[go: up one dir, main page]

RU2821420C1 - Device for direct torque control of asynchronous motor based on three-phase three-level independent inverter npc - Google Patents

Device for direct torque control of asynchronous motor based on three-phase three-level independent inverter npc Download PDF

Info

Publication number
RU2821420C1
RU2821420C1 RU2023135524A RU2023135524A RU2821420C1 RU 2821420 C1 RU2821420 C1 RU 2821420C1 RU 2023135524 A RU2023135524 A RU 2023135524A RU 2023135524 A RU2023135524 A RU 2023135524A RU 2821420 C1 RU2821420 C1 RU 2821420C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
torque
flux linkage
stator flux
Prior art date
Application number
RU2023135524A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Богдан Юрьевич Васильев
Тхе Хиен Нгуен
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II"
Application granted granted Critical
Publication of RU2821420C1 publication Critical patent/RU2821420C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering and can be used to control a three-phase three-level voltage inverter, the control system of which uses a method of direct control of the motor torque. Device for direct torque control of an asynchronous motor based on a three-phase three-level self-contained inverter NPC by installing a stator flux linkage setting unit, a seven-position relay torque controller and a three-command vector selection unit allows to increase accuracy and speed of reaction of the asynchronous motor torque control system.
EFFECT: increased accuracy and speed of reaction of the asynchronous motor torque control system.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления трехфазным трехуровневым инвертором напряжения, система управления которого использует метод прямого управления моментом двигателя.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to control a three-phase three-level voltage inverter, the control system of which uses the method of direct motor torque control.

Известно устройство для прямого самоуправления асинхронным двигателем (патент RU №34286, опубл. 27.11.2003), которое включает задатчик момента, задатчик потокосцепления, блок-формирователь напряжений с датчиком напряжения, блок-формирователь токов с двумя датчиками тока, блок-формирователь момента и блок-формирователь потокосцепления, преобразователь координат, два сумматора, три релейных регулятора, блок-селектор импульсов. Блок-селектора импульсов подключены к инвертору напряжения, который подключен к источнику питания. В одну из фаз обмотки включен датчик тока. Пара выходов блока-формирователя токов подключена к блоку формирователя момента и потокосцепления. Два других блока формирователя потокосцепления подключены к блоку формирователя напряжений, который подключен к блоку формирователя момента и преобразователя координат. Три выхода преобразователя координат подключены к входам первого релейного регулятора, два других входа которого подключены к задатчику потокосцепления.A device for direct self-control of an asynchronous motor is known (patent RU No. 34286, published on November 27, 2003), which includes a torque generator, a flux linkage controller, a voltage generator block with a voltage sensor, a current generator block with two current sensors, a torque generator block and flux linkage block, coordinate converter, two adders, three relay controllers, pulse selector block. The pulse selector block is connected to a voltage inverter, which is connected to a power source. A current sensor is included in one of the winding phases. A pair of outputs of the current generator block is connected to the torque and flux generator block. Two other flux linkage generator blocks are connected to a voltage generator block, which is connected to a torque generator and coordinate converter block. Three outputs of the coordinate converter are connected to the inputs of the first relay controller, the other two inputs of which are connected to the flux linkage controller.

Недостатком устройства является наличие трех релейных регулятора, что приводит к невысокому быстродействию двигателя.The disadvantage of the device is the presence of three relay regulators, which leads to low engine speed.

