Устройство для определения составляющих обобщенного вектора напряжения статора -фазного асинхронного двигателя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 6695 А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тво СССР 8, 1970. о СССР 2, 1982,(54) УСТРОТАВЛЯЮЩИХЖЕНИЯ СТАТДВИГАТЕЛЯ(57) Изобртехнике исистемах р СТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСБОБЩЕННОГО ВЕКТОРА НАПРЯРА М-ФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ение относится к электрожет быть использовано в стоты враще лирования СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельсУ 388344, кл. Н 02 Р 13/1Авторское свидетельствФ 1053254, кл, Н 02 Р 7/4 1) 4 С 01 К 19/00, Н 02 Р 7/42 ния асинхронного двигателя. Цельюизобретения является повышение точности и надежности работы. Указаннаяцель достигается введением в устройство для определения составляющихобобщенного вектора напряжения статора щ-фазного асинхронного двигателяблоков 5,6 перемножения и блока 7 вы"равнивания уровней. Датчик 1 напряжения установлен в цепи питания инвертора асинхронного двигателя, Входыблока 7 служат для подключения ксоответствующим выходам блока 4 управления инвертором. В результатеобеспечивается формирование составляющих обобщенного вектора напряженийстатора ю-фазного асинхронного двигателя в отсутствие датчиков фазныхнапряжений. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления частотно-регулируемых асинхронныхэлектроприводов, и может быть использовано для получения информации обратной связи о составляющих обобщенного вектора напряжения асинхронногодвигателя.Целью изобретения является повышение точности и надежности работы.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определениясоставляющих обобщенного вектора напряжения ш-фазного асинхронного двигателя; на Фиг,2 - пример выполненияблока выравнивания уровней,Устройство для определения составляющих обощенного вектора напряжениястатора ш-Фазного асинхронного двигателя, например девятифазного, подключенного к выходам ш-фазного инвертора,содержит датчик 1 напряжения (Фиг, 1),и два суммирующих усилителя 2, 3,Блок 4 управления инвертором выполнен 25с входами задания напряжения и частоты и 2 ш выходами, В устройство введены два блока 5, 6 перемножения иблок 7 выравнивания уровней с (2 ш+1)входами и 2 ш выходами. Датчик 1 напряжения выполнен в виде датчика постоянного напряжения, предназначенногодля подключения к шинам инвертора, акаждый из суммирующих усилителей 2,3 снабжен 2 ш входами. При этом 2 ш .входов блока 7 выравнивания уровнейпредназначены для подключения к соот"ветствующим выходам блока 4 управления инвертором, (2 ш+1)-й вход блока7 выравнивания уровней подключен к 40выходу датчика 1 напряжения.2 ш входов суммирующих усилителей2, 3 попарно объединены между собойи подключены к соответствующим выходам блока 7 выравнивания уровней, Выходы суммирующих усилителей 2, 3подключены к первым входам первого ивторого соответственно блоков 5, 6перемножения, вторые входы которыхпредназначены для подключения к входу 50задания напряжения блока 4 управленияинвертором. Выходы блоков 5, 6 перемножения образуют выходы устройствадля определения составляющих обобщенного вектора напряжения статора шфазного асинхронного двигателя,Устройствоможет быть использованов системах частотного управления многофазными асинхронными двигателями,фазные обмотки которых объединены вш- трехфазных систем, которые сдвинуты3одна относительно другой на угол - ,шБлок 4 управления инвертором содержит на выходе Фазосдвигающий ре-.гистр, в данном случае с 18 выходами.Блок 7 выравнивания уровней содержит источник 8 опорного напряжения(фиг,2), выполненный на основе микросхемы 9 и транзистора 10, и диоднорезисторные делители 11-28, подключенные к выходу источника 8 опорногонапряжения.Суммирующие усилители 2, 3 выполняют, например, на основе операционныхусилителей, датчик 1 напряжения - посхеме измерительного усилителя с гальванической развязкой, блоки 5, 6 перемножения - по схеме двухквадратногоперемножителя сигналов с высокой линейностью и компенсацией температурного дрейфа,Устройство для опредения составляющих обобщенного вектора напряжениястатора асинхронного двигателя работает следующим образом,В фазосдвигающем регистре блока 4управления инвертором Формируютсясигналы управления силовыми ключами.многофазного инвертора напряжения (врассматриваемом примере - девятифазного). При этом сигналы а Ъ, с;ар Ь 2 ф с 1 аз, Ьз з с управляют катодной группой ключей инвертора, аинверсные им сигналы а , Ь , с,;а 3 Ь с 3 - аноднойФазовый сдвиг между сигналами следующий: между сигналами, имеющими одинаковре буквенное обозначение (например, между сигналами а а, а ), фатзовый сдвиг составляет 9, т.е.20 ед. град а между сигналами, имеющими разное буквенное обозначение,но одинаковые индексы (например, а 1,Ь с,), фазовый сдвиг составляет120 эл. град, Все сигналы на выходеблока 4 управления имеют прямоугольную форму с коэффициентом заполненияпериода 1=0,5, т.