Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе

(54) УСТРОЙСТВ ДИНАТ АСИНХРОНН ЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТР (57) Изобретен технике. Целью расширение фун АРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(46) 07.08.88, Бюл. У 2971) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина и Институт проблем управления автоматики и телемеханики (72) В.И.Уткин, Д.Б.Изосимов, Н.Л.Архангельский, Б.С.Курнышев, С.К.Лебе" дев и В.В.Пикунов(56) Гусяцкий 10.М. Синтез быстродейст вующей системы частотно-управляемого асинхронного электропривода. - Электричество, 1982, У 10, с. 34-39,Авторское свидетельство СССР У 1241399, кл. Н 02 Р 5/40, 1986. ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРОГО ДВИГАТЕЛЯ В РЕГУОПРИ ВОДЕе стносится к электроизобретения являетсяциональных возможностей путем определения модуля векторапотокосцепления ротора и составляюпих единичного вектора потокосцепления ротора в декартовой системе координат сА, Я, неподвижной относительностатора. Указанная цель достигаетсятем, что в устройство для определения координат асинхронного двигателяв регулируемом электроприводе введены фильтры низкой частоты 16-21,сумматоры 22, 23, элементы сравнения24, 25, релейные элементы 26, 27 нформирователь 28 логических сигналовобратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двига"теля 1, Устройство представляет собой динамическую систему с замкнутыми контурами регулирования, в которой координаты асинхронного двигателя представлены в виде проекций наоси неподвижной относительно статора декартовой системы коардинатМ ,Р. 2 ил.Изобретение огносится к электротехнике, а именно к устройствам определения координат асинхронного двигателя, и может быть использовано в5 регулируемом асинхронном электроприводе общепромышленного назначения,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения модуля вектора потокосцепления ротора и составляющих единичного вектора потокосцепления ротора в декартовой системе координат снеподвижной относительно статора,На фиг. 1 представлена функцио нальная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе; на фиг, 2 - функциональная схема формирователей логических сигналов обратных связей в контурах регулирования асинхронного двигателя.Устройство для определения координат асинхронного двигателя содержит подключенный к асинхронному двигате лю 1 фиг, 1) датчик 2 составляющих вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, сумматоры Э и 4, фильтры 5 и 6 низкой частоты, элементы 7 и 8 сравнения, релейные элементы 30 9 и О, формирователь 11 логических сигнапов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, блоки 12-15 умножения, Пер. вые входы первого 12 и третьего 14, второго 13 и четвертого 15 блоков умножения объединены попарно и подключены к первому и второму выходам первого формирователя 11 логических сигналов обратных связей в контурах ре О гулирования координат асинхронного двигателя. Выходы первого 12 и второго 13, третьего 14 и четвертого 15 блоков умножения подключены соответственно через первый 3 и второй 4 45 сумматоры к входам первого 5 и второго 6 фильтров низкой частотывыходы которых подключены к первым входам первого 7 и второго 8 элементов сравнения, а выходы последних через первый 9 и второй 10 релейные элементы подключены к первой паре входов формирователя 1 1, вторая пара входов которого объединена пофазно с выходами датчика 2 составляющих вектора потокосцепления ротора и подключена к объединеннтм попарно вторым входам первого 12 и четвертого 15, второго 13 и третьего 4 блоков умножения. Устройство содержит, кроме того, фильтры 6-21 низкой частоты, сумматоры 22 и 23, элементы 24 и 25 сравнения, релейные элементы 26 и 27, второй формирователь 28 логических сигналов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, блоки 29-32 умножения. Первые входы пятого 29 и седьмого 31, шестого 30 и восьмого 32 блоков умножения попарно объединены и подключены к первому и второму выходам второго формирователя 28, Первый и второй выходы первого формирователя 11 подключены к входам третьего 6 и четвертого 17 фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к объединенным