Устройство для управления асинхронным частотно-регулируемым электродвигателем

361 1128 первого интегратора через первый блок перемножения, второй вход которого соединен с блоком определениябчастбты вращения, соединен со свободным зажимом резистора с параметром, эквивалентньи активному сопротивлению ротора ва второй фазе, выход второго интегратора через инвертор подключен .к второму блоку перемножения, второй вход которого соединен с блоком определения частоты вращения, а выход второго блока перемножения соединен со свободным зажимом резистора с па-; раметром, эквивалентньм активному сопротивлению ротора в первой фазе, - выходы интеграторов подключены к бло-,ку вычисления модуля потокосцепления,выход которого подключен к второмувходу блока деления, к второму входувторого блока сравнения, к третьемувходу преобразователя координат,общие точки резистора и дросселя с,параметрами, эквивалентными активномусопротивлению статора и индуктивностичерез блок преобразования модуля то;ков каждой фазы соединены с вторымивходами первого и третьего блоковсравнения, с четвертым ирпятым входа.ми преобразователя координат,шестой вход которого соединен свыходом блока определения, частоты,вращения, 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано.в системах регулируемого асинхронного электропривода текстильной промышленНости и в других отраслях. 5Известно устройство для управления асинхронным частотно-регулируемьи электродвигателем, работающее по принципу векторного управления и содержащее каналы регулирования потокосцеп ления и скорости, а также блок компенсационных связей, блоки прямого и обратного преобразования координат, датчики потокатока статора, преобразователь фаэ 1, 5Недостатком устройства является сложность управляющих и функциональных устройств при реализации преоб-разования координат и фаз.1Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления асинхронным частотно-регулируемьи электродвигателем, содержащее инвертор напряжения, нредназначенный для подключения к указан ному электродвигателю, асинхронный электродвигатель, блок управления частотой и модулем напряжения инвертора напряжения, вход которого подключен к блоку формирования задания вектора напряжения, входы. которого подключены к преобразователю координат, первые два входа которого подключены соответственно к регуля+2торам намагничивающего и активного ;составляющих токов, вход регулятора намагничивающей составляющей тока через первый блок сравнения подключен к регулятору потокосцепленияр/ вход которого через второй блок сравнения подключен к блоку задания .потокосцепления, вход регулятора активнойсоставляющей тока через третий блоксравнения, блок деления подключенк регулятору скорости, вход которогочерез четвертый блок сравнения изадатчик интенсивности соединен сблоком задания частоты вращения, модель асинхронного двигателя, имеющая выходы сигналов потокосцепления, токов в двухфазной неподвижной системе координат, выход величины момента, а блок определения частоты вращения. соединен с вторьи. входом четвертого блока сравнения 2 .Недостатками устройства являютсяконструктивная сложность системы управления, невысокая надежность н невысокое качество регулирования скорости, что не позволяет учитывать изменения .момента инерции, упругость передачи, нелинейность характерйстики преобразователя частоты, а также насыщение магнитной системы асинхронного двигателя.Целью изобретения является повышение точности и упрощение системы управления.3 11283Указанная цель достигается тем, что в устройство для управленияасинхронным частотно-регулируемым электродвигателем, содержащее асинхронный электродвигатель,подключенньй к инвертору напряжения,блок управле-. ния частотой и.модулем напряжения инвертора напряжения, вход которого .подключен к блоку формирования задания вектора напряжения, входы кото рого подключены к преобразователю координат, первые два входа которого подключены соответственно к регуляторам намагничивающего и активного составляющих токов, вход регулятора ,15 намагничивающей составляющей тока через первый блок сравнения подключен. к регулятору потокосцепления, вход которого через второй блок сравнения,подключен к блоку задания потокосцепления, вход регулятора активной составляющей тока через третий блок сравнения и блок деления подключен к регулятору скорости, вход которого через четвертый блок срав нения и задатчик интенсивности соединен с блоком задания частоты вращения, модель асинхронного двигателя, имеющая выходы сигналов потокосцепления, токов в двухфазной неподвижной системе координат, вьмод величины момента, блок определения частоты вращения соединен с вторым входом четвертого блока сравнения, введены модель инвертора, блок преобразованияЗ 5 ;трехфазного напряжения в двухфазное, блок вычисления модуля потокосцепления, блок преобразования. модулей токов каждой фазы, а модель асинхронного двигателя выполнена в виде двух фазной Т-образной схемы замещения, состоящей на каждую фазу из последовательно соединенных резисторов и дросселей с параметрами, эквивалентными параметрам активного сопротивления статора и индуктивности рассеяния статора, индуктивности рассеяния ротора и активного сопротивления ротора, двух интеграторов, двух блоков перемножения и инвертора, при этом 50 входы каждой схемы замещения соединены с выходами модели инвертора через блок преобразования трехфазного нап,ряжения в двухфазное, входы первого и второго интеграторов подключены соответственно к общим точкам соединения резистора и дросселя с параметрами, эквивалентными параметрам ин 61 4дуктивного сопротивления рассеяния ротора и активного сопротивления ротора в каждой фазе модели, выход пер- .вого интегратора через первый блок перемножения, второй вход которого соединен с блоком определения частоты вращения, соединен со свободным зажимом резистора с параметром, эквивалентным активному сопротивлению ротора во второй фазе, выход второго интегратора через инвертор.