателем поясняется фиг.1, где приведен пример устройства, реализующего способ. В данном случае приводится пример транспортного средства (автомобиля, трактора и т.п.) с электрической трансмиссией переменно-переменного тока.The method of optimal vector control of an induction motor is illustrated in figure 1, which shows an example of a device that implements the method. In this case, an example of a vehicle (car, tractor, etc.) with an electric AC-transmission is given.

Блок-схема алгоритма вычисления требуемых параметров работы устройства представлена на фиг.2.The block diagram of the algorithm for calculating the required parameters of the device is presented in figure 2.

Двигатель внутреннего сгорания 1 приводит во вращение генератор переменного тока 2, который выдает переменное трехфазное напряжение на вход выпрямителя 3 силового преобразователя.The internal combustion engine 1 drives the alternator 2, which provides an alternating three-phase voltage to the input of the rectifier 3 of the power converter.

Выход выпрямителя 3 и вход инвертора 5 силового преобразователя образуют звено постоянного тока силового преобразователя, на котором установлен датчик напряжения 4, осуществляющий измерение мгновенного значения напряжения звена постоянного тока Ud. В соответствии с Ud по известным соотношениям задается величина максимально допустимого значения выходного напряжения инвертора U0. Так, при широтно-импульсной модуляции выходного напряжения силового преобразователя допустимая амплитуда синусоидального линейного напряжения U0 не может превышать

Figure 00000013
(см. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А.: Силовая электроника. Учебник - М.: Издательский дом МЭИ, 2007, 632 с., с.409).The output of the rectifier 3 and the input of the inverter 5 of the power converter form a DC link of the power converter, on which a voltage sensor 4 is mounted, which measures the instantaneous value of the voltage of the DC link U d . In accordance with U d according to known relations, the value of the maximum permissible value of the inverter output voltage U 0 is set . So, with pulse-width modulation of the output voltage of the power converter, the allowable amplitude of the sinusoidal linear voltage U 0 cannot exceed
Figure 00000013
(see Rozanov Yu.K., Ryabchitsky M.V., Kvasnyuk A.A .: Power Electronics. Textbook - M .: Publishing House MPEI, 2007, 632 p., s. 409).

К выходу инвертора 5 подключен блок датчиков тока 6, осуществляющий измерение мгновенных значений фазных токов iA(B,C) тягового асинхронного двигателя 7, также подключенного к выходу инвертора 5. На одном валу с двигателем 7 установлен датчик скорости вращения 8, сигнал которого, пропорциональный скорости вращения ротора двигателя n [об/мин], усиливается усилителем 9, преобразуется аналого-цифровым преобразователем 10 и умножается на коэффициент

Figure 00000014
в блоке коэффициента 11, где p - число пар полюсов статора асинхронного двигателя. В результате, на выходе блока 11 получается значение мгновенной круговой частоты ω [c-1] вращения ротора асинхронного двигателя 7.A block of current sensors 6 is connected to the output of the inverter 5, which measures the instantaneous values of the phase currents i A (B, C) of the traction induction motor 7, also connected to the output of the inverter 5. A speed sensor 8 is installed on the same shaft as the motor 7, whose signal proportional to the rotor speed of the engine rotor n [rpm], is amplified by the amplifier 9, converted by analog-to-digital converter 10 and multiplied by a coefficient
Figure 00000014
in the coefficient block 11, where p is the number of pole pairs of the stator of an induction motor. As a result, at the output of block 11, the value of the instantaneous circular frequency ω [c -1 ] of rotation of the rotor of the induction motor 7 is obtained.

Требуемый электромагнитный момент Mz тягового асинхронного двигателя 7 задается педалью «газ» 12, установленной в кабине водителя транспортного средства, и передается через усилитель 13 и аналого-цифровой преобразователь 14.The required electromagnetic moment M z of the traction induction motor 7 is set by the gas pedal 12 installed in the driver’s cab of the vehicle and transmitted through the amplifier 13 and the analog-to-digital converter 14.

