Датчик положения ротора для привода с машиной двойного питания

 

1. ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ДЛЯ ПРИВОДА С МАШИНОЙ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ , содержащий электромеканический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора повышенной частоты, а выход связан с входом фазочувствительного выпрямителя, отлича.ющийс я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, дополнительно введены управляемый генератор частоты , два сумматора и измеритель фазы вектора статорного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединен с входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора , с вторым входом которого соединен выход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом измерителя фазы вектора статор-jg ного тока, а выход второго сумматора О) соединен с входом управляемого генератора частоты. I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU, 1111234 A з(5р Н 02 К 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЫБЛИОМЫА н вввввснонт свндвтвньвтвн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3598781/24-07 (22) 23.05.83 (46) 30.08.84.Бюл. У 32 (72) Н.Я.Юрьев (71) Воронежский политехнический институт (53) 621.303.03.014.2:621.382(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 877726, кл. Н 02 К 29/00, 1980.

2. Бродовский В.Н., Иванов Е.С.

Приводы с частотно-токовым управлением. М., "Энергия", 1974, с. 42. (54)(57) 1. ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА

ДЛЯ ПРИВОДА С МАШИНОЙ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ, содержащий электромеханический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора повыпенной частоты, а выход связан с входом фазочувствительного выпрямителя, о т л и ч а,ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и повышенйя точности, дополнительно введены управляемый генератор частоты, два сумматора и измеритель фазы вектора статорного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединен с входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора, с вторым входом которого соединен выход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выФ ходом измерителя фазы вектора статор- Е ного тока, а выход второго сумматора соединен с входом управляемого генератора частоты.

2. Датчик по и. I, .о тл и ч а ю щ и и с. я тем,. что между выходом управляемого генератора частоты и входом фазочувствнтельного выпрямителя включено фазосдвигающее устройство.

1111234

3. Датчик по п/и. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что между выходом фазочувствительного выпрямителя и выходом датчика подключено устройство перемножения, второй вход которого связан с задатчиком амплитуды выходного сигнала.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемом электроприводе, в частности, с машиной двойного питания. 5, Известен датчик положения ротора для двигателя двойного питания, выполненный на основе электромеханического преобразователя, ток в обмотках которого используется для управления .преобразователем частоты f1)..

Недостатком известного датчика является невозможность регулирования амплитуды и фазы выходного сигнала.

Наиболее близким к изобретению 15 является датчик положения ротора для машины двойного питания, содержащий электромеханический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора 20 частоты, а выход — с фазочувствительным. выпрямителем, который подключен к управляющему входу преобразователя частоты 12} .

Недостатком такого датчика явля- 25 ется необходимость использования дифференциала, сочлененного с валом синхронного двигателя, для приведения в соответствие фазы выходного сигнала датчика с фазой питающей се- 30 .ти. Наличие дифференциала и приводного синхронного двигателя усложняет привод, а существование внутреннего угла качания синхронного двигателя ухудшает точность поддержания заданного угла между векторами статорного и роторного токов в динамике.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности привода. 40

Указанная цель достигается тем, что в датчик положения ротора, содержащий электромеханический фазовращатель, цепь питания которого соединена с выходом неуправляемого генератора повышенной частоты, а вых д связан с входом фазочувствительного выпрямителя, допол.ительно введены управляемый генератор частоты, два сумматора и измеритель фазы вектора статорного тока, причем выход управляемого генератора частоты соединен с входом фазочувствительного выпрямителя и входом первого сумматора, с вторым входом которого соединен выход неуправляемого генератора частоты, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом измерителя фазы вектора статорного тока, а выход второго сумматора соединен с входом управляемого генератора частоты.

Для управления фазой вектора роторного тока относительно вектора статорного тока между выходом управляемого генератора частоты и входом фазочувствительного выпрямителя включено фазосдвигающее устройство, а для управления амплитудой, вектора роторного тока между выходом фазочувствительного выпрямителя и выходом датчика включено устройство пере1 множения, второй вход которого связан с датчиком амплитуды выходного сигнала.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого датчика.

Электромеханический фазовращатель

1, питаемый от неуправляемого генератора 2 частоты, жестко сочленен с валом электрической машины 3. Статорные обмотки машины 3 подключены к питающей сети лерез датчик 4 фазы вектора статорного тока, а роторныек преобразователю 5 частоты. Выход3 1111 ной сигнал фазовращателя 1 поступает на первый вход фазочувствительного выпрямителя 6, второй вход которого подключен к вы оду фазосдвигающего устройства 7. Выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя 6 через устройство 8 перемножения поступает на вход преобразователя 5 частоты.

