Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 124632(51) 4 Н 02 Р 7 42 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕПЬСТВУ А ВТОРСКОМ Автоматизи.976,29,РАВЛ ЕНИ 51 АСИНХРОНэлектротехоприводам,ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Лецинградский ордена Ленина, орденаОктябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени горный институтим. Г. В. Плеханова и Ленинградскоепроектно-экспериментальное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института Проектэлектромонтаж(56) Сандлер А. С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. - М.: Энергия,974,с. 94.Экспресс-информация. Сер.рованный электропривод,с. 12, рис. 3.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПМАГНИТНЫМ ПОТОКОМНОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относитсянике, к управляемым элек построенным на основе асинхронных машин с короткозамкнутым ротором. Цель изобретения - повышение точности управления магнитным потоком асинхронной машины (АМ), упрощение и повышение надежности. Устройство для управления магнитным потоком АМ содержит преобразователь 1 частоты, датчик 2 тока, статор 3 АМ, две измерительные катушки (ИК) 4 и 5, два интегратора 6 и 7, блок 8 вычисления момента, блок 9 вычисления модуля потокосцеплеция статора, блок 1 О умножения и задатчик 11 частоты. Введение в устройство схмматора 12, элеменпга 13 сравнения и задатчика 14 потокосцепления ротора позволяет обеспечить коррекцию потокосцепления статора по сигналу вычисленного электромагнитного момента. Тем самым осуществляется стабилизация потокосцепления ротора при различных возмугцециях и повышается точность управления. Конструкция ИК 4 и 5 допускает корректировку фазы выходных ЭДС за счет соответствующего взаимного расположения проводников ца пленке. 1 з. и. ф-лы. 2 ил.51015 20 25 1Изобретение относится к электротехнике, д именно к частотно-управляемым электро- приводам, построенным на основе асинхронных машин с короткозамкцутым ротором, питаемых от преобразователей частоты, и может быть использовано в системах и механизмах, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости вращения при больших нагрузочных моментах, например в приводе питателя дробилок в горной промышлснности.Цель изобретенияповышение точности управления магнитным потоком асинхронной машины, а также упрощение и повышение надежности устройства.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления магнитным потоком асинхронной машины с короткозамкнутым ротором; ца фиг. 2 разме 1 цение измерительной катушки ца статоре. Устройство для управления хаНРным потоком асинхронной машины содеркит преобразователь 1 частоты (фиг. ) с управляющими входами по напряжению и частоте, подключенный выходами через датчик 2 тока к обмоткам статора 3 асинхронной машины, две измерительные катушки 4 и 5, два интегратора 6 и , подключенные входами к выходам соответствующи.( измерительных катушек 4 и 5, блок 8 вычисления момента, входы которого подключены к выходам датчика 2 тока ц интеграторов 6 и , блок 9 вычисления модуля потокосцепления статора, ГОдкгюченцый к выхо;1 ам интеграторов 6 и 7, блок О умножения и задатчик 11 частоты, подключенный выходом к управляющему входу ПО частоте преобразователя 1 частоть и к одному из входов блока 1 О умножеци 5, выход которого соединен с управляю 1 цим входом по напряжению преобразователя 1 частоты.В устройство для управления потоком асинхронной машины введены сумматор 12, элемент 13 сравнения и задатчик 14 потокосцеплеция ротора.Блок 8 вычисления момента снабжен дополнительным входом, об ьедиценным с од. ним из входов элемента 13 сравнения и подключенным к выходу задатчика 14 потокосцепления ротора. При этом другой вход элемента 13 сравнения подключен к выходу сумматора 12, соединенного входами с выходами блока 8 вычисления момента и блока 9 вычисления модуля потокосцецлепия статора, а выход элемента 13 сравцеция подключен к другому входу блока 1 О умножения.В каждой из измерительных катушек 4 и 5 одна из активных сторон образована проводником 15 (фиг. 2), размещенным на внутренней поверхности статора 16 (ца поверхности пазового клина 17). Другая из активных сторон каждой измерительной катушки 4 и 5 образована соединительным проводником 18, расположеннм вне расточ 30 35 40 45 50 55 ки статора 16. Проводники5 и 18 образуют один виток измерительной катушки. Измертзелы 1 ая катушка может быть выполнена многовитковои. Проводник 15 образуется, например, путем нанесения токопроводящего клея на пленку, наклеиваемую на пазовый клин7. Магнитные оси измсрительцых катуПек 4 ц 5 сдвинуты одна относительно,.ругай ца 90 эл. град.Устройство для управления магнитным потоком дсинхроцной машины работает следующим образом.Магнитный поток асинхронной машины нано;1 ц в измерительных катранкдх 4 и 5 ЗД(: где (1,1;составляю дие потокосцецлеция статорд по ос 5 м а, р.