подключен к второму блоку перемножения, второй вход которого соединен с блоком определения частоты вращения, а выход второго блока перемножения соединен со свободным зажимом резистора с параметром, эквивалентньи .активному сопротивлению ротора в первой фазе, при этом выходы интеграторов подклочены к блоку вычисления модуля потокосцепления, выход которого подключен к второму входу блока деления, к второму входу. второго блока сравнения, к третьему входу преобразователя координат, общие точки резистора и дросселя с параметрами, эквивалентными активному сопротивлению статора и индуктивности через блок преобразования модулей токов каждой фазы соединейы с вторыми входами первого и третье 3 го блоков сравнения, с четвертым и пятым входами преобразователя координат, шестой вход которого соединен с выходом блока определения частоты вращения.На фиг. 1 представлена фнукциональная схема устройства для управления асинхронным частотно-регулируемыи электродвигателем, на фнг. 2 - модель асинхронного электродвигателя. .эУстройство .для управления асинхронньи частотно-регулируемьв электродвигателем содержит асинхронный электродвигатель 1, подклоченный к инвертору 2 напряжения, блок 3 управ;- ления частотой и модулем напряжения инвертора напряжения, вход которого подключен к блоку 4 формированиязадания вектора напряжения, входы которого подключены к преобразователю 5 координат, первые два входа которого подключены соответственно к регуляторам намагничивающего 6:и активного 7 составляющих токов. Вход регулятора 6 намагничивающей составляющей тока через первый блок 8 срав" нения подключен к регулятору 9 пото-, косцепления, вход которого черезвторой блок 10 сравнения подключен к блоку задания потокосцепленияЦ. Вход регулятора 7 активной составляющей тока через .третий блок 11 сравнения, блок 1.2 деления подключен к 5 регулятору 13 скорости, вход которого через четвертый блок 14 сравнения и задатчик 15 интенсивности соединен с блоком задания частоты вращения Ыщ . Моде 3 пт асинхронного двигате-,1 О ля 16 (фиг. 2) содержит трехфазную Т-образную схему замещения, состоящую на каждую фазу из последовательно соединенных резисторов и дросселей с параметрами, эквивалентными15 параметрам активного сопротивления статора 17 и индуктивности рассеяния статора 18, индуктивности рассеяния ротора 19 и активного сопротивления ротора 20, а также два интеграто О ра 21 и 22, два блока 23 и 24 перемножения и инвертор 25, при этом входы каждой схемы замещения соединены с выходами модели инвертора 26 через блок 27 преобразования трех 25 фазного напряжения в двухфазное. Входы первого 22 и второго 21 интеграторов подключены соответственно к общим точкам соединения резистора и дросселя с параметрами, эквивалент-ЗО.ными параметрам индуктивного сопротивления рассеяния ротора 19 и актив-, ного сопротивления ротора 20 в каждой фазе модели. Выход первого ин-, тегратора 22 черег первый блок 23 З 5 перемножения, второй вход которого соединен с блоком определения частоты вращения, состоящим из последовательно включенных моделей передачи 28 и исполнительного механизма 29 (фиг. 1), соединен со свббодиым зажимом резистора, эквивалентного активному сопротивлению ротора 20 во второй, фазе. Выход второго интегратора 21 через 45 инвертор 25 подключен к второму.блоку 24 перемножения, второй вход которого соединен с блоком определения частоты вращения, а выход второго блока 24 перемножения соединен 5 О со свободным зажимом резистора, эквивалентного активному сопротивлению ротора 20 в первой фазе. При этом, выходы интеграторов 21 и 22 подключены к блоку 30,вычисления моду ля потокосцепления 30, выход которого подключен к второму входу блока 12 деления, квторому входу второго блока 10 сравнения, к третьему входу преобразователя 5 координат, Общие точки Резистора, эквивалентного активному сопротивлению статора, и дросселя, эквивалентного индуктивности рассеяния статора, через блок 31 преобразования модуля токов каждой фазы соединены.с вторыми входами первого 8 и третьего 11 блоков сравнения, с четвертым и пятым входами преобразователя 5 координат,шестой вход которого соединен с выходом блока определения частотывращения. Общие точки резистора, эквивалентного активному сопротивлению. статора 17, и дросселя, эквивалентного индуктивности рассеяния статора 18, а также выходы интегра- торов 21 и 22 соединены с четырьмя входами третьего блока 32 перемножения, выход которого подключен к блоку определения частоты вращения. Устройство работает следующим образом.Сначала подается сигнал (ф ) на вход регулятора 9 потокосцепленйя, который, компенсируя большую постоянную времени объекта, формирует переходный процесс установления заданного потокосцепления ротора соответственно модульному оптимуму. Одновременно регулятор 9 потокосцепления вырабатывает уставку для регулятора б намагничивающего тока асинхронного двигателя, который компенсирует большую постоянную времени рассеивания двигателя. Регулятор б на" магничивающего тока статора в свою очередь вырабатывает уставку входно-, го напряжения блока 3 управления Г частотой и модулем напряжения инвертора напряжения, пройдя при этом преобразователь 5 координат и блок 4 формирования задания вектора напря-, жения. На вхоЬ регулятора 13 скорос-. ти через задатчик 15 интенсивности подается сигнал задания скорости. Од- новременно на выходе регулятора 13 скорости появляется сигнал задания электромагнитного момента, который после прохождения через делительное, устройство 12 образует сигнал задания активного тока статора. Регулятор скорости компенсирует электромеханическую постоянную времени, а регулятор 7 активного тока статора компенсирует постоянную времени рассеиваорректор О. Т писк 4/5 атент", г.ужгород, ул.Проектная,Фили Заиаэ 9081/42 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035 Москва, Ж, Р