Частотно-регулируемый электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике .Целью(Изобретения является повышение точности регулирования момента асинхронного двигателя в динамических режимах за счет коррекции скольжения на основе информации о величине фазового угла двигателя и потокосцепления ротора. Указанная цель достигается введением в частотно-регулируемый электропривод блока 18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления, регулятора 19 потокосцепления, функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцеплення и сумматоров 21 и 22. В результате появляется возможность без применения специальных датчиков получить дополнительную информацию о состоянии машины в виде корректирующего сигнала скольжения по потокосцеплению ротора. Обеспечивается повышение точности регулирования аргумента вектора тока статора - угла 9 , а следовательно, и момента асинхронного двигателя, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) (И) (51)4 Н 02 Р 7/12 т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1292156 (21) 4094242/24-07 (22) 28.07.86 (46) 07.03.88. Бюл. )) 9 (71) Пермский политехнический институт (72) М.Я. Кривицкий и А.M. Костыгов (53) 62-83:621.313.333.072.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1292156, кл. Н 02 P 7/42, 1985. (54) ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью, изобретения является повышение точности регулирования момента асинхронного двигателя в динамических режимах за счет коррекции скольжения на основе информации о величине фазового угла двигателя и потокосцепления ротора. Указанная цель достигается введением в частотно-регулируемый электропривод блока 18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления, регулятора 19 потокосцепления, функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцепления и сумматоров 21 и 22.

В результате появляется возможность без применения специальных датчиков получить дополнительную информацию о состоянии машины в виде корректирующего сигнала скольжения по потокосцеплению ротора. Обеспечивается повышение точности регулирования аргумента вектора тока статора — угла 9, а следовательно, и момента асинхронного двигателя ° 1 з.п. ф-лы, I ил.

1379932

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-регулируемым электроприводам, построенным на основе асинхронных двигателей и вентильных приобразователей частот, может быть использовано в системах управления различного назначения с высокими требованиями по точности регулирования момента и является усовершенствованием изобретения по авт. св. У 1292156.

На чертеже представлена функциональная блок-схема частотнорегулируемого электропривода. 15

Цель изобретения — повышение точнбсти регулирования момента асинхронного двигателя в динамических режимах за счет коррекции скольжения на основе информации о величине фазового 20 угла двигателя и потокосцепления ротора.

Частотно-регулируемый злектропривод содержит асинхронный двигатель

1, подключенный к выходам инвертора 25

2, входы которого соединены с выходами управляемого выпрямителя 3. Управляющий вход управляемого выпрямителя 3 подключен к выходу регулятора

4 тока. 30

Задающий вход регулятора 4 тока соединен через функциональный преобразователь 5 сигнала задания момента в сигнал задания модуля вектора тока статора с выходом регулятора 6 часто- ты вращения. Вход обратной связи регулятора 6 частоты вращения соединен с выходом датчика 7 частоты вращения, а выход регулятора 6 частоты вращения — с входом функционального преобразователя 8 сигнала задания момента в сигнал задания скольжения и с выходом функционального преобразователя 9 сигнала задания момента в сигнал задания угла между вектором тока 45 статора и потокосцепления ротора.

Вход обратной связи регулятора 4 тока подключен к выходу датчика 10 тока.

Электропривод содержит также систему

11 управления инвертором и основной сумматор 12, Первый вход сумматора 12 соединен с выходом датчика 7 частоты вращения, второй вход — с выходом регулятора 6 частоты вращения через функциональный преобразователь 8 сигнала задания момента в сигнал задания скольжения. Выход сумматора 12 подключен к входу системы ll управления инвертором. Функциональный преобразователь 13 фазового угла в угол между векторами тока статора и потокосцеплением ротора соединен с выходом датчика 14 фазового угла, входы которого подключены к выходам датчиков 15 и 16 фаэных токов и напряжений соответственно. С выходом функционального преобразователя 9 связан вход регулятора 17 угла °

В частотно-регулируемый электропривод введены блок 18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора, регулятор 19 потокосцепления с двумя входами, функциональный преобразователь 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцепления и два дополнительных сумматора 21 и 22.

Сумматор 21 подключен первым входом и выходом соответственно к выходу функционального преобразователя 9 сигнала задания момента в сигнал задания угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора и к входу регулятора угла 17. Сумматор 22 подключен первым входом и выходом соответственно к выходу регулятора 17 угла и к второму входу основного сумматора 12. Второй вход сумматора 21 подключен к выходу функционального преобразователя 13 фазового угла в угол между векторами тока статора и потокосцепления ротора. Входы блока

18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора подключены соответственно к выходам сумматоров 21 и 22, а его выход — к первому входу регулятора 19 потокосцепления, соединенного выходом с вторым входом сумматора 22.

Вход и выход функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцепления подключены соответственно к выходу регулятора 6 частоты вращения и к второму входу регулятора 19 потокосцепления, Регулятор 19 потокосцепления снаб- жен блоком 23 перемножения и усилителем 24, выход которого образует выход регулятора 19 потокосцепления, при этом вход усилителя 24 соединен с выходом блока 23 перемножения, входы которого образуют входы регулятора

19 потокосцепления.

Частотно-регулируемый электропри вод работает следующим образом.

