Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины

Сфтаз СаветскнкСацнвянстнчвскннРеспублик М АВХОРШОМУ СВИДЕТЕДЬС еВУ(евударстеенный кшннтет ссс Во делан изобретений и открытий(72) Авторы изобретения енина, ордена Октсного Знамени горнннградское проекление ВНИИПроектэл 1) Заявители 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИАГ АСИНХРОННОЙ ИАШИНЫ К ПОТОКОМ обретение ке, в час тносится к электр ости к частотно-у роприноду и может о для регулирован а в асинх онных м ому элек пользова ого пото оЛенинградскии орденаи ордена Трудового Ким. Г.В.Пле.анова нэкспериментальное от равляем тбыть ис н иямагнитн к р ашинах,Известно устройство для стабили-.зации магнитного потока асинхронноймашины по ЭДС измерительной катушки,охватывающей полюсное деление стато"ра 11.Однако известное устройство имеетмалую точность в статических режимахимеет очень большую погрешность впереходных режимах и в силу этогосовершенно неприемлемо в устройствах, где необходимо управлять переходными режимами.Известно также устройство дляуправления магнитным потоком, в котором исходная информация о потокеФормируется с помощью датчиков Холла, размещенных в .воздушном зазоремашины. Для управления магнитным и 2током машины все измеренные переменные пересчитываются в систему координат, связанную с вектором потока, а затем осуществляется управление потоком. Для пересчета используется устройство для непрерывного измерения . направления вектора потока - тригонометрический анализатор, который представляет собой двухфазный генератор, следующий за двухфазной систейой, образованной вектором потока и спе" циальными пересчетными блоками 121.Недостатком;устройства является его сложность так как помимо устройств для нейосредствениого измерения и управления потоком требуются еще д вольно сложные устройства для двухкратного преобразования координат, Кроме того, управление магнитным потоком в описываемом устройстве ведется по первой гармонике магнитного .поля, а при питании от преобразователей частоть высшие гармонические составляют до 40-50 Ж от общего8666потока. Все это снижает точность ра"боты устройства,Наиболее близким к изобретениюпа технической сущности являетсяустройство для управления магнитным5потоком в асинхронном двигателе стремя измерительными катушками, расположенными в пазах статора, выходыкоторых подсоединены к входам трехинтеграторов, выходы которых подсоединены к выпрямителям, Выходы выпрямителей подсоединены к входу сумматора, выход которого подключен надругой сумматор, с которым связанблок задания потока., а выход этогосумматора подключен к входу регулятора, выход которого подключен напервый вход блока умножения. Второйвход блока умножения подключен к задатчику частоты. Выход блока умноже-2 Ония соединен с первым входом блокаделения, второй вход которого подключен к выходу источника постоянноготока, питающего преобразователь частоты, а выход блока деления подклю 25чен к первому входу преобразователячастоты. Ин".еграторы вырабатываютсигналы, прспорциональные магнитномупотоку. Эти сигналы выпрямляются,суммируются, сравниваются с заданиеми ошибка подается на регулятор. Сиг 30нал, получаемый с регулятора, умножается, с помощью блока умноженияна задаваемую частоту напряжения статора и передается на устройство управления тиристорным преобразователем Е 33.В известном устройстве задание напряжения на статоре двигателя достаточно точно обеспечивает управлениемагнитным потоком в установившемся 4 Орежиме. Однако, в переходных режимахтакое устройство не обеспечиваетточного управления, т.е. напряжениеопределяется не по значению частотывращения вектора потока машины, а по 45частоте, которая задается и котораяв переходных режимах может значительно отличаться от действительной частоты вращения. вектора потока асинхронной машины. Кроме того, определение Ирезультирующего потока производитсявыпрямлением сигналов, т,е, без уче"та фазовых соотношений между векторами и может значительно отличатьсяот модуля, т.е, величины вектора 55потока,Цель изобретения в . повышение точности работы. 83 4Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее интеграторы, соединенные с измерительиьии катушками, блоки деления и умножения, первыйи второй сумматоры, регулятор потока, соединенный с выходом второго сумматора, вход которого соединен с выходом вычислителя модуля вектора потока, входы которого соединены с выходами интегратора, преобразователь частоты, выход которого подключен к асинхронной машине, введены вычислитель квадрата модуля производной потока, определитель частоты вращения вектора потока, причем входы вьяислителя квадрата модуля производной потока соединены соответственно с измерительными катушками, а выход с первым входом блока деления, входы определения частоты вращения вектора потока соединены с выходами интеграторов потока и измерительными катушками, а его выход соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу регулятора потока, а выход связан соответственно с вторым входом блока деления и первым входом первого сумматора, второй вход коТорого соединен с выходом блока деления, а выход сумматора подключен к входу управления напряжения преобразователя частоты.