SU1432711A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в горно-рудной и металлургической отрасл х промышленности и на транспорте . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности электропривода переменного тока. Дл  этого в электропривод переменного тока введены сумматоры 24-27. Первые входы сумматоров 24 и 25 соединены с выходом регул тора J частоты, а сумматоров 26 и 27 - с выходом блока 21. Вторые входы сумматоров 25 и 27 соединены с выходами сумматоров 24 и 26 соответственно, а вторые входь ; сумматоров 24 и 26 - с выходами интеграторов 17 и 18. Выходы сумматоров 25 и 27 подключены к вто рым входам блоков 16 и 15 произведений , а выходы сумматоров 24 и 26 - соответственно к входам элементов 1 СЛ сравнени  Ws установленных на л/ « 00 ьо Фа9.1

Description

I входах регул торов 7 и 8 активной н I реактивной составл ющих вектора тока I статора асинхронного двигател  1, Электропривод содержит сумматор 23 частот, входами соединенный с выходами регул тора П частоты вращени , и датчика J4 частоты вращени  и вторыми входами блоков 15 и J6. Входы блоков 15 и 16 подключены к одним входам I сумматоров 19 и 20. Вторые входы сумматоров 19 и 20 соединены соответственно с выходами регул тора и бло- .ка 2. Управление преобразователем частоты 3 асинхронного двигател  1 осуществл етс  блоком 5 преобразовани  координат, входы которого соединены соответственно с регул торами 7 и 8, сумматоров 23 и датчиками 2 токов статора двигател  1. В устройстве обеспечиваетс  коррекци  задающих воздействий внутренних контуров регулировани . При этом формируетс  разность между задающим и управл ющим воздействи ми на выходах сумматоров 25 и 27 соответственно.Управл ющее воздействие  вл етс  комбинированным т.к. сравниваетс  информаци  задающего воздействи  с входов интегральных регул торов с интегральным значением полного управл ющего воздействи  по активной и реактивной составл ющим тока статора. I з.п.ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с асинхронным электродвигателем , запитанным от управл емого преобразовател  частоты, выполненного на управл емых силовых полупроводниковых приборах, применительно к механизмам с высокодинамичной нагрузкой и повышенными требовани ми к показател м надежности работы и качества формировани  переходных процессов и установившихс  режимов, свойственных горно-рудной, металлургической и другим отрасл м промышленности, а также на транспорте и т.д.

Цель изобретени  - повышение надежности электропривода переменного тока.

На фиг.1 представлена функциональ- на  схема электропривода переменного тока; на фиг.2 - то же, вариант выполнени  .

Электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1 подключенный выводами обмотки статора через датчик 2 фазных токов к вы- хо ду преобразовател  3 частоты, управл ющий вход которого через первый преобразователь 4 числа фаз (из двух в три) св зан с управл ющим выходом блока 3 преобразовани  координат, ин- форма1р1онный вход которого через второй блок 6 преобразовани  числа фаз (из трех в две) св зан с выходами

датчика 2 фазных токов. Блок 5 преобразовани  координат управл ющими входами св зан с выходами регул торов активной 7 и реактивной 8 составл ющих вектора тока статора соответственно, на входах которых установлены пер- ,вый 9 и второй 10 элементы сравнени  (компараторы), информационные входы которых соединены с соответствующими выходами блока 5 преобразовани  координат , образующими отрицательные обратные св зи по активной и реактивной составл ющим тока статора. На входе регул тора 11 частоты вращени  установлен третий элемент 2 сравнени  (компаратор), задающий и информационный входы которого соединены соответственно с выходами задатчика 13 и датчика 14 частоты вращени . Электропривод содержит также первый 15 и второй 16 интеграторы, блоки произведени , первыми входами соединенные между собой, первый 17 и второй J8, первый 19 и второй 20 сумматоры, каждый из которых первым входом соединен с выходами блоков 15 и 16 произв е- дени  соотв етственно, блок 21 формировани  заданного магнитного потока с задатчиком 22 на входе, сумматор 23 частот с двум  входами, один из которых св зан с выходом датчика 14 частоты вращени , а другой вход - с выходом регул тора 11 частоты вращени , который соединен с вторым входом пер3U

вого сумматора 19. Блок 21 форм1фова- ни  заданного магнитного потока выходом соединен с вторым входом второго сумматора 20. Первый 17 и второй 18 интеграторы входами соединены соответственно с выходами первого 19 и второго 20 сумматоров. Выход сумматора 23 частот соединен с, опорным входом блока 5 преобразовани  координат.