попарно вторым входам пятого 29 и восьмого 32, шестого 30 и седьмого 31 блоков умножения. Выходы пятого 29 и шестого 30, седьмого 31 и восьмого 32 блоков умножения подключены соответственно через третий 22 и четвертый 23 сумматоры к входам пятого 18 и шестого 19 фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к первым входам третьего 24 и четвертого 25 элементов сравнения. Выходы последних через третий 26 и четвертый 27 релейные элементы подключены к первой паре входов второго формирователя 28, вторая пара входов которого объединена пофазно с выходами датчика 2 состаюяющих вектора потокосцепления ротора и подю ключена к вторым входам третьего 24 и четвертого 25 элементов сравнения. Первый и второй выходы второго формирователя 28 подключены к входам седьмого 20 и восьмого 21 фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к вторым входам первого 7 и второго 8 элементов сравнения. Каждый из формирователей 11 и 28 логических сигналов обратных связей содержит сумматоры 33 и 34 (фиг, 2), релейные элементы 35 и 36, распределитель 37 импульсных сигналов, выполненный на схемах И-НГ 38-51,Входы каждой иэ схем И-НЕ 38 и 39 объединены и образуют первую пару входов формирователя. Входы каждой из схем И-НЕ 40 и 4 объединены и подключены к выходам релейных элементов 35 и 36, входы которых соединены с выходами сумматоров 33 и 34, Первые и вторые входы сумматоров 33 и 34 попарно объединены и образуют3 14нторую пару входон формирователя,Выходы схем И-НЕ 38-41 подключены ксоответствующим входам схем И-НЕ 4249. Выходы схем И-НЕ 42-45 подключены к входам схемы И-НЕ 50, а выходысхем И-НЕ 46-49 - к входам схемы ИНЕ 51,Выходы схем И-НЕ 50 и 51 образуют соответственно первый и второй выходы формирователя логических сигналов.Устройство работает следующим образом.Устройство представляет собой динамическую систему с замкнутыми контурами регулирования, в которой координаты асинхронного двигателя представлены в виде проекций на оси неподвижной относительно статора декартовой системы координат Ы,. С помощью блоков 12-15 умножения и сумматоров 3 и 4 выполняются следующиеоперации:( 1 р( =Ч а-ЮЬ,Е" =Цl Ь+4 а,где М (/ - составляющие вектора поДстокосцепления ротора;а, Ъ - импульсные сигналы, поступающие с выходов формирователя 1;(Ч - оценКа модуля вектора по%токосцепления ротора;оценка фиктивной переменной,С помощью блоков 29-32 умножения исумматоров 22 и 23 выполняются следующие операции:МЧГ =а с - ъ, а,йЧг=ас, а+ЪСР СР фгде ф , 9 - оценки составляющих век-д (3тора потокосцепления ротора;с, а - импульсные сигналы, поступающие с выходов формирователя 28;аЬ - средние (эквивалентные)срзначения импульсных сигналон, поступающие с вьюхолов фильтров 16 и 17низкой частоты,Проходя через фильтры 5 и 6, 18 и19 низкой частоты сигналы 1 Ю( и С,Ц и Ч поступают на первые входыэлементов 7 и 8, 24 н 25 сравнения,где сравниваются с сигналами с, и а,р9, и 3( (где ".ср, а р- сигналы, по сигналы ошибок на выходах элементов24 и 25 сравнения дчу =Ч - РД, Ф15 дЧ =МВ РСигналы ошибок д(41 и аЕ, дЦи съем9через релейные элементы 9 и 10, 26 и27 поступают на первые пары входовФормирователей 11 и 28, на попарнообъединенные вторые пары входов которых поступают сигналы ц, щ с выходовдатчика 2 составляющих вектора потокосцепления ротора,25Формирователи 1 и 28 обеспечивают отрицательные обратные связи вконтурах регулирования при всех воз"можных состояниях вектора потокосцедления ротора, Использование в устройстве репейных элементов 9, 1 О, 26 и27 позволяет рассматривать его каксистему управления с переменной структурой. При этом возникают так называемые скользящие режимы, при которыхвеличины ошибок д(Ц(, Ь.