Электропривод

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 3552 3 1)5 Н 02 Р 7/42 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ П 1 НТ СССР ЪР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина(56) Кашканов В.В. Управление силовым преобразователем в замкнутом токовом контуре. - В кн.: Силовые вентильные преобразователи, - Новосибирск, 1984, с. 82-89,Авторское свидетельство СССРР 1354380, кл. Н 02 Р 7/42, 1985,(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемымэлектроприводам, построенным на базе асинхронных электродвигателей скороткозамкнутым ротором, и можетбыть использовано в системах общепромышленного назначения, Целью изобретения является повышение точности регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, В электропривод с асинхронным электродвигателем 1, автономным инвертором 2 напряжения, датчиком 3 токов статора введены блок 8 восстановления токов статора, блок 9 восстановления ЭДС ротора и датчик 10 напряжений статора, выходы которого подключены к пофазно объединенным соответствующим входам блоков 8 и 9. Другие входы блока 9 подключены к выходам датчика 3 токов статора, а выходы - к соответствующим входам блока 8, соединенного выходами с входами блока Е сравнения. Это позволяет исключить из контура регулирования тока статора помехи в выходных сигналах датчика 3 токов статора, благодаря чему повышается точность регулирования токов статора и частоты вращения ротора.5 ил.ВинйИзобретение относится к электротехнике, а именнок управляемымзлектроприводам, построенным на базеасинхронных элект 1 Ядвигателей с корот-5козамкнутым ротором, и мо ет бытьиспользовано в системах общепромышленного назначения,Цель изобретения - повышение точНости регулирования токов статора ичастоты вращения асинхронного электродвигателя.На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; нафиг, 2 - схема блока вычисления линей алых комбинаций токовых ошибок; нафиг. 3 - схема блока определения знаков токовых ошибок; на фиг. 4 - схеМа блока восстановления токов статора; на фиг. 5 - схема блока восстаНовления ЭДС ротора.Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 (фиг. 1), подключенный обмотками статора к соответствующим выходам автономного инвертора 2 напряжения через датчик 3токов статора, блок 4 сравнения сдвумя парами входов и двумя выходами,блок 5 задания, выходы которого подключены к первой паре входов блока4 сравнения, блок 6 определения знаков токовых ошибок и блок 7 вычисления линейных комбинаций токовых ошибок, два входа которого подключены ксоответствующим выходам блока 4 сравнения, а выходы подключены к соответствующим входам блока 6 определения знаков токовых ошибок, соединенного выходами с соответствующимиуправляющими входами автономного инвертора 2 напряжения. В электропривод введены блок 8 восстановления токов статора, блок 9 восстановленияЭДС ротора и датчик 10 напряженийстатора, 45Блок 7 вычисления линейных комбинаций токовых ошибок Яиг. 2) выполнен с двумя масштабными элементами 11 и 12 и сумматором 13, подключенным к их выходам. Блок 6 определения знакой токовых ошибок выполненс тремя релейными элементами 14-16(фиг. 3).Блок 8 Восстановления токов статора (фиг. 4) выполнен с двумя сумматорами 17 и 18, тремя парами масштабных элементов 19-24 и двумя интеграторами 25 и 26, выходы которыхобразуют выходы названного блока и подключены соответственно к входаммасштабных элементов 19 и 20 (первойпары), соединенных выходами с первыми входами сумматоров 17 и 18, Вторые входы сумматоров 17 и 18 подключены соответственно к выходам масштабных элементов 21 и 22 (второйпары), Третьи входы сумматоров 17 и18 подключены соответственно к выходам масштабных элементов 23 и 24(третьей пары), выходы сумматоров17 и 18 подключены к входам соответствующих интеграторов 25 и 26, а входы масштабных элементов 21-24 второйи третьей пар образуют соответственно первую и вторую пары входов блока8 восстановления токов статораБлок 9 восстановления ЭДС ротора(фиг, 5) выполнен с двумя парами сумматоров 27-30, тремя парами масштабных элементов 31-36, двумя интеграторами 37 и 38 и двумя репейнымиэлементами 39 и 40, выходы которыхобразуют выходы блока 9 и подключены соответственно к входам масштабныхэлементов 31 и 32 (первой пары) соединенных выходами с первыми входамисумматоров 27 и 28 соответственно,Вторые входы сумматоров 27 и 28 подключены соответственно к выходам масштабных элементов 33 и 34 (второй пары). Третьи входы сумматоров 27 и 28подключены к входам соответствующихинтеграторов 37 и 38. Выходы интеграторов 37 и 38 соединены соответственно с входами масштабных элементов33 и 34 второй пары и с первыми входами сумматоров 29 и 30, выходы которых подключены к входам соответствующих релейных элементов 39 и 40,Входы масштабных элементов 35 и 36третьей пары и вторые входы сумматоров 29 и 30 образуют, соответственнопервую и вторую пары входов блока 9восстановления ЭДС ротора.