Известно устройство прямого управления скоростью двигателя переменного тока (патент RU №2336624, опубл. 20.10.2008), которое представляет собой комплексную систему, включающую в себя преобразователь частоты и напряжения с двумя входами и переменный токовый двигатель. На выходном валу двигателя установлены датчик скорости и датчик механического момента. Основным отличием данного устройства является наличие блока формирования вектора обратной связи, представляющего собой сумму сигналов скорости ПТ двигателя и его механического момента с коэффициентами, настроенными так, что передаточная функция вектора обратной связи не содержит колебательных звеньев на всех частотах питающего напряжения и скоростях двигателя. Этот вектор обратной связи подается на инвертирующий вход регулятора скорости с высоким коэффициентом усиления.A device for direct control of the speed of an AC motor is known (patent RU No. 2336624, published on October 20, 2008), which is a complex system that includes a frequency and voltage converter with two inputs and an AC motor. A speed sensor and a mechanical torque sensor are installed on the motor output shaft. The main difference of this device is the presence of a feedback vector generating unit, which is the sum of the DC motor speed signals and its mechanical torque with coefficients configured so that the feedback vector transfer function does not contain oscillatory links at all supply voltage frequencies and motor speeds. This feedback vector is fed to the high gain inverting input of the speed controller.

Недостатком является наличие блока выбора векторов, который составлен без учета минимизации количества переключений ключей инвертора, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия трехфазного трехуровневого инвертора напряжения.The disadvantage is the presence of a vector selection block, which is designed without taking into account minimizing the number of switches of the inverter switches, which leads to a decrease in the efficiency of a three-phase three-level voltage inverter.

Известно устройство управления двигателем постоянного тока (патент RU № 2375811, опубл. 10.12.2009), которое представляет собой систему электроэнергетического обеспечения, включающую источник питания, фильтр, инвертор и наличие первой и второй обмоток импульсного трансформатора, каждая из которых состоит из двух одинаковых частей. Устройство включает четыре силовых ключа, два емкостных накопителя и блок управления нагрузкой. Первые и вторые выводы обмоток трансформатора соединены с первыми силовыми выводами первого, второго, третьего и четвертого ключей. Второй вывод нагрузки соединен с первыми силовыми выводами пятого и шестого ключей. Вторые выводы последних ключей соединены со средними выводами первой и второй обмоток трансформатора, которые также соединены с первыми силовыми выводами первого и второго двухсторонних ключей. Управляющие выводы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого ключей соединены с соответствующими выходами первого драйвера.A DC motor control device is known (patent RU No. 2375811, published on December 10, 2009), which is an electrical power supply system that includes a power source, a filter, an inverter and the presence of the first and second windings of a pulse transformer, each of which consists of two identical parts . The device includes four power switches, two capacitive storage devices and a load control unit. The first and second terminals of the transformer windings are connected to the first power terminals of the first, second, third and fourth switches. The second load terminal is connected to the first power terminals of the fifth and sixth switches. The second terminals of the last keys are connected to the middle terminals of the first and second windings of the transformer, which are also connected to the first power terminals of the first and second double-sided keys. The control pins of the first, second, third, fourth, fifth and sixth keys are connected to the corresponding outputs of the first driver.

Недостатком устройства является наличие первой и второй обмоток импульсного трансформатора приводит к уменьшению коэффициента полезного действия двигателя.The disadvantage of the device is that the presence of the first and second windings of the pulse transformer leads to a decrease in the efficiency of the motor.

Известно устройство управления трехфазным активным выпрямителем напряжения (патент RU №161102, опубл. 03.07.2015), которое включает в себя датчики тока и напряжения источника питания, а также датчик выпрямленного напряжения. Широтно-импульсный модулятор, задатчик выпрямленного напряжения и задатчик реактивного тока источника питания также присутствуют. Система управления включает блок выделения симметричных составляющих напряжений прямой и обратной последовательностей в кривой напряжения источника питания. Также присутствуют блок фазовой автоподстройки частоты, блок преобразования токов источника питания из неподвижной системы координат (ABC) во вращающуюся систему координат (d-q), блок пропорционально-интегральных регуляторов активной и реактивной составляющих тока источника питания, блок преобразования управляющих напряжений прямой последовательности из вращающейся системы координат (d-q) в неподвижную систему координат (α-β).A control device for a three-phase active voltage rectifier is known (patent RU No. 161102, published 07/03/2015), which includes current and voltage sensors of the power source, as well as a rectified voltage sensor. A pulse-width modulator, a rectified voltage adjuster, and a power supply reactive current adjuster are also present. The control system includes a unit for separating the symmetrical components of positive and negative sequence voltages in the power source voltage curve. Also present is a phase-locked loop block, a block for converting power supply currents from a stationary coordinate system (ABC) to a rotating coordinate system (d-q), a block of proportional-integral regulators of the active and reactive components of the power source current, a block for converting positive sequence control voltages from a rotating coordinate system (d-q) into a fixed coordinate system (α-β).