Соотношения, соответствующие математической модели обобщенной электрической машины и координатным преобразованиям, характеризующим переход от величин реальной многофазной электрической машины (в фазных координатах A-B-С) к величинам обобщенной двухфазной электрической машины (во вращающихся ортогональных координатах d-q, ось 0-d которых ориентирована по вектору Ψ потокосцепления ротора реальной электрической машины), вводятся посредством ПЭВМ 15 в контроллер 16 (см. примеры координатных преобразований и математической модели в: Виноградов А.Б.: Векторное управление электроприводами переменного тока. Учебное пособие - Иваново: ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина», 2008, 298 с., с.8-15, 34-35, 187-195). Также посредством ПЭВМ 15 в контроллер 16 вводятся максимально допустимое значение выходного тока I0 инвертора 5, минимальная допустимая величина вектора тока намагничивания, обеспечивающая устойчивую работу математической модели обобщенной электрической машины mod(idmin), а также параметры схемы замещения тягового асинхронного двигателя Rr, Rs, Lr, Ls, Lh. Значения параметров Ls, Lr, Lh, Rs, Rr берутся по данным схемы замещения фазы асинхронного двигателя (см. например, Булгаков А.А.: Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергоиздат, 1982, 216 с., с.51-78) или могут быть получены экспериментально (см. например, Виноградов А.Б.: Векторное управление электроприводами переменного тока. Учебное пособие - Иваново: ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина», 2008, 298 с., с.220-230).Relations corresponding to the mathematical model of a generalized electric machine and coordinate transformations characterizing the transition from the values of a real multiphase electric machine (in phase coordinates AB-С) to the values of a generalized two-phase electric machine (in rotating orthogonal coordinates dq, whose 0-d axis is oriented along the vector Ψ the flux linkage of the rotor of a real electric machine), are introduced by means of a personal computer 15 into the controller 16 (see examples of coordinate transformations and a mathematical model in: Vinogrado A.B .: Vector control of AC electric drives. Textbook - Ivanovo: Ivanovo State Power Engineering University named after V.I. Lenin, 2008, 298 pp., Pp. 8-15, 34-35, 187-195 ) Also, by means of a personal computer 15, the maximum permissible value of the output current I 0 of the inverter 5, the minimum permissible magnitude of the magnetization current vector, which ensures the stable operation of the mathematical model of the generalized electric machine mod (i dmin ), as well as the equivalent circuit parameters of the traction induction motor R r , are introduced into the controller 16, R s , L r , L s , L h . The values of the parameters L s , L r , L h , R s , R r are taken according to the data of the phase equivalent circuit of an induction motor (see, for example, A. Bulgakov: Frequency control of asynchronous motors. M: Energoizdat, 1982, 216 p. , p.51-78) or can be obtained experimentally (see, for example, Vinogradov AB: Vector control of AC electric drives. Study Guide - Ivanovo: Ivanovo State Power Engineering University named after V.I. Lenin, 2008 , 298 p., Pp. 220-230).

По измеренным мгновенным значениям фазных токов iA(B,C) и круговой частоте ω вращения ротора тягового асинхронного двигателя 7 в контроллере 16 в каждый момент времени посредством координатного преобразования, характеризующего переход от неподвижной во вращающуюся систему координат, получают величины активной iq и намагничивающей id компонент токов, соответствующие математической модели электромагнитных процессов в обобщенной электрической машине. По iq и id в контроллере 16 в каждый момент времени определяют величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора Ψ потокосцепления ротора асинхронного двигателя 7.From the measured instantaneous values of the phase currents i A (B, C) and the rotational rotational frequency ω of the rotor of the traction induction motor 7 in the controller 16 at each moment of time by means of a coordinate transformation characterizing the transition from a stationary to a rotating coordinate system, the values of active i q and magnetizing i d component of currents corresponding to the mathematical model of electromagnetic processes in a generalized electric machine. Using i q and i d in the controller 16, at each instant of time, determine the value of mod (Ψ) and the direction Θ Ψ of the vector Ψ of the flux linkage of the rotor of the induction motor 7.

Альтернативно, для определения величины mod(Ψ) и направления ΘΨ вектора потокосцепления могут использоваться датчики магнитного поля (датчики Холла), установленные непосредственно в зазоре электрической машины (см. например, Виноградов А.Б.: Векторное управление электроприводами переменного тока. Учебное пособие - Иваново: ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина», 2008, 298 с., с.183-187). В этом случае в датчиках тока 6 необходимости нет.Alternatively, to determine the magnitude of mod (Ψ) and the direction Θ Ψ of the flux linkage vector, magnetic field sensors (Hall sensors) installed directly in the gap of an electric machine can be used (see, for example, Vinogradov AB: Vector control of AC electric drives. Training manual - Ivanovo: GOUVPO "Ivanovo State Power Engineering University named after V.I. Lenin", 2008, 298 p., Pp. 183-187). In this case, there is no need for current sensors 6.