И;1 НГходах иптсгрдОооз 6 и 7 (. ком- ГЕЦСДЦИЕИ ДРЕИфа РЪЛЯ) ПО.ЧаК)Т Нг 1 ПРЯЖЕ- ция. соответству 1 ощие )р., и ),1,. В блоке 9 ГЗ 1 ЧРСЛЕЦР 15". МО;1 УЛЯ ПОТОКОСПЕПЛЕНИЯ СТДТО- ра рализхрггсяи иГражепиг+ с (2г;1(. х, - модуль вскторд потокосцеплецияста гора.Для того, чтооы существенно повысить пер(Грузочнчю спосоонось Гсинхронной машины, 1 нобходимо ввести коррекцию в канал упрвлсния потокосцецлением статора так, что при возмуцециях момента потокосцепление ротора остается без измецеция. Дл 51 репения этОЙ задагчи цспользук)т слс. ду:оп 1 и.; соотцо 1 дсш(ем между цотокосцеплсцисм ц электромагнитным хОмегОм, которое является следствием уравнения равновесия ЗДС роторной цени и уравнения электромагнитного мохСцта:Хг1: = - : -- Р + М, (3)К " вхА, уг где );, , )Р, - модули потокосцеПений стд"тора и ротора:,т, г - число фаз, пар полюсов асинхронной машины;,р( в. 7 . рг1., -- индуктивность статора;7.,индуктивность ротора;7., взацмцая ицдуктивцост статора ц ротора;-- активное сопротивлсцР 1 е роТОР 11,.Иэлектромагнитный момент.В устройстве решается задача стабилизации потокосцепления ротора при различных возмущениях системы, т. е.)= ), -== сохт, 14)где индсксом 0 обозначено заданное значение цотокосцепления.(6) 3При этом из равенства (3) следует условие коррекции потокосцепления статора с учетом вычисленного значения текущего момента; Зггачение М гголучают в блоке 8 вычисления момента по выражению используя выходные сигналы г,.и г,гпоступаюгцие с датчика 2 тока, и сигналы ф., и ф,гг с интеграторов 6 и 7. Полученное по равенству (6) зггачсцие М корректируется с учетом выбранного значения ф,поступающего с выхода задатчика 14 потокосцепления ротора, и суммирустся с сигналом ф, в сумматоре 12. Результат сумми)овация сравнивается с сигналом фс помощью элемента 13 сравнения, при этом реализуется выражение (5).Сигнал рассогласования ца выходе элемента 13 сравнения умножается на сигнал задания по частоте, поступающей с выхода задатчика 1 частоты, и используется в канале управления по напряжению преобразователя 1 частоты, осуществляя коррекцию потокосцепления статора и поддержацис потокосцепления ротора ца заданном уровне.Конструкция измерительных катушек 4 и 5 (фиг. 2) допускает корректировку фазы выходных ЭДС за счет соответствующего взаимного расположения проводников на пленке. При этом повышается точность работы устройства. Размещение на внутренней поверхности статора только одной активной стороны, кроме того, упро:.цаст устройство и повышает надежность.Таким образом ввсдение в устройство для управления магнитным потоком асинхроццой машины сумматора, элемента сравнения и задатчика потокосцепления ротора позволяет обеспечить коррекцию потокосцепления статора по сигналу вычисленного электромагнитного момента, благодаря чему осуществляется стабилизация потокосцепления ротора ца заданном уровне при различных возмущениях по моменту и по заданию частоты и повышается точность упрагзления, в сравнении с известным устройством. 1. Устройство для управления магнитным потоком асинхроггцой машины, содсржагцее преобразователь частоты с управляющими входами по напряжению и частоте, подключенный выходами через датчик тока к обмоткам статора асинхронной машины, две измерительные катушки, в каждой из которых олца из активных сторон обраг 5 зоваца проводниками, размегцеггными навнутренней поверхности статора асинхронной машины, двд интегратора, подключенные входами к выходам соответствующих измерительных катушек, блок вычисления момента, входы которого подключены к выходам латчика тока и иггтеграторов, блок вычисления модуля потокосцепления статора, подключенный к выходам интеграторов, блок умножения и залатчик частоты, полключенцыи выходом к управляющему входу по частоте преобразователя частоты и к олцому из входов блока умножения, выход которого соединен с управляющим входом по напряжению прсоордзователя частоты, отлггчаюигееегг тем, что, с целью повышения точности, в него введены сумматор, элемент 30 сравнения и залдтчик потокосцеплсния ротора, д олок вычислсция момента сцабжен лополцительным входом, объслинснцыхг с одним из входов элемента сравнения и полк,ггочсггным г:, выход здддтчггеа гготогосггеплсния ротора, при этом другой вход эле мента сравнения полключен к выхолу суммдтора. соединенного вхолами с выходами блока вычисления момента и блока вычисления молуля потокосцеплеция статора, а выхол элемента сравнения подключен к 40лругому входу олокд умножения.2. Устройство по гг. 1, от.ггг гггющееег тем,что, с целью упрощсция и повышения надежности, другая из активных сторогг каждой измерительной катушки образована соелицительцыми проволниками, расположенцымгг вцс расточки стдтора.едактор Н. Бобков аказ 4018/53 Составитель Л.Жилина Текред И. Верес Корректор МТираж 631 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и оз крытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Максимишнн