Недостатком устройства является наличие широтно-импульсного модулятора, задатчика выпрямленного напряжения и реактивного тока источника питания, что приводит к увеличением гармоники искажения отдельных фазных токов активных выпрямителей и значительным колебанием напряжения звена постоянного тока. The disadvantage of the device is the presence of a pulse-width modulator, a rectified voltage and reactive current setter of the power supply, which leads to an increase in harmonic distortion of individual phase currents of active rectifiers and a significant fluctuation in the DC link voltage.

Известно устройство управления высоковольтным преобразователем частоты (патент RU № 157682, опубл. 10.12.2015), которое включает в себя датчик напряжения источника питания, трехфазный источник питания, блок вычисления несимметрии напряжения, высоковольтный преобразователь и его система управления, задатчик напряжения звена постоянного тока и синхронная машина. Первый оптико-волоконный выход высоковольтного преобразователя через датчик тока источника питания подключен к третьему входу системы управления преобразователем частоты. Четвертый вход системы управления подключен к выходу датчика напряжения источника питания, а пятый вход - к выходу датчика напряжения звена постоянного тока. Три входа последнего соединены с вторым, третьим и четвертым информационными выходами высоковольтного преобразователя частоты. Шестой вход системы управления преобразователем частоты при симметричном напряжении источника питания подключен к задатчику реактивного тока.A control device for a high-voltage frequency converter is known (patent RU No. 157682, published on December 10, 2015), which includes a power supply voltage sensor, a three-phase power supply, a voltage asymmetry calculation unit, a high-voltage converter and its control system, a DC link voltage adjuster and synchronous machine. The first fiber-optic output of the high-voltage converter is connected through the power supply current sensor to the third input of the frequency converter control system. The fourth input of the control system is connected to the output of the power supply voltage sensor, and the fifth input is connected to the output of the DC link voltage sensor. Three inputs of the latter are connected to the second, third and fourth information outputs of the high-voltage frequency converter. The sixth input of the frequency converter control system with a symmetrical power supply voltage is connected to the reactive current set point.

Недостатком известного устройства является наличие высоковольтного преобразователя, что приводит к увеличению гармоники искажения фазных токов и значительным колебанием напряжения звена постоянного тока.The disadvantage of the known device is the presence of a high-voltage converter, which leads to an increase in the harmonic distortion of phase currents and a significant fluctuation in the DC link voltage.

Известно устройство прямого управления моментом синхронного двигателя (патент RU № 2662151, опубл. 24.07.2018), принятый за прототип, которое включает блок задания скорости вращения, блок формирования заданного потокосцепления и электромагнитного момента, релейные регуляторы потокосцепления и электромагнитного момента, блок предварительного выбора базового вектора напряжения, блок формирования сигналов управления инвертором напряжения, трехфазный трехуровневый инвертор, датчики тока и напряжения, датчик углового положения ротора, датчик скорости. Блок соответствия двух групп базовых векторов напряжений, блок выбора базовых векторов напряжения и релейный регулятор балансировки напряжения обеспечивают управление силовой частью системы, гарантируя стабильность и точность управления.A device for direct torque control of a synchronous motor is known (patent RU No. 2662151, published on July 24, 2018), adopted as a prototype, which includes a rotation speed setting unit, a unit for generating a given flux linkage and electromagnetic torque, relay regulators of the flux linkage and electromagnetic torque, a base preselection unit voltage vector, voltage inverter control signal generation unit, three-phase three-level inverter, current and voltage sensors, rotor angular position sensor, speed sensor. A matching block for two groups of basic voltage vectors, a block for selecting basic voltage vectors and a relay voltage balancing regulator provide control of the power part of the system, guaranteeing stability and control accuracy.