В контроллер 16 также поступают задание требуемого момента Mz тягового двигателя 7 и измеренные мгновенные значения напряжения Ud, токов iA(B,C) и частоты ω. В контроллере 16 реализован алгоритм формирования требуемой величины вектора активного тока mod(iqz) и реализуемой величины вектора тока намагничивания mod(idp), представленный на фиг.2.The controller 16 also receives the task of the required moment M z of the traction motor 7 and the measured instantaneous values of the voltage U d , currents i A (B, C) and frequency ω. The controller 16 implements an algorithm for generating the required magnitude of the active current vector mod (i qz ) and the realized magnitude of the magnetization current vector mod (i dp ), shown in FIG. 2.

В контроллере 16 определяется требуемая величина вектора активного тока из выраженияIn the controller 16, the required value of the active current vector is determined from the expression

Figure 00000015
Figure 00000015

Далее в контроллере 16 определяется частота оптимального и критического скольжения. При векторном управлении не регулируют частоту скольжения и частоту напряжения питания обмоток статора. Несмотря на это, в данном алгоритме частоты оптимального и критического скольжения используются для определения коэффициента пропорциональности k между заданными активным и намагничивающим током (iqz и idz). Значение оптимального скольжения ωsопт может определяться по значениям сопротивлений и индуктивностей, например по формулеNext, in the controller 16, the frequency of the optimal and critical slip is determined. In vector control, the slip frequency and the frequency of the supply voltage of the stator windings are not regulated. Despite this, in this algorithm, the optimal and critical slip frequencies are used to determine the proportionality coefficient k between the given active and magnetizing currents (i qz and i dz ). The value of the optimal slip ω sopt can be determined by the values of resistances and inductances, for example, by the formula

Figure 00000016
Figure 00000016

где указано значение абсолютного скольжения, оптимального по потреблению тока статора. Формула (3) определяет значение скольжения, удовлетворяющее закону регулирования М.П.Костенко (см. например, Л.М.Пиотровский. Электрические машины - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1949, 528 с., с.408). Возможно также задание величины оптимального скольжения по результатам экспериментальных исследований, в функции электромагнитного момента, скорости и т.д. (см. например, Шрейнер Р.Т.: Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000, 654 с., с.544-547).where the absolute slip value, which is optimal for the stator current consumption, is indicated. Formula (3) determines the slip value that satisfies the law of regulation of M.P. Kostenko (see, for example, L.M. Piotrovsky. Electric machines - M.-L.: Gosenergoizdat, 1949, 528 p., P. 408). It is also possible to set the optimal slip value according to the results of experimental studies, as a function of the electromagnetic moment, speed, etc. (see, for example, Shreiner RT: Mathematical modeling of AC electric drives with semiconductor frequency converters. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2000, 654 pp., p. 544-547).

Значение критического скольжения определяется по формулеThe critical slip value is determined by the formula

Figure 00000017
Figure 00000017

Определяют максимально допустимое выходное напряжение силового преобразователя, питающего двигатель. Например, если необходимо обеспечить синусоидальность выходного напряжения питания силового преобразователя с широтно-импульсной модуляцией, максимально допустимое выходное линейное напряжение определяют по формуле (5)The maximum permissible output voltage of the power converter supplying the motor is determined. For example, if it is necessary to ensure the sinusoidality of the output voltage of a power converter with pulse-width modulation, the maximum allowable output linear voltage is determined by the formula (5)

Figure 00000018
Figure 00000018

По формуле (6) определяют величину максимального электромагнитного момента Mzmax, которой ограничивают возможное задание реализуемого электромагнитного момента Mzp по заданному значению максимального тока I0. Таким образом, если задание электромагнитного момента превышает полученное значение, то Mzp принимают равным Mzmax. Знаки Mz и Mzp совпадают.By the formula (6), the maximum electromagnetic moment M zmax is determined, which limits the possible specification of the realized electromagnetic moment M zp from the given maximum current value I 0 . Thus, if the specification of the electromagnetic moment exceeds the obtained value, then M zp is taken equal to M zmax . Signs M z and M zp coincide.