При этом выходы датчика 10 напряжений статора подключены к пофазносоединенным входам первых пар входовблока 9 восстановления токов статораи блока 9 восстановления ЭДС роторавторая пара входов которого подключена к выходам датчика 3 токов статора, а выход - к второй наре входовблока 8 восстановления токов статора, соединенного выходами с .второйпарой входов блока 4 сравнения.Электропривод работает следующимобразом,5 1552Датчик 3 токов статора вырабатывает сигналы 1, 1 с, пропорциональные фазным токам статора асинхронного двигателя 1, Датчик 10 напряжений5 статора вырабатывает сигналы Цд, П пропорциональные фазным напряжениям статора, Сигналы Уд, Ы поступают с выходов датчика 10 напряжения статора на объединенные пофазно первые пары входов блока 8 восстановления токов статора и блока 9 восстановления ЭДС ротора, сигналы 1 д, 1 поступают с выходов датчика 3 токов статора на вторую пару входов блока 15 9 восстановления ЭДС ротора, который Формирует на выходах сигналы Рд, хЕ , пропорциональные оценкам фазных значений ЭДС ротора.В блоке 9 восстановления ЭДС ротора интеграторы 37 и 38, масштабные элементы 31-36, сумматоры 27 и 28 обеспечивают реализацию следующих дифференциальных уравнений: с 114 Кз к + Ьк,ЕЬ 1,-1.31, Взжик1 кщ1 +щщ .1 Я с ЕЕ Е с Сигналы 1 д, 1 , пропорциональныеоценкам фазных токов статора асинхронного двигателя 1, формирун тся в блоке8 восстановления токов статора, в котором с помощью масштабных элементов19-24, интеграторов 25 и 26, сумматоров 17 и 18 реализуются следующиедифференциальные уравнения:хС 1 14 . Я,к х Т.к- 1+ ---Удс 1 ЬзЬкЬь 1 к-ТаО 1--- Е;1. 1.-1лс 1 11+ --- Б 1 Ак11 к.т л- - --Ес,1.,1,к.Кроме того, пары интегратор - .масштабный элемент 25, 19 и 26, 20 представляют собой фильтры низкой частоты, на которых выделяются у Фильтруются импульсные сигналы Ед . хЕ, соответствующие действительнымсрзначениям фазных ЭДС ротора, при этом исключаются помехи в выходных сигналах датчикха 3 токов статора, а сигналы 1 д, 1 на выходе блока 8 восстановления токов статора пропорциональны действительным фазным токам ста%если ЫдО,если Ыфд с О,асли Ь 1 с0если 61," (О у Ес вОп Ыд= л, + Ес =аР 1 с+Е д,111, - паРаметРы схемы замещения асинхронного электродвигателя 1;14,1 - вычисленные значения фазных токовстатора. Сигналы 1, 1 и 1 д, 1 пофазно сравниваются с помощью сумматоров 29 и 30 в соответствии с уравнениями,а результаты сравнения воздействуют иа релейные элементы 39 и 40, с выхода коуорыу получают импульсные сигналы Ед, Е в соответствии с уравне- ниями где Е - постоянная величина, Е О. 333 6В установившемся режиме работыблока, когда его свободное движениезакончено, средние значения Ед,Аф ссоответствуютхЕд =Е 4,срсср -с флПеременные Ед, Ес создают такой вектор управления движением блока, чтобы слежение за вектором тока статора осуществлялось во всех режимахработы реального двигателя, т.е.чтобы в каждом канале обратная связьбыла бы отрицательной в любой моментвремени. Импульсные сигналылЕд, Ес изменяются с частотой многобольше, чем фазные значения напряже"ния и тока статора асинхронногодвигателя в электроприводе, Кроме того, высокая частота переключений релейных элементов 39, 40 обеспечиваетмалое свободное движение системы.Сигналы Ед, Е поступают с выходаблока 9 восстановления ЭДС ротора навторую пару входов блока 8 восстановления токов статора,1поступают на опия знаков тоФормчрует выБз по УРавнетора асинхронного электроцвигателя 1,Выходные сигналы 1, 1 блока 8восстановления токов статора поступа 5ют нч т 3 тору 10 пару ВХОООВ блокасравцен 151, на первую пару Входов котороГО ПОСТу 1 аюТ СИГНаЛь 11 с 7 С ВЫХО 37.дов блока .- задания,1 т 10 К С 1 авнепия - 330 эмигует си 1 налы 611, Ь 1 О по следующим уравнениям:313=1 Ьу "а С 2 О" ьи 1 налы 31 д Л 1 с ьоступают на Выходь 1 блока 7 вьгчисления линсйнъхкомбичаций токовых ошибок, которыйформирует Вхо 1 ные сигналы Б ББ, по следующим уравнениям: Си.13 алы Б 3БуБз входы блока 6 Определ ковых Ошибок, котОрый ходнье сигналы Б 3 ниям+1 т, если Б 3 Ор Д-Ц если Б 3(О,0 - 335Где ,.