Недостатком известного устройства является наличие блока предварительного выбора базового вектора напряжения и блока формирования заданного потокосцепления и электромагнитного момента, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия трехфазного трехуровневого автономного инвертора напряжения при выборе базовых векторов напряжений.The disadvantage of the known device is the presence of a block for preliminary selection of the base voltage vector and a block for generating a given flux linkage and electromagnetic torque, which leads to a decrease in the efficiency of a three-phase three-level autonomous voltage inverter when choosing the base voltage vectors.

Техническим результатом является повышение точности и скорости реакции системы управления моментом асинхронного двигателя.The technical result is to increase the accuracy and speed of response of the torque control system of an asynchronous motor.

Технический результат достигается тем, что дополнительно установлены блок задания потокосцепления статора, выход которого соединен с первым входом блока регулирования потокосцепления статора, а второй вход с первым выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора, блок выбора вектора напряжения соединен с выходом двухпозиционного релейного регулятора потокосцепления статора, вход которого соединен с выходом блока регулирования потокосцепления статора, второй вход блок выбора вектора напряжения соединен с выходом семипозиционного релейного регулятора момента, вход которого соединен с выходом блока регулирования момента, третий вход блока выбора вектора напряжения соединен с третьим выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора.The technical result is achieved by additionally installing a block for setting the stator flux linkage, the output of which is connected to the first input of the stator flux linkage control block, and the second input is connected to the first output of the block for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle, the voltage vector selection block is connected to the output a two-position relay regulator of the stator flux linkage, the input of which is connected to the output of the stator flux linkage control block, the second input of the voltage vector selection block is connected to the output of a seven-position relay torque regulator, the input of which is connected to the output of the torque control block, the third input of the voltage vector selection block is connected to the third output of the block calculation of current values of stator flux linkage, torque and rotor position angle.

Устройство поясняется следующей фигурой:The device is illustrated by the following figure:

фиг. 1 - функциональная схема устройства, где:fig. 1 - functional diagram of the device, where:

1 - блок задания потокосцепления статора;1 - block for setting the stator flux linkage;

2 - блок задания скорости вращения;2 - rotation speed setting block;

3 - блок регулирования потокосцепления статора;3 - stator flux linkage control unit;

4 - блок регулирования скорости вращения;4 - rotation speed control unit;

5 - блок регулирования момента;5 - torque control unit;

6 - двухпозиционный релейный регулятор потокосцепления статора;6 - two-position relay regulator of stator flux linkage;

7 - семипозиционный релейный регулятор момента;7 - seven-position relay torque controller;

8 - блок выбора вектора напряжения;8 - voltage vector selection block;

9 - блок формирования сигналов управления ключами инвертора;9 - block for generating control signals for inverter keys;

10 - трехфазный трехуровневый автономный инвертор NPC;10 - three-phase three-level autonomous inverter NPC;

11 - датчик тока;11 - current sensor;

12 - датчик выходного фазного напряжения инвертора;12 - inverter output phase voltage sensor;

13 - асинхронный двигатель;13 - asynchronous motor;

14 - датчик скорости вращения двигателя;14 - engine speed sensor;

15 - блок вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора;15 - block for calculating the current values of stator flux linkage, torque and rotor position angle;

16 - источник постоянного тока.16 - direct current source.