На чертеже приведена структурная схема устройства для управления магнитным потоком асинхронной машины фУстройство для управления магнитным потоком асинхронной машины 1, снабженной измерительными катушками 2 и 3, содержит интеграторы 4 и 5 потока, вычислитель 6 модуля векторапотока вычислитель 7 квадрата модуля производной потока, определителя 8 частоты вращения вектора потока, первого и второго сумматоров 9 и 1 О, регулятора 11 потока, блока 12 умножения, блока 13 деления и преобра 1 зователя 14 частоты. Измерительные катушки 2 и 3 соединены с входами интеграторов 4 и 5 потока и опреде" лителя 8 частоты вращения вктора потока, на входы которого так же подсоединены выходы интеграторов 4 и 5 потока, Выходы интеграторов 4 и 5 потока подключены на вход вычислителя б модуля вектора потока, выход которого подключен к входу второго сумматора 10, на дрязгой вход866683 Формула изобретения Устройство для управления магнитнчм потоком асинхронной машины сизмерительными катушками, содержащее интеграторы, соединенные с измерительньпки катушками, блок деленияи умножения, первый и второй сумматоры, регулятор потока, соединенныйс выходом второго сумматора, входкоторого соединен с выходом вычислителя модчля вектора потока, входыкоторого соединены с выходами интеграторов потока, преобразовательчастоты, выход которого подключен касинхронной машине, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены вычислитель квадрата модуля производ-,ной потока, определитель частоты .вращения вектора потока, причемвходы вычислителя квадрата модуляпроизводной потока соединены соответственно с измерительными катушками,а выход с первым входом блока деле" щ:я, входЫ определителя частоты вращения вектора потока подключены,которого подается задание потока.Ввод второго сумматора 10 подается на вход регулятора 11 потока, выход которого подается на первый входблока 12 умножения, другой вход которого подключен к выходу определителя 8 частоты вращения вектора пото"ка. Измерительные катушки 2 и 3 подсоединены к входам вычислителя 7квадрата модуля производной потока, 1 Овыход которого подключен к первомувходу блока 13 деление, Второй входблока 13 деления подключен к выходублока 12 умножения. Выход блока 12умножения подключен к входу сумматора 9, с другими входами которогосоеди ен выход блока 13 деления, авыход сумматора 9 подключен к первомувходу преобразователя 1 ч частоты,на второй вход которого подаетсясигнал задания частоты.1Устройство работает следующим образом.Магнитный поток асинхронной машины 1 индуктирует ЗДС в измерительныхкатушках 2 и 3, которые установленына статоре машины. Интегрируя ЗДСв этих катушках интеграторами 4 и 5потока. определяются мгновенные значения потоков по осям. Вычислитель 30б модуля вектора потока по сигналам,снимаемым с интеграторов 4 и 5 потока находит величину модуля потокаи пеоедает ее в сумматор 10, в котором этот сигнал сравнивается с заданием по модулю потока, Ошибка передается на регчлятор 11. Сигнал,снимаемый с регулятора 11, умножаетсяблоком 12 умножения на сигнал, пропорциональный мгновенному значению щчастоты вращения вектора потока, который вырабатывается определителем8 частоты вращения вектора потока,На вход определителя -8 частоты вращения вектора потока подаются сигналы.от,измерител ных катушек 2 и 3 и отинтеграторов 4 и 5 потокакоторыепозволяют определить частоту вращения вектора потока, В результате иавыходе блока 12 умножения формирует"ся сигнал, пропорциональный задаваемомч напряжению, который передаетсяна сумматор 9. На другой вход сумматора 9 подается сигнал от блока 13деления. На вход блока 3 деленияподан сигнал от вычислителя 7, квадрата модуля производной от магнитно, го потока, на вход которого подаютсясигналы от измерительных катушек 2 и 3. На другой вход блока 13 деления подается сигнал, вырабатываемыйблоком 12 умножения, В сумматоре 9 добавляется сигнал, который обеспечивает поддержание заданного потока в переходных режимах. Сигналфоомируемый,сумматором 9, передается в канал системы чправления преобоазова" тели 14 частоты, который управляет величиной выходного напряжения поеобразователя.Такии образом, заданное напряжение йормирчется с ччетом мгновенного значения частоты вращения вектора потока, и кроме того, сигнал формируемый блоком делния, создаетдополнительнчю составляющую напряже-.ния, которая поддерживает поток неизменным в переходных режимах, вызванных возмчщениями при изменениимомента сопротивления или изменением задания. Благодаря ввепекюо сигнала, пропорционального мгновенномузначению частоты вращения векторапотока а также введению в заданиенапряжения составляющей, котораякомпенсирует переходную составляющую, предлагаемое устройство позволяет повысить точность работы какв установившемся режиме, так и впереходных режимах работы асинхронной машины.866683 к выходам интеграторов и к измери".тельным катушкам, выход соединен спервым входом блока умножения, вто"рой вход которого подключен к выходурегулятора потока, а выход соединенсоответственно с вторым входом блока деления и первым входом первогосумматора, второй вход которого сое,динен с выходом блока деления, авыход первого сумматора - с входомуправления напряжения преобразователя частоты. 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Сандиор А,С, и Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхроннымидвигателями, И "Энергия", 1974, с.94. 2. Патент ФРГ В 194312,щ, кл. Н О 2 Р 5/14, 19213. Патент США У 461489, кл.318227, 1978.1За 8094/77 Тираж 733ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб,Филиал ППП Патент , од ул г, Ужгор Составитель В. Таедактор Н, Данкупич Техред А,Савка Корректор С Шекмао Подписноедоектная,