Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе

)5 Н 02 Р 5/402 Е Н АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ивановский энергетический институт им, В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССРВ 1399882, кл. Н 02 Р 5/402, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В РЕГУЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводами. Целью изобретения является повьппение точности определения координат асинхронного дви 2гателя в статических и динамических режимах работы. В устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчики 2 разных токов статора и датчики 4 фазных напряжений статора, введены два блока умножения 13, 14, сумматор и релейный элемент 12, выход которого соединен с дополнительными входами блока б вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора и блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора. Каждый из укаханных блоков 6, 7 снабжен двумя дополнительными блоками умножения. При этом обеспечивается формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе,благодаря чему повьппается точность,3 ил.Изобретение относится к электро,технике, а именно к устройствам для определения координат асинхронного двигателя, может быть использовано в регулируемых асинхронных электроприводах и является усовершенствованием изобретения по авт.св. М 1399882.Цель изобретения - повышение точности определения координат асинхрон ного двигателя в регулируемом электроприводе в статических и динамических режимах работы.На фиг. представлена функциональная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе; на фиг.2 схема блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора; на фиг,3 - схема блока вычисления составляющих вектора тока статора.Устройство для определения координат асинхронного двигателя 1 (Фиг.1) содержит датчики 2 фазных токов статора, подключенные выходами к входам 25 блока 3 преобразования токов, датчики 4 фаэных напряжений статора, подключенные выходами к входам блока 5 преобразования напряжений, блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, снабженный пятью входами, блок 7 вычисления составляющих вектора тока статора, снабженный девятью входами, два элемента 8 и 9 сравнения, три релейных элемента 10 - 12, два умножителя 13 и 14 и сумматор 15.Первая пара входов блока 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора объединена пофазно с первой парой входов блока 7 вычисления составляющих вектора тока статора, с первыми входами соответствующих элементов 8 и 9 сравнения и подключена к выходам блока 3 преобразова ния токов, вторая пара входов объединена пофазно с второй парой входов блока 7 и подключена к выходам первого 10 и второго 11 релейных элементов, дополнительный пятый зход блока 6 объединен с дополнительным девятым входом блока 7 и подключен к выходу третьего релейного элемента 12, выходы блока 6 подключены к третьей паре входов блока 7, четвертая пара входов которого подключена к выходам блока 5 преобразования напряжений статора, а выходы блока 7 подключены к вторым входам соответствующих элементов 8 и 9 сравнения, выходы которых подключены к входам первого 10 и второго 11 релейных элементов. Выходы первого 10 и второго 11 релейных элементов подключены к первым входам соответственного первого 13 и второго 14 умножителей, вторые входы которых пофаэно подключены к выходам блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, а выходы - соответственно к первому и второму входам сумматора 15, выход которого подключен к входу третьего релейного элемента 12.Блок 6 вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора (фиг.2) содержит два сумматора 16 и 17, два апериодических звена 18 и 19, выходы которых образуют выходы укаэанного блока, а входы подключены к выходам сумматоров 16 и 17 соответственно,. две пары масштабных элементов 20 и 21, 22 и 23, входы которых образуют первую и вторую пару входов блока, а выходы подключены к первым и вторым входам сумматоров 16 и 17 соответственно, к третьим входам которых подключены выходы умножителей 24 и 25, первые входы которых объединены и образуют дополнительный пятый вход блока 6, вторые входы умножителей 24 и 25 пофазно подключены к выходам апериодических звеньев 18 и 19 соответственно. Блок 7 вычисления составляющих вектора тока статора (фиг.З) образуют два сумматора 26 и 27, два апериодических звена 28 и 29, выходы которых образуют выходы указанного блока, а входы подключены к выходам сумматоров 26 и 27 соответственно,четыре пары масштабных элементов 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35, 36 и 37, входы образуют соответственно первую, вторую, четвертую и третью пары входов блока 7, выходы масштабных элементов 30, 32, 34 и 36 и 31, 33, 35 и 37 подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам сумматоров 26 и 27 соответственно, к пятым входам которых пофаэно подключены выходы умножителей 38 и 39, первые входы которых объединены и образуют дополнительный вход блока 7, а вторые входы объединены пофазно с третьей парой входов указанного блока.ЗО Х = Х вОп 1 л 15 О,) 8)Хв Х э 18 п (1 - Е ), (9)где Х- амплитуда управляющих воздействий.В установившемся режиме работы, устройства, когда его свободное движениезакончено, средние значения перемен-.(11)Для осуществления следящего режима за направлением вектора потокосцепления ротора в уравнения (4 ) -(7 ) введено дополнительное слагаемое вида0где р - переменный параметр, который.