Датчик положения ротора для привода с машиной двойного питания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗД 1 Н 02 К 29 ВС,О:ОЗИЬ Я ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НБЛНОТЯИ ческий и 382(088,8) ельство СССР1980.нов Е,С,управлес. 42. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ двщдднодв сащтдд(54)(57) 1. ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ДЛЯ ПРИВОДА С МАШИНОЙ ДВОЙНОГО ПИТА НИЯ, содержащий электромеханический фазовращатель, цепь питания которог соединена с выходом неуправляемого генератора повыпенной частоты, а вы 80, 1111234 А ход связан с входом фазочувствительного выпрямителя, о т л и ч а,ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и повышенйя точности, дополнительно введены управляемый генератор частоты, два сумматора и измеритель фазы вектора статорного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединен с входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора, с вторым входом которого соединен выход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выФ ходом измерителя фазы вектора статор- Е ного тока, а выход второго сумматора соединен с входом управляемого генератора частоты.2. Датчик по и, 1, .о тл и ч а ю щ и й с. я тем,. что между выходом управляемого генератора частоты и входом Фазочувствнтельного выпрямителя включено фазосдвигающее устройство. 11112343. Датчик по п/и. 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что между выходом фазочувствительного выпрямителя и выходом датчика подключено устройство перемножения, второй вход которого связан с задатчиком амплитуды выходного сигналаИзобретение относится к электротехнике и может быть использованов регулируемом электроприводе, вчастности, с машиной двойного питания. 5, Известен датчик положения роторадля двигателя двойного питания, выполненный на основе электромеханического преобразователя, ток в обмоткахкоторого используется для управленияпреобразователем частоты Г 13Недостатком известного датчикаявляется невозможность регулированияамплитуды и фазы выходного сигнала.Наиболее близким к изобретению 15является датчик положения ротора длямашины двойного питания, содержащийэлектромеханический фазовращатель,цепь питания которого соединена свыходом неуправляемого генератора 20частоты, а выход - с Фазочувствительным выпрямителем, который подключенк управляющему входу преобразователя частоты 121,Недостатком такого датчика является необходимость использованиядифференциала, сочлененного с валомсинхронного двигателя, для приведения в соответствие фазы выходногосигнала датчика с фазой питающей се- З 0ти, Наличие дифференциала и приводного синхронного двигателя усложняет привод, а существование внутреннего угла качания синхронного двигателя ухудшает точность поддержаниязаданного угла между векторами статорного и роторного токов в динамике.Цель изобретения - упрощение иповышение точности привода. 40Указанная цель достигается тем,что в датчик положения ротора, содержащий электромеханический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора повышенной частоты, а выхд связан с входом фазочувствительного выпрямителя, дополительно введеныуправляемый генератор частоты, двасумматора и измеритель Фазы векторастаторного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединенс входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора,с вторым входом которого соединенвыход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходомизмерителя фазы вектора статорноготока, а выход второго сумматора соединен с входом управляемого генерато.ра частоты.Для управления фазой вектора роторного тока относительно векторастаторного тока между выходом управляемого генератора частоты и входомфазочувствительного выпрямителя включено фазосдвигающее устройство, адля управления амплитудой, векторароторного тока между выходом фазочувствительного выпрямителя и выходом датчика включено устройство пере.множения, второй вход которого связан с датчиком амплитуды выходногосигнала,На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого датчика.