Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик и 987771(5). л, Н 02 Р 7/42 Гасударственный комитет по делам наобретеннй н етнрмтий(533 УДК 621,316. . 71 8 5( 088. 8) Дата опубликования описания 07.01,83 И, М. Столяров, Г,. А и Н(72) Авторы изобретения Ленинграцс Революции ий орден и ордена ныи титут им. сперимен тно) Заявители суцарст ного науинститута 54) УСТРОЙСТВО ПОТОКОПРАВЛЕНИЯ МАГНИТНЬНХРОННОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано цля регулирования магнитного потока в асинхронных машинах в системах и механизмах общепромышленного назначения.Известно устройство цля управления 5 магнитным потоком асинхронной машины, содержанее три измерительные катушки, распогоженные на статоре асинхронной машины, три интегратора, соединенные с выпрямителем, зацатчик потока, регулятор потока, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход блока умножения соецинен с входом управления тиристорного преобразователя частоты, соединенного со статорны ми обмотками асинхронной машины 1 ,. Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности работы, так как в нем не производится .управление2 магнитным потоком в пеоехоцных режимах.Наиболее близким к. изобретению по технической суцности является устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины, содержашееустановленные на статоре асинхронноймашины две измерительные катушки, пер- .вая из которых через первый интегратор подключена к одному из входов вычислителя модуля вектора потока, цругаячерез второй интегратор подключена квторому входу вычислителя моцуля вектора потока, выход которого соединенс первым входом первого блока умножения, определитель частоты вращениявектора потока, входы которого соединены с измерительными катушками и выходами интеграторов, а выход - с вторымвходом первого блока умножения, выходкоторого через первый вход первогосумматора и регулятор потока связан свходом управления напряжения преобразователя частоты, соединенного со статорными обмотками асинхронной машины,вычислитель квадрата модуля произвоцной потока, подключенный входами кизмерительным катушкам, второй сумматорзадатчик потока и зацатчик частоты, соединенный с входом управления частотыпреобразователя частоты2 3В этом устройстве выделяется сигнал,пропорциональный модулю потокосцепления, который сравнивается с сигналомзадания. Образующийся сигнал подаетсяна регулятор. Затем этот сигнал умножается на частоту ы врацения век 5тора потока. Таким образом, образующийся контур регулирования установившегося сигнала имеет коэффициент усиления1 ы,где Н - коэффициент усиления регулятора, Общее значение коэффициентажь,ограничено условиями устойчивостисистемы, так как величина частотывращения вехтора. потока определяетсячастотой напряжения статора. Например,если частота напряжения составляет50 Гц и число пар полюсов машины Р == 1 то ы, = 314 1/с и даже при2 Онебольших коэффициентах передачи регулятора ( Е = 5) получается большой общийкоэффициент передачи контура при маломкоэффпцпенте регулятора. Это обстоятельство ограничивает точность управлениямагнитным потоком асинхронной машины,Цель изобретения - повышение точности управления магнитным потоком асинхронпоп машины,Указанная цель достигается тем, чтов устройство для управления магнитнымпотоком асинхронной машины введеныблок возведения в квадрат, вычислительмодуля напряжения и второй блок умно-жепия, входы которого подключены к вы 35ходам задат иков потока и частоты, авыход - к второму входу первого сумматора, при этом вход ;блока возведенияв квадрат подключен к выходу первогоблока умножения,а его выход и выход40вычислителя квадрата модуля производной потока через второй сумматор подключен к первому входу вычислителямодуля напряжения второй вход которогосоединен с выходом регулятора потока,45а выход - с входом управления напряжением преобразователя частоты.Такое устройство обеспечивает болеевысокую точность потому, что на выходерегулятора сравниваются величиныо. о о ом, Ъ и ы,Ч, где щ,Юзаданные значенПя частоты и модулявехтора потохосцепления, ои , чфактические значения частоты и модулявектора потокосцепления.На чертеже представлена структурнаясхема устройства для управления магнитным потоком асинхронной машины.4 Устройство содеркит асинхронную машину 1 с измерительными катушками 2 и 3, интеграторы 4 и 5, определитель 6 частоты вращения вектора потока, вь- числитель 7 модуля вектора потока, первый 8 и второй 9 блоки умножения, первый сумматор 10, регулятор 11 потока,преобразователь 12 частоты, вычислитель13 квадрата модуля производной потока,блок 14 возведения в квадрат, второйсумматор 15 и вычислитель 16 модулянапряжения.Входы измерительных катушек 2 и 3 соединены с входами интеграторов 4 и 5 и определителя 6 частоты вращения вектора потока, на входы которого также подсоединены выходы интеграторов 4 и 5. Выходы интеграторов 4 и 5 подключены также к входам вычислителя 7 мопуля вектора потока, Выходы определителя 6 частоты вращения вектора потока и вычислителя 7 модуля векторна потоха подключены к входам блока 8 умножения, выход которого подсоединен к входу первого сумматора 10. Второй вход первого сумматора 10 подключен к выходу второго блока 9 умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами задатчиков потока и частоты соотвественно, Выход первого сумматора 10 подсоединен к входу регулятора 11 потока, выходом подключенного к первому входу вычислителя 16 модуля напряжения, второй вход которого подключен х выходу второго сумматора 15.