Figure 00000019
Figure 00000019

В случае, если выполняется условиеIn case the condition is satisfied

Figure 00000020
Figure 00000020

ресурсов силового преобразователя достаточно, чтобы реализовать режим работы двигателя с минимальными потерями и при этом достичь реализуемого значения электромагнитного момента Mzp, причем ограничения по напряжению и току на выходе силового преобразователя, с учетом (6), не достигаются. Принимают k=1. Тогдаthe resources of the power converter are enough to realize the engine operating mode with minimal losses and at the same time achieve the realizable value of the electromagnetic moment M zp , and the voltage and current limitations at the output of the power converter, taking into account (6), are not achieved. Take k = 1. Then

Figure 00000021
Figure 00000021

В случае, если условие (7) не выполняется, для расчета электромагнитного момента используется соотношениеIf condition (7) is not satisfied, the ratio is used to calculate the electromagnetic moment

Figure 00000022
Figure 00000022

При этом возможны следующие три случая.The following three cases are possible.

Случай 1. Величина момента M, вычисляемого по соотношению (9) при условии, что ωssопт, больше, чем величина требуемого момента Mzp.Case 1. The magnitude of the moment M calculated by relation (9) under the condition that ω s = ω sopt is greater than the value of the required moment M zp .

Figure 00000023
Figure 00000023

В этом случае инвертор 5 может обеспечить работу асинхронного двигателя 7 с реализуемым моментом Mzp при минимальных потерях, но при ограничении выходного тока силового преобразователя на уровне не более I0. Принимается k=1, что соответствует mod(idz)=mod(iqz). Реализуется режим работы асинхронного двигателя с минимальными потерями при электромагнитном моменте М=Mzp.In this case, the inverter 5 can ensure the operation of the induction motor 7 with the realized moment M zp with minimal losses, but with the output current of the power converter limited to no more than I 0 . It is assumed that k = 1, which corresponds to mod (i dz ) = mod (i qz ). The operating mode of an induction motor with minimal losses at an electromagnetic moment M = M zp is realized .

Случай 2. Величина момента М, вычисляемого по соотношению (9) при ωssкрит, меньше, чем величина реализуемого момента Mzp.Case 2. The magnitude of the moment M, calculated by the relation (9) for ω s = ω scrit , is less than the value of the realized moment M zp .

Figure 00000024
Figure 00000024

Выполнение условия (11) означает, что при заданных ограничениях тока и напряжения силового преобразователя невозможно получить реализуемый электромагнитный момент Mzp. Следовательно, задается момент, максимально достижимый при имеющихся ограничениях напряжения и тока на выходе силового преобразователя U0 и I0. Тогда принимаетсяThe fulfillment of condition (11) means that, given the current and voltage restrictions of the power converter, it is impossible to obtain a realizable electromagnetic moment M zp . Therefore, the moment is set, the maximum achievable under the existing restrictions of voltage and current at the output of the power converter U 0 and I 0 . Then accepted

Figure 00000025
Figure 00000025

а задание величины вектора тока намагничивания mod(idz) определяется по (1) с учетом (12).and the magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ) is determined by (1) taking into account (12).

Достигаемый момент определяется в соответствии с (9).The achieved moment is determined in accordance with (9).

Случай 3. В противном случае (т.е., если ни (10), ни (11) не выполнены), реализуемый момент невозможно обеспечить в режиме минимальных потерь, но этот момент можно получить, несколько увеличив соотношение активной и намагничивающей компонент тока. В этом случае соотношение (9) используется для расчета требуемой величины коэффициента k при M=Mzp и максимальном напряжении U0.Case 3. Otherwise (that is, if neither (10) nor (11) is satisfied), the realized moment cannot be ensured in the mode of minimal losses, but this moment can be obtained by slightly increasing the ratio of the active and magnetizing components of the current. In this case, relation (9) is used to calculate the required value of the coefficient k at M = M zp and the maximum voltage U 0 .