обращается в нуль в устано вившемся режиме,Согласно уравнениям (О) и(11) век"торы Х и Р ортогональны. о условиеортогональности выполняется лишь в одном случае, когда р=О, При40 в 55 уравнения (4) - (7) входят другиепеременные:Х=Х+ РРф, (13)х- х+ р (14) где Кэ,К,1 ,Е 11,1 ю - параметры асинхронного двига"теля;Х , Х- дополнительныепеременные;р - переменный параметр,Проекции вычисленного вектора потокосцепления ротора Формируются в блоке 6, реализуиицем следующие дифференциальные уравнения: Ду КМрФ.(7)Составляющие вектора тока статора 1,1, Еэ, полученные на выходе блока 3 преобразования токов, и составляющие 1 иэ 1 русфор рован е на в одах блока 7, сравниваются с помощью элементов 8 и 9 сравнения. Результаты сравнения воздействуют на релейные элементы 10 и 11, с выходов которых получают импульсные сигналы Х Х :модулированные во времени, выполняющие функцию управляющих воздействий в контуре регулирования: 5 1575285 ЬУстройство для определения коор- обобщенных векторов тока 1 , 1 з и динат асинхронного двигателя в регу- напряжения 11 , цстатора в декартолируемом электроприводе работает сле- вой Системе координат о(, р неподвиждующим образом. ной относительно статора асинхронБлок 3 преобразования токов и блок ного двигателя.5 преобразования напряжений осущест- Проекции вычисленного вектора тока вляют преобразование Фазных токов и статора 1, Ез,формируются в блоке напряжений, поступающих с соответству, реализующем следующие дифференциющих датчиков 2 и 4, в составляющие 10 альные уравнения;которые не ортогональны вектору потокосцепления ротора.Таким образом, условие рО соответствует ортогональному взаимному расположению векторов Х и у . В этом случае выполняется условие(15) что свидетельствует о выполнении равенства . 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 9"= у (16)Умножители 13 и 14, сумматор 15 и релейный элемент 12 выполняют следующую опер анею:Р= фХ,+ 4 Х (1) где р - импульсный сигнал, характеризующий степень отклонениявекторов Х и Мот орто"гонального расположения,Уравнение (1/) является скалярным произведением двух векторов Х ионо обращается в нуль в случае ортогонального расположения этих векторов, таким образом должно выполняться условиеХ у=о. (18)Переменные Х Хсоздают такойвектор управления движением устройства, чтобы слежение за вектором тока статора и направлением вектора потокосцепления ротора осущестнлялось во всех режимах работы реапьного асинхронного двигателя таким образом, чтобы в каждом канале обратная связь быпа отрицательной в любой момент времени.Сигналы Х , Х , р изменяются с частотой намного больше, чем напряжение и ток асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе. Кроме того, высокая частота переключений обеспечивает малое свободное движение системы.Таким образом, введение в предлазгаемое устройство сумматора, двух умножителей, релейного элемента, двух умножителей в блок вычисления составляющих вектора потокосцеппения ротора и образование их связей с остальными элементами схемы обеспечивают формирование дополнительного переменного сигнала, отклонение которого от нуля используется для компенсации расхождения параметров в системе,бла годаря чему в сравнении с известным устройством повышается точность определения координат асинхронного двигателя.Формула изобретенияУстройство для определения координат асинхронного двигателя н регулируемом электроприводе по авт.св. У 1399882, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьрпения точности определения координат асинхронного электропривода в статических и динамических режимах работы, введены дополнительный сумматор, дополнительный релейный элемент и два умножителя, блок вычисления составлякзцих вектора потокосцепления ротора снабжен двумя умножителями, первые входы которых объединены и образуют дополнительный пятый вход указанного блока, вторые входы указанных умножителей подключены к ныходам соответствующих апериодических звеньев, а выходы - к дополнительным входам соответствующих сумматоров блока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, блок вычисления составляющих вектора тока статора снабжен двумя умножителями, первые входы которых объединены и образуют дополнительныйдевятый вход указанного блока, вторыевходы указанных умножителей объединены пофаэно с третьей парой входов блока вычисления составлякщих вектора тока статора, а выходы умножителей подключены к дополнительным входам соотнетствукюцих сумматоров блока вычисления составляющих вектора. тока статора при этом первые входы введенных в указанное устройство умиожителей объединены пофазно с вторыми парами входов блоков вычисления составляющих векторов, тока статора и потокосцепления ротора и подключены к выходам соответствующих релейных элементон, вторые входы введенных умножителей подключены пофазно к выходамблока вычисления составляющих вектора потокосцепления ротора, дополнительный пятый вход которого и дополнительный девятый вход блока вычисления составлянвцих вектора тока статора объединены и подключены к выходудополнительного релейного элемента,соединенного входом с выходом дополнительного сумматора,1575285 Составитель А,ЖилиТехред М.Цидык. раж 45 писно НТ СЧСР по изобретениям и открытиям-35, Раушская наб., д, 4/5 НИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, енно-иэдательскиц: комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагари оиэв Редактор А.ОгЗаказ 790 Раг.,УКорректор В, Кабац