Устройство прямого управления моментом асинхронного двигателя на основе трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC содержит блок задания потокосцепления статора 1 (фиг. 1), выход которого соединен через оптико-волоконный кабель с первым входом блока регулирования потокосцепления статора 3, а второй вход через оптико-волоконный кабель с первым выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15. Выход блока задания скорости вращения 2 соединен через оптико-волоконный кабель с первым входом блока регулирования скорости вращения 4, а второй вход через оптико-волоконный кабель соединен с датчиком скорости вращения двигателя 14. Выход блока регулирования скорости вращения 4 соединен через оптико-волоконный кабель с первым входом блока регулирования момента 5, второй вход которого соединен через оптико-волоконный кабель со вторым выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15. Первый вход блок выбора вектора напряжения 8 соединен через оптико-волоконный кабель с выходом двухпозиционного релейного регулятора потокосцепления статора 6, вход которого соединен через оптико-волоконный кабель с выходом блока регулирования потокосцепления статора 3. Второй вход блок выбора вектора напряжения 8 соединен через оптико-волоконный кабель с выходом семипозиционного релейного регулятора момента 7, вход которого соединен через оптико-волоконный кабель с выходом блока регулирования момента 5. Третий вход блока выбора вектора напряжения 8 соединен через оптико-волоконный кабель с третьим выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15. Выход блока выбора вектора напряжения 8 соединен через оптико-волоконный кабель с входом блока формирования сигналов управления ключами инвертора 9, выход которого соединен через оптико-волоконный кабель с информационным входом трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC 10, электрический вход которого подключается через электрический кабель к источнику постоянного тока 16. Электрический выход трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC 10 соединен через электрический кабель с электрическим входом датчика тока 14, электрический выход которого соединен через электрический кабель с асинхронным двигателем 13. Информационный выход датчика тока 11 соединен через оптико-волоконный кабель с первым входом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15, второй выход которого соединен через оптико-волоконный кабель с информационным выходом датчика выходного фазного напряжения инвертора 12.The device for direct torque control of an asynchronous motor based on a three-phase three-level autonomous inverter NPC contains a unit for setting the stator flux linkage 1 (Fig. 1), the output of which is connected through a fiber optic cable with the first input of the stator flux linkage control unit 3, and the second input through a fiber-optic cable with the first output of the unit for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle 15. The output of the rotation speed setting unit 2 is connected through a fiber-optic cable with the first input of the rotation speed control unit 4, and the second input is connected via a fiber-optic cable to the engine speed sensor 14. The output of the rotation speed control unit 4 is connected via a fiber-optic cable to the first input of the torque control unit 5, the second input of which is connected through a fiber-optic cable with the second output of the unit for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle 15. The first input of the voltage vector selection unit 8 is connected via a fiber-optic cable to the output of a two-position relay regulator of the stator flux linkage 6, the input of which is connected through an optical fiber. fiber cable with the output of the stator flux linkage control unit 3. The second input of the voltage vector selection unit 8 is connected via a fiber-optic cable to the output of the seven-position relay torque controller 7, the input of which is connected via a fiber-optic cable to the output of the torque control unit 5. The third input of the selection unit voltage vector 8 is connected via a fiber-optic cable to the third output of the unit for calculating the current values of stator flux linkage, torque and rotor position angle 15. The output of the voltage vector selection unit 8 is connected via a fiber-optic cable to the input of the inverter key control signal generation unit 9, the output of which connected via a fiber-optic cable to the information input of the three-phase three-level autonomous inverter NPC 10, the electrical input of which is connected via an electrical cable to a direct current source 16. The electrical output of the three-phase three-level autonomous inverter NPC 10 is connected via an electrical cable to the electrical input of the current sensor 14, electrical output which is connected through an electric cable to an asynchronous motor 13. The information output of the current sensor 11 is connected through a fiber-optic cable to the first input of the unit for calculating the current values of stator flux linkage, torque and rotor position angle 15, the second output of which is connected through a fiber-optic cable to the information output inverter output phase voltage sensor 12.