Для упрощения решения (9) относительно ωs используется предположение, что при больших частотах вращения, характерных для тягового привода при регулировании во второй зоне при ограниченном напряжении питания двигателя, частота скольжения и зависимые от нее слагаемые в знаменателе (9) пренебрежимо малы: ω>>ωss→0); также пренебрежимо мало сопротивление статора и зависимые от него слагаемые в знаменателе (9): Rs→0. Тогда с учетом (3) коэффициент k равенTo simplify the solution of (9) with respect to ω s , the assumption is used that at high rotational speeds characteristic of the traction drive during regulation in the second zone with a limited motor supply voltage, the slip frequency and the terms dependent on it in the denominator (9) are negligible: ω>> ω ss → 0); the stator resistance and the terms dependent on it in the denominator (9) are also negligible: R s → 0. Then, taking into account (3), the coefficient k is

Figure 00000026
Figure 00000026

В случае, если ωsопт задается не по (3), а иначе решение (9) относительно k находится аналогично. Задание величины вектора тока намагничивания определяется по (1) с учетом (13).If ω sopt is specified not according to (3), otherwise the solution of (9) with respect to k is found similarly. The magnitude of the magnetization current vector is determined by (1) with (13) taken into account.

Далее в контроллере 16 задается реализуемая величина вектора тока намагничивания mod(idp). Данная величина задается равной требуемой величине тока намагничивания mod(idz) либо, если требуемая величина вектора тока намагничивания mod(idz) меньше mod(idmin), равной mod(idmin).Then, in the controller 16, the realizable magnitude of the magnetization current vector mod (i dp ) is set. This value is set equal to the required magnitude of the magnetization current mod (i dz ) or, if the required magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ) is less than mod (i dmin ), equal to mod (i dmin ).

Сигналы, пропорциональные определенным ранее в контроллере 16 мгновенным значениям mod(idz) и mod(idp), посредством координатного преобразования, соответствующего переходу от вращающейся системы d-q-координат к неподвижной системе фазных A-B-C-координат, преобразуются в задающие сигналы мгновенных выходных фазных токов iAz, iBz, iCz, поступающие на вход контроллера 17 инвертора, который формирует на выходе сигналы на коммутацию силовых ключей инвертора 5, поступающие на вход драйвера 18 силовых ключей инвертора. Драйвер управляет силовыми ключами инвертора, коммутируя их таким образом, что на выходе инвертора (в обмотках статора асинхронного двигателя) формируется трехфазный ток заданной мгновенной величины.The signals proportional to the instantaneous values mod (i dz ) and mod (i dp ) previously determined in the controller 16, by means of a coordinate transformation corresponding to the transition from a rotating system of dq coordinates to a fixed system of phase ABC coordinates, are converted into driving signals of instantaneous output phase currents i Az , i Bz , i Cz , received at the input of the inverter controller 17, which generates output signals for switching the power keys of the inverter 5, received at the input of the driver 18 of the inverter power keys. The driver controls the power switches of the inverter, switching them in such a way that a three-phase current of a given instantaneous value is formed at the inverter output (in the stator windings of the induction motor).

Предлагаемый способ позволяет реализовать большой диапазон изменения величины магнитного поля и обеспечить малый уровень потерь в асинхронном двигателе в широком диапазоне частот вращения и моментов.The proposed method allows to realize a large range of changes in the magnitude of the magnetic field and to provide a small level of losses in an induction motor in a wide range of rotational speeds and moments.

Claims (3)

1. Способ управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, питаемым от силового преобразователя, заключающийся в том, что задают максимально допустимое значения тока I0 на выходе силового преобразователя, в каждый момент времени задают требуемое значение электромагнитного момента Mz, измеряют круговую частоту вращения ротора асинхронного двигателя ω, а также напряжение Ud звена постоянного тока силового преобразователя, питающего двигатель, определяют величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, определяют значения круговой частоты оптимального скольжения ωопт, круговой частоты критического скольжения из выражения
Figure 00000027
максимально допустимого напряжения на выходе силового преобразователя из выражения
Figure 00000028
и максимального электромагнитного момента Mzmax, развиваемого асинхронным двигателем, из выражения
Figure 00000029
задают минимальную величину вектора тока намагничивания mod(idmin) обобщенной электрической машины, имеющей параметры, соответствующие параметрам реального асинхронного двигателя, задают величину реализуемого электромагнитного момента Mzp, либо равным значению электромагнитного момента Mz, либо, если требуемое значение электромагнитного момента Mz превышает Mzmax, равным Mzmax, причем знаки Mz и Mzp совпадают, определяют требуемую для обеспечения реализуемого электромагнитного момента Mzp величину вектора активного тока обобщенной электрической машины из выражения
Figure 00000030
далее, если измеренная частота вращения ротора ω меньше
Figure 00000031
а также в случае, если измеренная частота вращения ротора ω не меньше
Figure 00000032
но величина реализуемого электромагнитного момента Mzp меньше значения электромагнитного момента, рассчитанного по формуле
Figure 00000008