1379932

На вход регулятора 6 частоты вращения поступают два сигнала — сигналы задания частоты вращения.и обратной связи по частоте вращения с датчика

7 частоты вращения. Выходной сигнал

5 регулятора Ь частоты вращения пропорционален заданному значению частоты скольжения ротора U, . Этот сигнал поступает на входы функциональных преобразователей 5, 8 и 9. Функциональный преобразователь 5 формирует сигнал задания контура регулирования тока статора, который поступает на вход регулятора 4 тока. Сигнал обрат-15 ной связи по току поступает с датчика 10 тока и подается на вход обратной связи регулятора 5 тока, выходной сигнал которого управляет выпрямителем 3. Сигнал с выхода регулятора 6 частоты вращения задает опорное значение требуемого момента элекиропривода посредством функционального преобразователя 8. После суммирования сигнала скольжения Аи, с сигналом обратной связи, поступающим с датчика

7 частоты вращения, результирующий сигнал определяет частоту инвертора и поступает в систему ll управления инвертором. Настройка функциональных преобразователей 5 и 8 определяется выбранным законом частотного управления.

Для повышения точности в динамических режимах в системе дополнительно вырабатывается сигнал коррекции скольжения hG)„ ускоряющий перевод вектора тока статора в новое положение, соответствующее требуемому значению электромагнитного момента асинхронного двигателя 1. Корректирующий

40 сигнал ьИ „ поступает на второй вход сумматора 12, где складывается с сигналом опорного скольжения АЮ, . При этом опорное скольжение характеризует значение скольжения в установившемся

45 режиме с заданным моментом, а корректирующий сигнал скольжения учитывает электромагнитный переходный процесс асинхронной машины и обеспечивает необходимую форсировку по частоте.

Сигнал коррекции скольжения вырабатывается регулятором 17 угла, т.е. угла 0 между вектором тока статора i и потокосцепления ротора в функции рассогласования заданного и действительного значений угла 8 а также оценки отклонения модуля вектора потокосцепления ротора А Р

Сигнал, характеризующий угол g, снимается с датчика 14 фазового угла.

Связь сигнала, характеризующего угол

8, с измеренным фазовым углом д осуществляется с помощью функционального преобразователя 13. Сигнал, пропорциональный измеренному углу 8 сравнивается на сумматоре 2) с сигналом задания по углу 8, поступающим с функционального преобразователя 9, и подается на вход регулятора )7 угла. Сигнал задания по углу 8 поступает с регулятора 6 частоты вращения через функциональный преобразователь

9, который реализует зависимость угла 0 от электромагнитного момента машины, соответствующую выбранному закону частотного управления.

Для повышения точности регулирования момента в динамических режимах недостаточно информации только об угле 8, необходимо иметь также информацию о векторе потокосцепления ротора. Расширение векторных входных переменных достигается за счет применения редуцированного наблюдающего устройства первого порядка — блока

18 вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора; в котором на основании сигналов рассогласования угла—

h8 и выходного сигнала регулятора 17 угла -h63 формируется сигнал, характеризующий величину отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора . Этот сигнал поступает на вход регулятора 19 потокосцепления ротора, на,другой вход которого поступает сигнал с функционального преобразователя 20 сигнала задания момента в сигнал подстройки регулятора потокосцепления ротора.

На выходе регулятора 19 потокосцепления формируется корректирующий сигнал скольжения по потомосцеплению ротора. Суммарный сигнал коррекции

hu состоит из сигнала коррекции по отклонению. угла 0 и отклонению потокосцепления ротора.

Таким образом, введение в частотно-регулируемый электропривод регулятора потокосцепления, функционального преобразователя сигнала задания в сигнал подстройки регулятора потокосцепления ротора и дополнительных сумматоров, позволяет без применения сцепиальных датчиков получить дополнительную информацию о состоянии ма1379932

Составитель А. Жилин

Редактор А, Козориэ Техред М.Дидик Корректор H. Король

Заказ 992/57 Тираж 583 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шины и повысить динамическую точность регулирования аргумента вектора тока статора — угла О, а следовательно, и момента двигателя в сравнении с из5 вестным электроприводом.

Формула изобретения

1 ° Частотно-регулируемый электропривод по авт.св. У 1292156, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования момента асинхронного двигателя, введены блок вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора, регулятор потокосцепления с двумя входами, функциональный преобразователь сигнала saдания момента в сигнал коррекции по- 2О токосцепления и два дополнительных сумматора, первый из которых подключен первым входом и выходом соответственно к выходу функционального преобразователя сигнала задания момента 25 в сигнал задания угла между векторами тока статора и потокосцепления ротора и к входу регулятора угла, при этом второй дополнительный сумматор подключен первым входом и выходом соответственно к выходу регулятора угла и к второму входу основного сумматора, второй вход первого дополнительного сумматора подключен к выходу функционального преобразователя фазового угла в угол между векторами тока статора и потокосцепления ротора, входы блока вычисления отклонения от заданного значения модуля вектора потокосцепления ротора подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных сумматоров, а его выход — к первому входу регулятора потокосцепления, соединенного выходом с вторым входом второго дополнительного сумматора, а вход и выход функционального преобразователя сигнала задания момента в сигнал коррекции потокосцепления подключены соответственно к выходу регулятора частоты вращения и к второму входу регулятора потокосцепления.

2. Электропривод по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что регулятор потокосцепления снабжен блоком перемножения и усилителем, выход которого образует выход регулятора потокосцепления, при этом вход усилителя соединен с выходом блока перемножения, входы которого образуют входы регулятора потокосцепления.