Устройство прямого управления моментом асинхронного двигателя на основе трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC работает следующим образом. Блок вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15 по сигналам с датчика тока 11 и датчика выходного фазного напряжения инвертора 12 формирует три выходных сигнала.A direct torque control device for an asynchronous motor based on a three-phase three-level autonomous NPC inverter operates as follows. The block for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and position angle of the rotor 15 based on signals from the current sensor 11 and the output phase voltage sensor of the inverter 12 generates three output signals.

На первом выходе блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15 формируется сигнал текущего значения потокосцепления статора Ys, который подается на второй вход блока регулирования потокосцепления статора 3, а на первый вход которого подается сигнал от блока задания потокосцепления статора 1. Выходной сигнал блока регулирования потокосцепления статора подается на входе двухпозиционного релейного регулятора потокосцепления статора 6, где формируется команда dYs на увеличение или уменьшения текущего значения потокосцепления статора Ys. Указанная команда подается на первый вход блока выбора вектора напряжения 8.At the first output of the block for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and position angle of the rotor 15, a signal of the current value of the stator flux linkage Y s is generated, which is fed to the second input of the stator flux linkage control unit 3, and the first input of which is supplied with a signal from the stator flux linkage setting unit 1. The output signal of the stator flux linkage control unit is supplied to the input of the on-off relay stator flux linkage regulator 6, where the command dY s is generated to increase or decrease the current value of the stator flux linkage Y s . The specified command is supplied to the first input of the voltage vector selection block 8.

На втором выходе блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15 формируется сигнал текущего значения момента M, который подается на второй входе блока регулирования момента 5. На выходе блока регулирования скорости вращения 4 после сравнения текущего, которое получает от датчика скорости вращения 14, и заданного значений скорости вращения, которое получает от блока задания скорости вращения 2, формируется задание момента, которое подается на первый вход блока регулирования момента 5. Выходной сигнал блока регулирования момента после сравнения значений с первого и второго входов поступает на вход семипозиционного релейного регулятора момента 7, где формируется команда dM на увеличение или уменьшения текущего момента M. Указанная команда подается на второй вход блока выбора вектора напряжения 8. Семипозиционный релейный регулятор момента 7 позволяет повысить точность управления моментом асинхронного двигателя.At the second output of the block for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle 15, a signal of the current value of torque M is generated, which is supplied to the second input of the torque control block 5. At the output of the rotation speed control block 4, after comparing the current one, which is received from the rotation speed sensor 14, and the set value of the rotation speed, which is received from the rotation speed setting unit 2, a torque command is formed, which is supplied to the first input of the torque control unit 5. The output signal of the torque control unit, after comparing the values from the first and second inputs, is fed to the input of the seven-position relay controller torque 7, where a command dM is generated to increase or decrease the current torque M. The specified command is supplied to the second input of the voltage vector selection block 8. The seven-position relay torque controller 7 allows you to increase the accuracy of torque control of an asynchronous motor.

На третьем выходе блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угол положения ротора 15 формируется сигнал текущего угла положения ротора. Указанная команда подается на третий вход блока выбора вектора напряжения 8.At the third output of the block for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle 15, a signal of the current rotor position angle is generated. The specified command is supplied to the third input of the voltage vector selection block 8.

Блок выбора вектора напряжения 8 по трем выше приведенным командам определяется вектор напряжения, сигнал которого подается на вход блока формирования сигналов управления ключами инвертора 9, где формируется команда для управления трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC 10. Трехфазный трехуровневый автономный инвертор NPC 10, который питается от источника постоянного тока 16, по указанной команде формируется выходное напряжение для управления асинхронного двигателя 13 в соответствии с заданием скорости вращения. Блок выбора вектора напряжения 8 позволяет повысить скорости реакции системы управления моментом асинхронного двигателя.The voltage vector selection block 8 uses the three above commands to determine the voltage vector, the signal of which is supplied to the input of the inverter key control signal generation block 9, where a command is generated to control the three-phase three-level autonomous inverter NPC 10. Three-phase three-level autonomous inverter NPC 10, which is powered from a source DC 16, according to the specified command, an output voltage is generated to control the asynchronous motor 13 in accordance with the rotation speed setting. The voltage vector selection block 8 allows you to increase the response speed of the torque control system of an asynchronous motor.