сМ 4 ф д 4 р 35 стремятся к нулюа средниеэквивалентные) значения импульсных сигналова, Ь, с, а определяются следующимисоотношениями 1 40 ссрЧ аср Ч 11р ф Ьср 45 ср й а ЪЮЬ г- фд й а +Ь, аср 50 В установившемся режиме работыустройства, когда его свободное движение закончено55 аср- Ч 3 -СОМУсср = 1 М(акр-с Ою 153984ступающие с выходов фильтров 20 и21 низкой частоты ( Ц 3 - состав 9Уляющие вектора потокосцепления ротора,поступающие с выходов датчика 2),5Сигналы ошибок на выходах элементов 7 и 8 сравненияд(ч ( с,р-(м(Ф,10 де а е, 14 5398огде 91, рф - составляющие единичноговектора потокосцепленияротора;с - угол, образуемый вектором потокосцепления ротора и осью с системыкоординат о 1,Ь,Частота переключений в скользящих режимах релейных элементов 9, 1 О, 26 и 27 составляет 50-100 кГц, благодаря чему обеспечиваются малое свободное движение системы и формирование сиг налов ар, Ььр, с,р, Йср с высокой точностью. Таким образом, введение в устройство для определения координат в регулируемом электроприводе шести фильтров низкой частоты, третьего и четвертого сумматоров, третьего и четвертого элементов сравнения, третьего и четвертого релейных элементов,второго формирователя логических сигналов обеспечивает расширение в сравнении с известным устройством функциональных возможностей путем определения модуля вектора потокосцепленияротора и составляющих единичного вектора потокосцепления ротора,формула изобретения Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчик составляющих вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, два сумматора, два фильтра низкой частоты, два элемента сравнения, два релейных элемента, первый формирователь логических сигналов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, снабженный двумя парами входов, четыре блока умножения, первые входы первого и третьего, второго и четвертого бло-ков умножения объединены попарно и )подключены к первому и второму выходам указанного первого формирователя логических сигналов, выходы первого и второго, третьего и четвертого блоков умножения подключены соответственно через первый и второй сумматоры к входам первого и второго фильтров низкой частоты, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов сравнения, выходы которых соот 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ветственно через первый и второй ре"лейные элементы подключены к первойпаре входов указанного первого формирователя логических сигналов, втораяпара входов которого объединена пофазно с выходами датчика составляющих вектора потокосцепления ротора иподключена к объединенным попарно вторым входам первого и четвертого, второго и третьего блоков умножения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей путем определения модуЛя вектора потокосцепления ротора и составляющих единичноГо вектора потокосцепления ротора, введены шесть фильтровнизкой частоты, третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый элементысравнения, третий и четвертый релейные элементы, второй формирователь логических сигналов обратных связей вконтурах регулирования координат асинхронного двигателя, снабженный двумяпарами входов, пятый, шестой, седьмойи восьмой блоки умножения, причемпервые входы пятого и седьмого, шесто"го и восьмого блоков умножения попарно объединены и подключены соответственно к первому и второму выходамукаэанного второго формирователя логических сигналов, выходы указанногопервого формирователя логических сигналов подключены соответственно к входам третьего и четвертого фильтровнизкой частоты, выходы которых подключены соответственно к объединенным попарно вторым входам пятого ивосьмого, шестого и седьмого блоковумножения, выходы пятого .и шестого,седьмого и восьмого блоков умноженияподключены соответственно через третий и четвертый сумматоры к входампятого и шестого фильтров низкой частоты, выходы которых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов сравнения,выходы которых соответственно черезтретий и четвертый релейные элементы подключены к первой паре входовукаэанного второго формирователя логических сигналов, вторая пара входовкоторого объединена пофаэно с выходами датчика составляющих вектора потокосцепления ротора и подключена к вторым входам третьего и четвертогоэлементов сравнения, первый и второйвыходы указанного второго формирователя логических сигналов подключены.Романе актор В,Петраш орр Заказ 3884 Тираж 583Государственного комитетелам изобретений и открытМосква, Ж, Раушская на ПодписноеСССР ВН 03 ектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород к входам седьмого и восьмого фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к вторым входам первогои второго элементов сравнения,