Первые входы блоков 15 и 16 произведени  присоединены к выходу регул тора 11 частоты вращени ,

В электропривод введены третий 24, четвертый 25, п тый 26 и шестой 27 сумматоры. Сумматор 24 первым входом соединен с выходом регул тора 11 частоты вращени , вторым входом - с выходом интегратора 17, а выходом - с задающим входом элемента сравнени , который соединен с третьим входом первого сумматора 19 и с первым входом четвертого сумматора 25, второй вход которого соединен с выходом регул тора 11 частоты вращени , Выход сумматора 25 соединен с вторым входом блока 16 произведени . Шестой сумматор 27 выходом соединен с вторым входом блока 15 произведени , первым входом соединен с вь ходом блока 21 формировани  заданного магнитного потока , а вторым входом - с выходом п того сумматора 26, с которым соединен задающий вход элемента 10 сравнени . Первый и второй входы п того сумматора 26 соединены с выходами второго интегратора 18 и блока 21 соответственно . Блоки 15 и 16 произведени , интеграторы 17 и 18 и сумматоры 19, 20 и 24 -27 с соответствующими св з ми образуют блок перекрестных св зей (БПС). БПС, регул торы активной 7 и реактивной 8 составл ющих вектора тока статора, компараторы 9 и 10 образуют  дро Wg структуры регул тора W в состав которого вход т еще и блок 5 преобразовани  координат, регул - тор 11 частоты вращени  и блок 21 формировани  заданного магнитного потока . Последний в зависимости от необходимой точности регулировани  (поддержани  заданного значени  магч нитного потока) может быть выполнен в виде пропорционального звена, нелинейного звена, имитирующего кривую намагничивани  данной машины, а при высокой точности может быть использована обратна  св зь по магнитному потоку в зазоре или потокосцеплению ро

л

r о 5 Q .

5

0

0

5

11

тора с об зательным условием оснащени  машины датчиком потока или блоком вычислени  этого потока,

В варианте исполнени  электропривода переменного тока (фиг,2) сумматоры 9 и 20 снабжены третьими входами , подключенными к выходам сумматоров 24 и 26 соответственно.

Электропривод переменного тока (фиг,1 и 2) функционирует следующим образом, .

После подачи напр жени  на силовой вход преобразовател  3 частоты / при наличии необходимого управл ющего напр жени  на выходе задатчика 22, уровень которого настроен в соответствии с желаемой величиной рабочего магнитного потока (потокосцеплени ), регулируют величину управл ющего напр жени  с выхода, задатчика 13 частоты вращени , уровень которого настраиваетс  на необходимую величину частоты вращени  ротора, контроль которой производитс  датчиком 14 частоты вращени , а контроль магнитного потока- по измеренному току холостого хода. Кроме того, он может быть измерен датчиком Холла или сенсорными обмотками , а также идентифицирован путем пересчета других параметров режима с допустимой, точностью.

Измерение мгновенных значений токов в обмотках статора производитс  датчиками 2 фазных токов, пересчет которых из трехфазной системы в ортогональную двухфазную производитс  блоком 6, после чего они подаютс  на информационный вход блока 5, с управл ющих выходов которого двухфазные ортогональные сигналы после преобразовани  блоком 4 в эквивалентную трехфазную систему подаютс  на управл ющий вход преобразовател  3 частоты. Блок 5 реализует алгоритм пр мого и обратного преобразовани  координат,,

С информационных выходов блока 5 преобразовани  координат сигналы, об разующие обратные св зи по активной и реактивной составл ющим вектора тока статора, поступают на информационные входы элементов 9 и 10 сравнени , на управл ющие входы которых поступают сигналы, соответствующие заданным мгновенным значени м активной и реактивной составл ющих вектора тока статора, регул торы 7 и 8 отрабатывают рассогласовани  между управл ющими и информационными воздействи ми

514

внутренних контуров регулировани ,что задани  на управл ющих входах внешних контуров по частоте, вр.ащени  и магнитному потоку выполн ютс  во всех режимах ,

Между внешними контурами регулиро- :вани  частоты вращени  и магнитного потока расположен блок .перекрестных :св зей дл  обеспечени  автономности I(разв зки) каналов управлени  активны iми и реактивными составл ющими век- I торов переменных режима при достиже- 1 НИИ вполне определенных значений коэффициентов усилени  внутренних и внешних замкнутых контуров системы электропривода,.