Устройство прямого управления моментом асинхронного двигателя на основе трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC за счет установки блока задания потокосцепления статора, семипозиционного релейного регулятора момента и блока выбора вектора по трем командам позволяет повысить точность и скорость реакции системы управления моментом асинхронного двигателя.A device for direct torque control of an asynchronous motor based on a three-phase three-level autonomous NPC inverter by installing a stator flux linkage setting unit, a seven-position relay torque controller and a vector selection unit for three commands allows increasing the accuracy and speed of response of the torque control system of an asynchronous motor.

Claims (1)

Устройство прямого управления моментом асинхронного двигателя на основе трехфазного трехуровневого автономного инвертора NPC, содержащее блок задания скорости вращения, выход которого соединен с первым входом блока регулирования скорости вращения, блок формирования сигналов управления ключами инвертора, выход которого соединен с управляющим входом трехфазного трехуровневого инвертора напряжения, электрический вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, а электрический выход инвертора напряжения через датчик тока подключен к асинхронному двигателю, причем информационный выход трехфазного трехуровневого инвертора напряжения подключен к датчику выходного фазного напряжения инвертора, а выходы вышеуказанных двух датчиков подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угла положения ротора, двигатель оснащен датчиком скорости, выход которого соединен со вторым входом блока регулирования скорости вращения, отличающееся тем, что дополнительно установлены блок задания потокосцепления статора, выход которого соединен с первым входом блока регулирования потокосцепления статора, а второй вход с первым выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угла положения ротора, блок выбора вектора напряжения соединен с выходом двухпозиционного релейного регулятора потокосцепления статора, вход которого соединен с выходом блока регулирования потокосцепления статора, второй вход блока выбора вектора напряжения соединен с выходом семипозиционного релейного регулятора момента, вход которого соединен с выходом блока регулирования момента, третий вход блока выбора вектора напряжения соединен с третьим выходом блока вычисления текущих значений потокосцепления статора, момента и угла положения ротора.A device for direct torque control of an asynchronous motor based on a three-phase three-level autonomous inverter NPC, containing a rotation speed setting unit, the output of which is connected to the first input of the rotation speed control unit, an inverter key control signal generation unit, the output of which is connected to the control input of a three-phase three-level voltage inverter, electrical the input of which is connected to a constant voltage source, and the electrical output of the voltage inverter is connected to an asynchronous motor through a current sensor, and the information output of the three-phase three-level voltage inverter is connected to the output phase voltage sensor of the inverter, and the outputs of the above two sensors are connected, respectively, to the first and second inputs of the calculation unit current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle, the engine is equipped with a speed sensor, the output of which is connected to the second input of the rotation speed control unit, characterized in that a stator flux linkage setting unit is additionally installed, the output of which is connected to the first input of the stator flux linkage control unit, and the second input with the first output of the block for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle, the voltage vector selection block is connected to the output of the two-position relay regulator of the stator flux linkage, the input of which is connected to the output of the stator flux linkage control block, the second input of the voltage vector selection block is connected to the output a seven-position relay torque controller, the input of which is connected to the output of the torque control unit, the third input of the voltage vector selection unit is connected to the third output of the unit for calculating the current values of the stator flux linkage, torque and rotor position angle.
RU2023135524A 2023-12-27 Device for direct torque control of asynchronous motor based on three-phase three-level independent inverter npc RU2821420C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2821420C1 true RU2821420C1 (en) 2024-06-24