постОЯннаЯ Величина) О,Сигналы П 3, 33, т 3- поступают науправляющие входы автономного инвер- ,тора 2 напряжения.Таким образом введение блока 840восстановления токов статора, блокас восстановления ЗДС ротора, датчика10 напряжений статорп позволяет исключить из контура регулирования тока: статора помехи в выходньгх сигналах 45паттпКа 3 ТОКОВ СтаТОРа, ЧтО ПОЗВО-ляет реализовать контур регулирования тока статора без координатныхпреобразоьании фазных переменных и 13 ьгчислени 5 вектора эквивалентного напряжения статора двигателя, 3 следстВие эт 010 повьается точность реГули 1 ования токов статора и частотыВращения ротора асинхронного элекТРОДВигатЕЛЯ В СРаВНЕНИИ С ИЗВЕС НЫМ 5.3 РЕГЗЕНИЕМ к о р м у л а и з о б р е т ения Злектропривод, содержащий асин" хронный электродвигатель, подключен ный обмотками статора к соответствующим выходам автономного инвертора напряжения, Выполненного с тремя управляющими входами, датчик токов статора с двумя Выходами, блок сравнения с двумя парами входов и двумя выходами, блок задания, выходы которого подключены к первой паре входов Олока сравнения, блок определения знаков токовых ошибок с тремя релейными элементами, входы и выходы которых образуют соответствующие входы и выходы названного блока, блок вычисления линейных .Комбинаций токовых ошибок с двумя масштабными элементами и с сумматором подключенным к их Выходам, при этом два входа блока вычисления линейных комбинаиий токовых ошибок, образованные входами масштабных элементов, подключены к соответствующим выходам блока сравнения, а выходы, образованные выхода 6 ми масштабных элементов и сумматора, подключень к соответствующим входам блока определения знаков токовых ошибок, соединенного выходами с соОтветствующими управляющими входами автономного инвертора напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования токов статора и частоты вращения асинхронного электродвигателя, введены блок восстановления токов статора, блок восстановления ЗДС ротора и датчик напряжений 3 статора, причем блок восстановления токов статора выполнен с двумя сумматорами, тремя парами масштабных элементов и двумя интеграторами, выходы которых Образуют выходь названного блока и под" ключены соответственно к входам масштабньх элементов первой пары, соединенньгх выходами с первыми входами соответствующих сумматоров, вторые Входы которых подключены соответственно к Выходам масштабных элементов Второй пары, третьи входы суьматоров подключены соответственно к выходам масштабных элементов третьей пары, выходы сумматоров подключены к входам соответствующих интеграторов, а входы масштабных элементов второй и третьей пар образуют соответственно первук и Вторую пару Входов блока Восстановления токов статора, блок восстановления ЗДС ротора вьп 1 олнен с двумя парами сумматоров, тремя парами масштабных элементов двумя ин91 15 теграторами и двумя релейными элементами, выходы которых образуют выходы названного блока и подключены соответственно к входам масштабных элементов первой пары,.соединенных выходами с первыми входами сумматоров первой пары, вторые входы которых подключены соответственно к выходам масштабных элементов второй пары, третьи входы сумматоров первой. пары подключены соответственно к выходам масштабных элементов третьей пары, выходы сумматоров первой пары подключены к входам соответствующих интеграторов, соединенных выходами соответственно с входами масштабных элементов второй пары и с первыми входами сумматоров второй пары, выходы -). 52333 10которых подключены к входам соответствующих релейных элементов, а входымасштабных элементов третьей пары ивторые входы сумматоров второй пары 5образуют соответственно первую и вторую пару входов блока восстановленияЭДС ротора, при этом выходы датчиканапряжений подключены к пофазно 1 О объединенным входам первых пар входов блока восстановления токов статора и блока восстановления ЭДС ротора, вторая пара входов которогоподключена к выходам датчика токовстатора, а выходы - к второй паревходов блока восстановления токов статора, соединенного выходами с второйпарой входов блока сравнения.1552333 Фиг,б В.Каб ака ьский комбинат "Патент Производственно-изд ул. Гагарина, 10 жг Составитель А.ЖилинРедактор Е,Папп Техред Л.Олийнык Корре 38 Тираж 454 Подпи Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на ое открытиям при ГК д. 4/5