при условии ωssопт,
определяют требуемую величину вектора тока намагничивания обобщенной электрической машины из выражения mod(idz)=mod(iqz); если измеренная частота вращения ротора ω не меньше
Figure 00000033
а величина реализуемого электромагнитного момента Mzp не меньше значения электромагнитного момента, рассчитанного по формуле
Figure 00000008

при условии ωssопт,
но не больше значения электромагнитного момента, рассчитанного по той же формуле при условии ωssкрит, требуемую величину вектора тока намагничивания обобщенной электрической машины mod(idz), задают равной величине вектора активного тока mod(iqz), деленной на коэффициент пропорциональности, равный
Figure 00000034
если измеренная частота вращения ротора ω не меньше
Figure 00000035
а величина реализуемого электромагнитного момента Mzp больше значения электромагнитного момента, рассчитанного по формуле
Figure 00000008

при условии ωssопт,
и больше значения электромагнитного момента, рассчитанного по той же формуле при условии ωssкрит, требуемую величину вектора тока намагничивания обобщенной электрической машины mod(idz) задают равной величине вектора активного тока обобщенной электрической машины mod(iqz), деленной на коэффициент пропорциональности, равный
Figure 00000036
задают реализуемую величину вектора тока намагничивания mod(idp) обобщенной электрической машины либо равной требуемой величине вектора тока намагничивания mod(idz), либо, если требуемая величина вектора тока намагничивания mod(idz) меньше минимальной величины вектора тока намагничивания mod(idmin), равной минимальной величине вектора тока намагничивания mod(idmin), затем с помощью уравнений координатного преобразования, характеризующих переход от вращающейся системы ортогональных d-q-координат, ось 0-d которой ориентирована по направлению вектора потокосцепления Ψ ротора электрической машины в неподвижную систему фазных А-В-С-координат, из полученных требуемой величины вектора активного тока mod(iqz) и реализуемой величины тока намагничивания mod(idp) обобщенной электрической машины определяют требуемые значения фазных токов iA(B,C)z, которые поддерживают в фазах асинхронного двигателя с помощью питающего его силового преобразователя, причем Ls, Lr и Lh - индуктивности обмоток статора, ротора и их взаимоиндуктивность, Rs и Rr - активные сопротивления статора и ротора соответственно.
1. The method of controlling an squirrel-cage induction motor powered by a power converter, which consists in setting the maximum permissible current value I 0 at the output of the power converter, at each instant of time, setting the required value of the electromagnetic moment M z , measuring the rotational speed of the asynchronous rotor of the motor ω, as well as the voltage U d of the DC link of the power converter supplying the motor, determine the magnitude of mod (Ψ) and the direction Θ Ψ of the asynchronous rotor flux linkage vector engine, determine the values of the circular frequency of the optimal slip ω opt , the circular frequency of the critical slip from the expression
Figure 00000027
the maximum allowable voltage at the output of the power converter from the expression
Figure 00000028
and the maximum electromagnetic moment M zmax developed by an induction motor, from the expression
Figure 00000029
set the minimum magnitude of the magnetization current vector mod (i dmin ) of a generalized electric machine having parameters corresponding to the parameters of a real induction motor, set the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp , either equal to the value of the electromagnetic moment M z , or if the required value of the electromagnetic moment M z exceeds M zmax, equal to M zmax, wherein marks M z and M zp coincide is determined to provide the required electromagnetic torque realizable magnitude vector M zp active current generalized RE eskoy machine of expression
Figure 00000030
further, if the measured rotor speed ω is less
Figure 00000031
as well as if the measured rotor speed ω is not less
Figure 00000032
but the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp is less than the value of the electromagnetic moment calculated by the formula
Figure 00000008