Электромеханический фазовращатель1, питаемый от неуправляемого генератора 2 частоты, жестко сочленен с валом электрической машины 3. Статорные обмотки машины 3 подключены кпитающей сети лерез датчик 4 фазывектора статорного тока, а роторныек преобразователю 5 частоты. Выход3 1111 ной сигнал фазовращателя 1 поступает на первый вход фазочувствительного выпрямителя 6, второй вход которого подключен к выоду фазосдвигающего устройства 7. Выходной сИгнал фазочувствительного выпрямителя 6 через устройство 8 перемножения поступает на вход преобразователя 5 частоты. Вход фазосдвигающего устройства 7 соединен с выходом управляемого гене-О ратора 9 частоты и входом первого сумматора 10, второй вход которого соединен с выходом неуправляемого . генератора 2 частоты. Вход управляемого генератора 9 частоты соединен 5 с выходом второго сумматора 11, один вход которого соединен с выходом датчика 4 фазы вектора статорного тока, а др,гой - с выходом сумматора.Привод работает следующим образом. 20Если фазовращатель 1 питается частотой а а его вал вращается с частотой М , то сигнал.на его выходе описывается зависимостьюО,-О,з 1 Ы,а) )1, (1) 25 где О - амплитудное значение выходного сигнала фазовращателя.Выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя 6 при подаче на его входы сигнала(1) и некоторого сигнала с час 30 тотой Обг определяется зависимостьюЦив = 4 р О аЬ фо-ыг фь) 1 (2) где К 9 - коэффициент передачи фазочувствительного выпрямителя.Для управления фазой выходного35 сигнала фазочувствительного выпрямителя 6 на его входе включено фазосдвигающее устройство 7, Если фазовый .сдвиг, .вносимый им, не равен нулю, то выражение (2) принимает вид 40Ъц =1,рОгл эи Г(йофа+сов)ЬМ (3) где 5 - фазовый сдвиг, вносимый фазосдвигающим устройством.Сигналом задания частоты Й,.является выходной сигнал управляемого генератора 9 частоты.Режим работы машины двойного питания зависит от амплитуд и взаимного положения векторов .токов в статорной ироторной обмотках, Для поддержания 50 заданного режима работы привода необходимо определять направление вектора статорного тока и по отношениюк нему управлять фазой векторароторного тока, Для этого надо, чтобы независимо от частоты вращения валадвигателя вектор роторного тока вращался синхронно с вктором статорно 234го тока, При частоте сети, равной Од.для этого в соответствии с выражением (3) надо подДерживать М, таким, чтобыМ-фьИ = Ыс (4)Такая зависимость может быть реализована следующим образом.Сигналы генераторов 2 и 9 в сумматоре 10 сравниваются по фазе, афаза сигнала их рассогласования сравнивается в сумматоре 11 с фазой тока в статорной обмотке двигателя.Сигнал ,рассогласования сумматора11 управляет фазой выходного сигнала/управляемого генератора частоты таким образом, что величина этого рассогласования уменьшается . Выбираякоэффициент передачи управляемогогенератора частоты, можно достичьлюбого наперед заданного рассогласования разности фазы тока статорнойобмотки двигателя и фазы разностногосигнала питания фазовращателя и выходного сигнала управляемого генера тора частоты. Зависимость (4) в общем случае имеет вид(ю -юф-.йу) ф аса 1, (5)где аы 1 - отклонение фазы от заданного значения, обусловлен.ное статнзмом системы.Если регулятор на входе управляемого регулятора частоты астатический,го и равна нулю и выражение (5)соответствует выражению (4).В результате указанных преобразований выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя имеет вид1 срж= ср Ощ ОЬ ЬсНф 1 еЬ" Р, (6)Из выражения (6) следует, что вектор роторного тока вращается относительно ротора с частотой Ю в) . Частота вращения ротора комъпенсируетсячастотой вращения вектора тока ротора М и угол между результирующими.векторами роторного и статорного токов определяется сигналом заданияугла р на входе фаэосдвигающего устройства 7,Для управления амплитудой векторароторного тока между выходом сигналафазочувствительного выпрямителя 6и входом преобразователя 5 включеноустройство 8 перемножения, В результате этого сигнал задания на входепреобразователя имеет видО = МК 0051 и (4 еОЭ)+ Р 2, (7)где К в коэффициент передачи устройства перемножения;61 1111234 3 0 - сигнал задания амплитуды тока ротора.роторного тока относительно векторастаторного тока, а исключение дифференциала и синхронного двигателяИспользование устройства позволит дозволит уменьшить вес, габариты исвести к нуллю ошибку между заданным,стоимость привода при увеличении,и истинным значением фазы вектораего надежности.Составитель А,Санталов Редактор Л.Алексеенко ТехредТ Иаточка Корректор Е.Си афеиеФФе ФейеФМю орректор Е.Сирохман Заказ 6324/43 , Тираж 666:. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауа 1 кая наб., д, 4/5ееевееееаееюм юаню аюЕЕВЕЕЕ юеваеаеавававеа