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1527700A1 (en) * 1988-01-07 1989-12-07 Новосибирский электротехнический институт Device for controlling moment of synchronous motor
RU2306666C1 (en) * 2005-12-21 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Method for controlling electromagnetic momentum of asynchronous motor
CN104167968A (en) * 2014-08-29 2014-11-26 东南大学 Asynchronous motor vector control method
RU159869U1 (en) * 2015-05-19 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" SYSTEM OF ENERGY EFFECTIVE TWO-ZONE REGULATION OF SPEED OF THE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH DIRECT CONTROL OF THE MOMENT WITHOUT THE WINDING TEMPERATURE SENSOR
RU2662151C1 (en) * 2017-07-06 2018-07-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" Device for direct control of the moment of a synchronous engine
CN111181457A (en) * 2020-02-10 2020-05-19 武汉科技大学 Asynchronous motor torque backstepping control method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1527700A1 (en) * 1988-01-07 1989-12-07 Новосибирский электротехнический институт Device for controlling moment of synchronous motor
RU2306666C1 (en) * 2005-12-21 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Method for controlling electromagnetic momentum of asynchronous motor
CN104167968A (en) * 2014-08-29 2014-11-26 东南大学 Asynchronous motor vector control method
RU159869U1 (en) * 2015-05-19 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" SYSTEM OF ENERGY EFFECTIVE TWO-ZONE REGULATION OF SPEED OF THE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH DIRECT CONTROL OF THE MOMENT WITHOUT THE WINDING TEMPERATURE SENSOR
RU2662151C1 (en) * 2017-07-06 2018-07-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" Device for direct control of the moment of a synchronous engine
CN111181457A (en) * 2020-02-10 2020-05-19 武汉科技大学 Asynchronous motor torque backstepping control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kouro et al. High-performance torque and flux control for multilevel inverter fed induction motors
Kirschen et al. On-line efficiency optimization of a variable frequency induction motor drive
Ince et al. Modelling and output power optimisation of a wind turbine driven double output induction generator
Xiao et al. Low complexity model predictive flux control for three-level neutral-point clamped inverter-fed induction motor drives without weighting factor
JPH03128691A (en) Voltage type pwm converter-inverter system and control system thereof
JPH06343206A (en) Alternating-current induction motor driving system that is reorganizable for electric motorcar use
US10505488B2 (en) Systems and method for controlling electrodynamic machines with a variable frequency drive
Osman et al. An optimal reduced-control-set model predictive flux control for 3L-NPC fed induction motor drive
Foti et al. Asymmetrical hybrid unidirectional T-type rectifier for high-speed gen-set applications
Guazzelli et al. Decoupled predictive current control with duty-cycle optimization of a grid-tied nine-switch converter applied to an induction generator
Guazzelli et al. Dual predictive current control of grid connected nine-switch converter applied to induction generator
KR100294061B1 (en) How to control the power to be transmitted through the main inverter
RU2821420C1 (en) Device for direct torque control of asynchronous motor based on three-phase three-level independent inverter npc
Morozov et al. Interrelated control of the multi–motor electrical drive
Ho et al. Digital simulation of PWM induction motor drives for transient and steady-state performance
US12261552B2 (en) Method for controlling a rectifier connected to a permanent-magnet synchronous electric generator to provide a direct voltage, corresponding device and computer program
Drozdowski et al. Natural fault tolerance of a nine-phase induction motor drive operating at variable frequency and switched supply sequence
RU2483422C1 (en) Device to control induction motor
SU1131011A1 (en) A.c.drive
Athira et al. An open end winding induction generator system for simultaneous supply of power to DC-link loads and frequency insensitive AC loads with voltage regulation
SU936345A1 (en) Device for automatic regulating of synchronous machine excitation
SU1220100A2 (en) A.c.drive
Bindal et al. Design and development of fuzzy controller model with DTC on induction motor
Bellino et al. Speed control of synchronous machines
SU1053252A1 (en) A.c. drive (versions)