provided that ω s = ω s opt ,
determine the required magnitude of the magnetization current vector of the generalized electrical machine from the expression mod (i dz ) = mod (i qz ); if the measured rotor speed ω is not less
Figure 00000033
and the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp is not less than the value of the electromagnetic moment calculated by the formula
Figure 00000008

provided that ω s = ω s opt ,
but not more than the value of the electromagnetic moment calculated by the same formula under the condition ω s = ω s crit , the required magnitude of the magnetization current vector of the generalized electric machine mod (i dz ) is set equal to the magnitude of the active current vector mod (i qz ) divided by the proportionality coefficient equal to
Figure 00000034
if the measured rotor speed ω is not less
Figure 00000035
and the magnitude of the realized electromagnetic moment M zp is greater than the value of the electromagnetic moment calculated by the formula
Figure 00000008

provided that ω s = ω s opt ,
and more than the value of the electromagnetic moment calculated by the same formula under the condition ω s = ω s crit , the required magnitude of the magnetization current vector of the generalized electric machine mod (i dz ) is set equal to the value of the active current vector of the generalized electric machine mod (i qz ) divided by the coefficient proportionality equal
Figure 00000036
specify the realizable magnitude of the magnetization current vector mod (i dp ) of the generalized electric machine either equal to the required magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ), or if the required magnitude of the magnetization current vector mod (i dz ) is less than the minimum magnitude of the magnetization current vector mod (i dmin ), equal to the minimum magnitude of the magnetization current vector mod (i dmin ), then using the coordinate transformation equations characterizing the transition from a rotating system of orthogonal dq-coordinates, the 0-d axis of which is oriented in the direction of the vector the flux link Ψ of the rotor of an electric machine into a stationary system of phase A-B-C coordinates, from the obtained required magnitude of the active current vector mod (i qz ) and the realized magnitude of the magnetizing current mod (i dp ) of the generalized electric machine, determine the required values of phase currents i A ( B, C) z , which are supported in the phases of an induction motor by means of a power converter supplying it, where L s , L r and L h are the inductances of the stator and rotor windings and their mutual inductance, R s and R r are the active resistances of the stator and rotor, respectively .
2. Способ управления асинхронным двигателем по п.1, отличающийся тем, что в каждый момент времени измеряют токи в каждой фазе обмотки статора асинхронного двигателя iA(B,C), а величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя определяют по измеренным мгновенным значениям фазных токов обмотки статора асинхронного двигателя iA(B,C) и круговой частоты вращения ротора асинхронного двигателя ω при помощи уравнений координатного преобразования, характеризующих переход от неподвижной системы фазных А-В-С-координат во вращающуюся систему ортогональных d-q-координат, ось 0-d которой ориентирована по направлению вектора потокосцепления Ψ ротора электрической машины, и математической модели обобщенной электрической машины в системе d-q-координат.2. The method of controlling an induction motor according to claim 1, characterized in that at each moment of time, currents in each phase of the stator winding of the induction motor are measured i A (B, C) , and the quantity mod (Ψ) and the direction Θ Ψ of the flux linkage vector of the asynchronous rotor the motor is determined by the measured instantaneous phase currents of the stator winding of the induction motor i A (B, C) and the circular rotational speed of the rotor of the induction motor ω using the coordinate transformation equations characterizing the transition from a stationary system of phase A-B-C-coordinate tension into the rotating system of orthogonal dq-coordinates, the 0-d axis of which is oriented in the direction of the flux linkage vector Ψ of the rotor of the electric machine, and the mathematical model of the generalized electric machine in the dq-coordinate system. 3. Способ управления асинхронным двигателем по п.1, отличающийся тем, что величину mod(Ψ) и направление ΘΨ вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя определяют при помощи датчиков магнитного поля, установленных непосредственно в зазоре асинхронного двигателя. 3. The method of controlling an induction motor according to claim 1, characterized in that the magnitude of mod (Ψ) and the direction Θ Ψ of the flux linkage vector of the rotor of the induction motor are determined using magnetic field sensors installed directly in the gap of the induction motor.
RU2009133125/07A 2009-09-04 2009-09-04 Method of optimum vector control of asynchronous motor RU2402147C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133125/07A RU2402147C1 (en) 2009-09-04 2009-09-04 Method of optimum vector control of asynchronous motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133125/07A RU2402147C1 (en) 2009-09-04 2009-09-04 Method of optimum vector control of asynchronous motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2402147C1 true RU2402147C1 (en) 2010-10-20