К выходам измерительных катушек 2 и 3 подключен вычислитель 13 квадрата модуля производной потока, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 15, на первый вход которого подключен выход блока 14 возведения в квадрат, вход которого подключен к выходу первого блока 8 умножения, Вы-ход вычислителя 16 модуля напряжения подключен к входу управления напряжением преобразователя 12 частоты.Устройство для управления магнитным потоком асинхронной машины работает следующим образом.Магнитный поток асинхронной машины индуктирует ЭДС в измерительных катушках 2 и 3, установленных в ортогональ- . ных осях статора.На выходах интеграторов 4 и 5 формируются мгновенные значения составляющих потока. По выходным сигналам интеграторов 4 и 5 в вычислителе 7 модуля вектора потока образуется сйгнал5 ю пропорциональный модулю вектора потока.По выходным сигналам интеграторов 4 и 5 и измерительных катушек 2 и 3 в определителе 6 частоты образуется сигнал, пропорциональный частоте мк5 .вращения вектора потока.5На выходе блока 8 умножения получаеме =К во,8 В 5 гп По выходным сигналам измерительных 10катушек 2. и 3 в вычислителе 13 формируется сигнал Й 2 йе = : п, 2 вт 8 13 с 1. И Ч 570 М дгде - производная потока,ЧаьДЧ- пронзнопнан мопупн накторапотока.На выходе блока 14 формируется сиг- нал 20 е:К(м У, )25 а на выходе сумматора 15 формируется сигнал ЬВв15 И 14 Ю Ю30т,е. выделяется переходная составляющаяв сигнале задания напряжения статора.На входы блока 9 умножения подаютсяосигналы, пропорциональные заданию0 5 п)потока и заданию и частоты вращениявектора потока, На выходе блока 9 ум 5ножения образуется сигнало9 "9 чс, 5 пВ сумматоре 10 сигналы е 9 и ев сравнив ваютсян 1 о=К,щр у,п,-к,оф=ао, ) и передаются в регулятор 11 потока, на выходе которого формируется сигнал где К., - коэффициент передачи регулятора 11 потока, 50Для того, чтобы обеспечить вь:сокую точность управления, сигнал задания должен содержать информацию как об установившейся составляющей ы,Ч5 напряжения статора, так и о переходной 55Ы Рсоставляющей9 в. Сигнал, пропорциосИнальный квадрату переходной составляю 11 6шей, образующийся на выходе сумматора15 подается на вход вычислителя 16модуля напряжения, другой вход которогоподключается к выходу регулятора 11потока. Сигнал с выхода вычислйтеля16 модуля напряжения подается на входуправления напряжением преобразователя12 частоты.Вычислитель 16 модуля напряженияработает согласно выражению15 е:е + - . 1 Ь и Яе Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным обеспечивается возможность установления более высоких коэффициентов передачи регулятора потока, благодаря чему повышается и точность управления магнитным потоком в асинхронной машине.Формула изобретенияУстройство для управления магнитным потоком асинхронной машины, содержащее установленные на статоре асинхронной машины две измерительные катушки, первая из которых через первый интегратор подключена к одному из входов вычислителя модуля вектора потока, другая через второй интегратор подключена к второму входу вычислителя модуля вектора потока, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, определитель частоты вращения вектора, потока, входы которого соединены с измерительными катушками и выходами интеграторов, а выход - с вторым входом первого блока умножения, выход которого через первый вход первого сумматора и регулятор потока связан с входом управления напряжения преобразователя частоты, соединенного со статорными обмотками асин- хронной машины, вычислитель квадрата модуля производной потока, подключенный входами к измерительным катушкам, второй сумматор, задатчик потока и задатчик частоты, соединенный с входом управления частоты преобразователя час- . "оты, отличающееся,тем, что, с целью повышения точности управления, в него введены блок возведения в квадрат, вычислитель. модуля напряжения и второй блок умножения, входы которогоподключены к выходам задатчиков потокаи частоты, а выход - к второму входуаз 10 2/44 Тираж 685 1 ИИПИ Государственного к по целам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Р Поцписноемитета СССРкрытийушская наб., д. 4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород ул, Проектная 7 М 1711 8первого сумматора, при этом вход блока а выхоц - с входом управления напряженивозведения в квадрат подключен к выхоцу ем преобразователя частоты.первого блока умножения, а его выход Источники информации,и выход вычислителя квадрата модуля принятые во внимание при экспертизе производной потока через второй сумматор 5 1, Патент США 4011489, 1977, подключены к первому вхоцу вычислителя 2. Авторское свидетельство СССР модуля напряжения второй вход которого по заявке2870897/24-07,соединен с выходом регулятора потока, кл, Н 02 Р 5/34 1980.