Вход фазосдвигающего устройства 7 соединен с выходом управляемого гене- 10 ратора 9 частоты и входом первого сумматора 10, второй вход которого соединен с выходом неуправляемого . генератора 2 частоты. Вход управляемого генератора 9 частоты соединен с выходом второго сумматора 11, один вход которого соединен с выходом датчика 4 фазы вектора статорного тока, а др,гой — с выходом сумматора.

Привод работает следующим образом. 20

Если фазовращатель 1 питается частотой ии,, а его вал вращается с частотой М, то сигнал.на его выходе описывается зависимостью

О, - U gtg (od(, a) )4, (1) 25 где G — амплитудное значение выходного сигнала фазовращателя.

Выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя 6 при подаче íà его входы сигнала(1) и некоторого сигнала с час30 тотой Юг определяется зависимостью

U„-из = 0+ U - а1и (cdî-4йгiw) 6, (2) где К9 — коэффициент передачи фазочувствительного выпрямителя.

Для управления фазой выходного

3S сигнала фазочувствительного выпрямителя 6 на его входе включено фазосдвигающее устройство 7. Если фазовый.сдвиг,.вносимый им, не равен нулю, то выражение (2) принимает вид 40

U =К„ц. з1 L(cd, 4+Сюв) М (3) где — фазовый сдвиг, вносимый фазосдвигающим устройством.

Сигналом задания частоты Й,.является выходной сигнал управляемого ге-45 нератора 9 частоты.

Режим работы машины двойного питания зависит от амплитуд и взаимного положения векторов .токов в статорной и роторной обмотках. Для поддержания 0 заданного режима работы привода необходимо определять направление вектора статорного тока и по отношению к нему управлять фазой вектора роторного тока. Для этого надо, чтобы не- 55 зависимо от частоты вращения вала г двигателя вектор роторного тока вращался синхронно с в ктором статорно234 го тока. При частоте сети, равной 00q. для этого в соответствии с выражением (3) надо подДерживать М, таким, чтобы

С>.-@ И = 41 (4)

Такая зависимость может быть реализована следующим образом.

Сигналы генераторов 2 и 9 в сумматоре 10 сравниваются по фазе, а фаза сигнала их рассогласования сравнивается в сумматоре 11 с фазой тока в статорной обмотке двигателя.

Сигнал, рассогласования сумматора

11 управляет фазой выходного сигнала

I управляемого генератора частоты таким образом, что величина этого рассогласования уменьшается . Выбирая коэффициент передачи управляемого генератора частоты, можно достичь любого наперед заданного рассогласования разности фазы тока статорной обмотки двигателя и фазы разностного сигнала питания фазовращателя и выходного сигнала управляемого генера"тора частоты. Зависимость (4) в общем случае имеет вид (ы -uo )4 (cd + aca))+, (5) где вы — отклонение фазы от заданного значения, обусловленное статизмом системы.

Если регулятор на входе управляемого регулятора частоты астатический, то к;, t. равна нулю и выражение (5) соответствует выражению (4). В результате указанных преобразований выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя имеет вид

1- срж= q О ъ-э (4 М "-„", Из выражения (6) следует, что вектор роторного тока вращается относительно ротора с частотой ®. Ы . Частота вращения ротора компенсируется частотой вращения вектора тока ротора (d< и угол между результирующими .векторами роторного и статорного токов определяется сигналом задания угла р на входе фаэосдвигающего устройства 7.

Для управления амплитудой вектора роторного тока между выходом сигнала фазочувствительного выпрямителя 6 и входом преобразователя 5 включено устройство 8 перемножения. В результате этого сигнал задания на входе преобразователя имеет вид

U = k+lC U< 0 st P(+ u9 )+i Р3 (7) где К вЂ коэффициент передачи устройства перемножения;

1111234

Цц " сигяал задания BMGJIHTуды тока ротора. роторного тока относительно вектора статорного тока, а исключение диффе. ренцнала и синхронного двигателя

Использование устройства позволит позволит уменьшить вес, габариты и свести к нулю ошибку между заданным, стоимость привода при увеличении ,и истинным:значением фазы вектора .его надежности. !

Составитель А.Санталов

Редакээр Л.Алексеенко . Техред T.Èàòî÷êà Корректор E.C о ре ор Е.Сирохман

° ЮМ ФФЮФВаФВВЙЮаю юМю ФМЮВЮ ЮOII

Заказ 6324/43, Тираж 666 I :, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° Ю ЮФЬФ Ю Ф ОЮМ ЮМ ° ЮЮВЮЮЮЮВ ЮЮЮ ФЮНФ МВЙВФВ ЮЙЮМ 3 ВЮЮ IIIp

tt : И

4ал ПНП Патент, r.ужгород ул Проектная, 4