Family

ID=44024070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009133125/07A RU2402147C1 (en) 2009-09-04 2009-09-04 Method of optimum vector control of asynchronous motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402147C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167775U1 (en) * 2016-05-04 2017-01-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" POWER-SAVING ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE CONTROL SYSTEM
RU2626325C1 (en) * 2016-10-10 2017-07-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Frequency control method of asynchronous electric motor
RU2759558C1 (en) * 2021-02-08 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" (ООО "Инжиниринговый центр "Русэлпром") Method for forming the flux linkage of an asynchronous motor rotor as part of an electric drive with vector field-oriented control when operating in a limited voltage zone
RU2790631C1 (en) * 2022-10-05 2023-02-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for automatic elimination of the asynchronous mode of the electrical network
WO2023174362A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 北京雷蒙赛博核装备技术研究有限公司 Electric valve control method and apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167775U1 (en) * 2016-05-04 2017-01-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" POWER-SAVING ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE CONTROL SYSTEM
RU2626325C1 (en) * 2016-10-10 2017-07-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Frequency control method of asynchronous electric motor
RU2759558C1 (en) * 2021-02-08 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" (ООО "Инжиниринговый центр "Русэлпром") Method for forming the flux linkage of an asynchronous motor rotor as part of an electric drive with vector field-oriented control when operating in a limited voltage zone
WO2023174362A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 北京雷蒙赛博核装备技术研究有限公司 Electric valve control method and apparatus
RU2790631C1 (en) * 2022-10-05 2023-02-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for automatic elimination of the asynchronous mode of the electrical network
RU2798499C1 (en) * 2022-10-31 2023-06-23 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Русэлпром" Method for optimizing the operation of an asynchronous machine in terms of the minimum stator current and the maximum efficiency with field-oriented vector control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101969289B (en) Gain adjustment for improving torque linearity of motor during working in field weakening zone
CN102868348B (en) Apparatus for operating an interior permanent magnet synchronous motor
EP2678937B1 (en) Method and system for controlling an electric motor with variable switching frequency at variable operating speeds
KR100275080B1 (en) Heat engine power generation system
US6693407B2 (en) Controller and associated system and method for pulse-width-modulation switching noise reduction by voltage control
US6876176B2 (en) Toroidally wound induction motor-generator with selectable number of poles and vector control
RU2402147C1 (en) Method of optimum vector control of asynchronous motor
Kumar et al. Direct field oriented control of induction motor drive
Bonisławski et al. Unconventional control system of hybrid excited synchronous machine
US7256563B2 (en) Method and device for the sensor reduced regulation of a permanent magnet excited synchronous machine
JP2010520415A (en) Servo load device for fuel engine and optimum efficiency control method thereof
RU2641723C2 (en) Control system of electromagnetic moment of electric machine, in particular, for motor vehicle
RU2402865C1 (en) Method for optimal frequency control of asynchronous motor
RU2396696C2 (en) Alternating current drive
US7129673B2 (en) Method and device for the regulation of permanent-magnet excited synchronous machine having reduced power oscillations in the higher rotational speed range
CN110677086B (en) Asynchronous motor operation efficiency optimization method and control system
Jing et al. Optimization of speed loop control technology for permanent magnet synchronous motor servo system
RU2010141347A (en) METHOD OF VECTOR CONTROL OF MOMENT OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2374752C1 (en) Method for determining electromagnetic time constant of squirrel-cage rotor of asynchronous motor
RU2528612C2 (en) Alternating current electric drive
RU2746795C1 (en) Method of frequency control of an electric drive with a synchronous engine without a rotor position sensor
CN113472246B (en) Driving power generation control method, driving power generation control device and driving power generation control system
Malyshev et al. Simulation and physical modelling of synchronous electric drive for electric and hybrid vehicles
RU2625720C1 (en) Device for controlling double-fed motor
Senol et al. Design and application of a new sensorless induction motor drive implemented by using field oriented vector control method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110905

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160905