Рассмотрим роль перекрестных св зей , образованных блоком перекрестных св зей, в системе электропривода. Перекрестные св зи в предлагаемом электроприводе подаютс  на управл ю- Iщие входы элементов 9 и 10 сравнени , |а не на выходы регул торов активной |и реактивной составл ющих тока ста- JTOpa, т.е. производитс  коррекци  за- I дающих-управл ющих воздейстЛ1Й внут- Iренних контуров регулировани , а не сформированных по отклонению управл ющих воздействий, как это делаетс  |В известном устройстве. При этом фор-- мируетс  разность между задающим и ;управл ющим воздействием на выходах I сумматоров 25 и 27 соответственно. :Указанна  разность  вл етс  комбини- рованным управл ющим воздействием, так |как сравниваетс  информаци  задающего воздействи  с входов интеграторов 17 и 1-8 с интегральным значением полного управл ющего воздействи  по активной и реактивной составл ющим тока статора. Сформированное таким образом корректирующее воздействие после умножени  на задание, абсолютного скольжени  подаетс , в противоположные каналы управ лени  составл ющих проекций тока статора. Роль перекрестных св зей в данной структуре сводитс  к функциональному назначению - обеспечить автономность каналов управлени  при меньших коэффициентах усилени , а также обеспечить возможность пересчета задани  по трудноизмер емой переменной режима в управл ющее воздействие по легкоизмер емой переменной режима, прежде всего тока статора. Т.е. производить операцию, аналогичную идентификации параметров режима, дл  которых сформулирован закон управлени ,

116

но не поддающихс  непосредственному измерению.

При отсутствии блока перекрестных св зей, как показывают исследовани , автономность каналов достигаетс  при больших коэфициентах усилени , в результате чего система становитс  более жесткой в переходных режимах,но устойчивости не тер ет. Это свойство предлагаемой системы электропривода - оставатьс  устойчивой и без перекрестных св зей, в отличие от известных систем, использующих принцип ориентации по вектору какой-либо переменной режима, в частности потокосцеп лени  ротора, которые оказываютс  неустойчивыми без компенсирующих, перекрестных св зей.

Таким образом, организаци  новых перекрестных св зей на управл ющих входах регул торов активной и реактивной составл ющих тока статора обеспечивает в сравнении с известным решением повьштение надежности электропривода переменного тока и его упрощение .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   . Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель , .обмотка статора которого через датчик фазных токов подключена к выходу управл емого преобразовател  час- тоты, блок преобразовани  координат, выполненный с двум  информационными, двум  управл ющими и опорными входами с двум  управл ющими и двум  информационными выходами, первый преобразователь числа фаз, подключенный входами к управл ющим выходам блока преобразовани  координат, а выходами - к управл ющим входам управл емого преобразовател  частоты, второй преобразователь числа фаз, подключенный входами к выходам датчика фазных токов, а выходами - к информационным входам блока преобразовани  координат, регул торы активной и реактивной составл ющих вектора тока статора, на входах которых установлены соответственно первый и второй элементы сравнени  подключенные информационными входами к соответствующим информационным выходам блока преобразовани  координат , управл ющие входы которого подключены соответственно к выходам регул торов активной и реактивной состав71Д

   л ющнх вектора тока статора, регул тор частоты вращени , на входе которого установлен третий элемент сравнени , эадаюпщй и информационный входы которого соединены соответственно с выходами задатчика и датчика частоты вращени  ротора асинхронного электродвигател , первый и второй блоки произведени  с двум  входами каждый , первые входы которых соединены между собой, а выходы подключены к первым входам первого и второго сумматоров соответственно, первьгй и второй интеграторы , блок формировани  заданно- го магнитного потока, о тличаю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности, в него введены сумматор частот с двум  входами, третий, четвертый, п тый и шестой сумматоры, каждый из которых снабжен двум  входами , выход регул тора частоты вращени  соединен с вторым входом первого сумматора , с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, с первыми вхо- дами блоков произведени  и с первым входом сумм атора частот, второй вход которого подключен к выходу датчика частоты вращени , вьпсод сумматора частот соединен с опорным входом бло- ка преобразовани  координат, вход первого интегратора соединен с выхоП8

   дом первого сумматора, а выход - с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к задающему входу элемента сравнени  регул тора активной составл ющей вектора тока статора, выход блока формировани  заданного магнитного потока соединен с вторым входом второго сумматора и с первыми входами п того и шестого сумматоров , вход второго интегратора св зан с выходом второго сумматора, а выход - с вторым входом п того сумматора , выход которого подключен к задающему входу элемента сравнени  регул тора реактивной составл ющей вектора тока статора, с выходом третьего сумматора соединен второй вход четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу второго блока произведени , с выходом п того сумматора соединен второй вход шестого сумматора, выход которого подключен к второму входу первого, блока произведени ,

   2, Электропривод по п.1, отличающийс  тем, что первый и второй сумматоры снабжены третьими входами, подключенными соответственно к выходам третьего и шестого сумматоров .

   snc

   f .

   Фиъ.2.

   Ws H/s