е, осуществляется180-градусное управление ключами инвертора, Частота выходных сигналовопределяется напряжением 11 и изменяется от 0 до максимальной частоты питающего двигатель напряжения прямопропорционально напряжению О. Регулирование фазного напряжения произво3 13 дится при помощи широтно-импульсного регулятора и изменяется прямо пропорционально сигналу ЦВ блоке 7 выравнйвания уровней осуществляется операция приведения всех сигналов к одному уровню, пропорциональному величине постоянного напряжения., питающего инвертор, что позволяет учесть его изменения в про" цессе работы (например, подсадка при увеличении нагрузки и др.), при этом форма сигналов и фазовый сдвиг между ними остаются неизменными. В суммирующих усилителях 2, 3 из 18 прямых и инверсных сигналов фазосдвигающего регистра блока 4 управления формируются ступенчатые кривые Ц и Ц аналогичные по Форме кривым Ц и Ц соответственно и совпадающие с ними по фазе и частоте, но не зависящие от реальной величины фазного напряжения. Как известно, при 180-градусном управлении ключами инвертора напряжение на фазе обмотки имеет прямоугольно-ступенчатую форму, Такая Форма напряжения может быть сформирована искусственно с использованием логических сигналов, поступающих на ключи управления. Для Фазы а например, эта функция будет выглядеть так: ц =2 а,(с)+2 а,-Ъ, (с)-с,(с)+с,(е), где а а(С) - логические сигналы управления ключами инвертора,Для тройки фаз Цо =Ц , где Цо, проекция обобщенного вектора напряжения 1-й тройки Фаз на ось Ы системы координат, неподвижно связанной с 1-й тройкой фаз.Аналогично получают сигналы.Ц и1для. Фаз Ь и с,. Вторая проекция обобщенного вектора напряжения тройки фаз получается следующим образом: 1ГЗПодставив в последнюю формулу значе 1 ния Цо и Ц, получим Ц, выражен 1ное через те же логические функции управления ключами, что и Ц . Те же преобразования необходимо сделать для всех троек фаз. При этом все по лученные проекции напряжений Ц ии Ц записаны в своей и-й системе коиординат, ось которой сонаправлена с фазой а. Для получения обобщенного вектора напряжения всей машины необходимо осуществить приведение этих векторов к одной системе координат, связанной, например, с 1-й тройкойг 66954 4фаз.угол между 1-й и п-й,координатными7осями составляет (и)- рад. При приведении к системе координат, связанной с первой тройкой фаз, получим: 1о 0Ц,=-(ц +цо соя 20 +ц, соя 40+Ц соя 20 -ц соя 40),где величины я 1 п 20, я 1 п 40, соя 2015соя 40 - постоянные коэффициентыосуммирования сигналов Цо и ЦА . Ви исигналах на выходах сумматоров 2 и 3(Ц и Ц, ) учитывается изменение1 1питающего инвертор постоянного напряжения, но не учитывается величинаФазного напряжения реального двигателя, которая прямо пропорциональнавеличине Ц , поступающей на входблока 4 управления инвертором, Чтобыучесть реальное изменение фазногонапряжения асинхронного двигателя,в устройство для определения составляющих обобщенного вектора напряже. ния ш-Фазного асинхронного двигателявведены блоки 5 и 6 перемножения, навыходах которых формируются сигналы:ц = цо ц 1ц= ц ц 1На выходе устройства формируются35 напряжения:п,эЦ, =К,ЦЦ, соя-(и)+и:1+ц я 1 п-(и)1Йи тЭ40, 3ТЦ =К,Ц . Гц яз.п-(п)+ф ис 1 си ш+Ц со я- (п)1,ш45 сигналах Ц и Ц я Учтены как изменеия напряжения питания инвертора, таки изменения задания фазного напряжения асинхронного двигателя, т,е. всевеличины, определяющие реальное фаз 50 ное напряжение.Таким образом, благодаря введениюв устройство блока выравнивания уровней, двух блоков перемножения и дат-,чика питающего инвертор постоянного55 напряжения обеспечивается формирова-.ние составляющих обобщенного векторанапряжения статора ш-фаэного асинхронного двигателя без необходимостиустановки большого числа датчиков5/45 Тираж 772 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушаказ 683 Подписноемитета СССРткрытийая наб., д. 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 513669 фазных напряжений, благодаря чему повышается точность и надежность работы устройства в целом в сравнении с известным решением. Ф о р м у л а изобретения Устройство для определения составляющих обобщенного вектора напряжения 10 статора ш-фазного асинхронного двигателя, подключенного к выходам инвертора, блок управления которого выполнен с входами задания напряжения и частоты и 2 ш управляющими выходами, 15 содержащее датчик напряжения и два суммирующих усилителя, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, введены два блока перемножения и блок 20 выравнивания уровней с (2 ш+1) входами и 2 ш выходами, датчик напряжения выполнен в виде датчика постоянного напряжения, предназначенного для под-25 54 6ключения к шинам инвертора, а каждыйиз суммирующихусилителеи снабжен 2 швходами, при этом 2 ш входов блокавыравнивания уровней предназначеныдля подключения к соответствующим выходам блока управления инвертором,(2 ш+1)-й вход блока выравниванияуровней подключен к выходу датчика.постоянного напряжения, 2 ш входовсуммирующих усилителей попарно объединены между собой и подключены к соответствующим выходам блока выравнивания уровней, выходы суммирующихусилителей подключены соответственнок первым входам первого и второгоблоков перемножения, вторые входы ко-.торых предназначены для подключенияк входу задания напряжения блока управления инвертором, а выходы блоковперемножения образуют выходы устройства для определения сбставляющихобобщенного вектора напряжения статора ш-фазного асинхронного двигателя.