Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения модуля вектора потокосцегшения ротора и составляющих единичного вектора потокосцрп.пения ротора в декартовой системе координате - , |3, неподв1гаиой относительно статора. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе введены фильтры низкой частоты 16-21, сумматоры 22, 23, элементы сравнения 24, 25, релейные элементы 26, 27 и формирователь 28 логических а1гналов йбратньгх связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя 1. Устройство представляет собой динамическую систему с замкнутыми контурами регулирования, в которой координаты асинхронного двигателя представлены в виде проекций на оси неподвижной относительно статора декартовой системы коердинатс , /5. 2 ил. сл

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

COUVIAËÈÑTÈ×ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (i9i SU(ii) А1 (50 4 Н 02 P 5/402

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4197342/24-07 (22) 19.02.87 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина и Институт проблем управления автоматики и телемеханики (72) В.И.Уткин, Д.Б.Изосимов., Н.Л.Архангельский, Б.С.Курнышев, С.К.Лебе" дев и В.В.Пикунов (53) 621.316.7(088.8) (56) Гусяцкий 10.М. Синтез быстродейст. вующей системы частотно-управляемого асинхронного электропривода. — Электричество, 1982, М 10, с. 34-39.

Авторское свидетельство СССР

У 1241399, кл. Н 02 Р 5/40, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В РЕГУЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТРОПРИ ВОДЕ (57) Изобретение стносится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможносТеА путем определения модуля вектора потокосцепления ротора и составляюпих единичного вектора потокосцепления ротора в декартовой системе координат с, Р, неподвижной относительно статора. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе введены фильтры низкой частоты 16-21, сумматоры 22, 23, элементьt сравнения

24, 25, релейные элементы 26, 27 н формирователь 28 логических сигналов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя I Устройство представляет собой динамическую систему с замкнутыми контурами регулирования, в которой координаты асинхронного двигателя представлены в виде проекций на оси неподвижной относительно статора декартовой системы коардинатМ, р, 2 ил.

1415398

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам определения координат асинхронного двигателя, и может быть использовано в

5 регулируемом асинхронном электроприводе общепромышленного назначения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем определения модуля вектора потокосцепления ротора и составляющих единичного вектора потокосцепления ротора в декартовой системе координат g, p неподвижной относительно статора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения координат асинхронного двигателя в регулиру-емом электроприводе; на фиг, 2 — функциональная схема формирователей логических сигналов обрат-2р ных связей в контурах регулирования асинхронного двигателя.

Устройство для определения координат асинхронного двигателя содержит подключенный к асинхронному двигате- 25 лю 1 <фиг, 11 датчик 2 составляющих вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, сумматоры 3 и 4, фильтры 5 и 6 низкой частоты, элементы 7 и 8 сравнения, релейные элементы 30

9 и 10, формирователь 11 логических сигнапов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, блоки 12-15 умножения. Первые входы первого 12 и третьего 14, второго 13 и четвертого 15 блоков умножения объединены попарно и подключены к первому и второму выходам первого формирователя 11 логических сигналов обратных связей в контурах ре- 4р гулирования координат асинхронного двигателя. Выходы первого 12 и второго 13, третьего 14 и четвертого 15 блоков умножения подключены соответственно через первый 3 и второй 4 45 сумматоры к входам первого 5 и второго 6 фильтров низкой частоты,,выходы которых подключены к первым входам первого 7 и второго 8 элементов сравнения, а выходы последних через первый

9 и второй 10 релейные элементы подключены к первой паре входов формирователя 11 вторая пара входов которого объединена пофазно с выходами датчика 2 составляющих вектора потокосцепления ротора и подключена к объединеннт..м попарно вторым входам первого 12 и четвертого 15, второго

13 и третьего 14 блоков умножения.

Устройство содержит, кроме того, фильтры 16-21 низкой частоты, сумматоры 22 и 23, элементы 24 и 25 сравнения, релейные элементы 26 и 27, второй формирователь 28 логических сигналов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, блоки 29-32 умножения °

Первые входы пятого 29 и седьмого

31, шестого 30 и восьмого 32 блоков умножения попарно объединены и подключены к первому и второму выходам второго формирователя 28. Первый и второй выходы первого формирователя

I1 подключены к входам третьего !6 и четвертого 17 фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к объединенным попарно вторым входам пятого 29 и восьмого 32, шестого 30 и седьмого 31 блоков умножения. Выходы пятого 29 и шестого 30, седьмого 31 и восьмого 32 блоков умножения подключены соответственно через третий 22 и четвертый 23 сумматоры к входам пятого 18 и шестого 19 фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к первым входам третьего

24 и четвертого 25 элементов сравнения. Выходы последних через третий

26 и четвертый 27 релейные элементы подключены к первой паре входов второго формирователя 28, вторая пара входов которого объединена пофазно с выходами датчика 2 состакпяющих вектора потокосцепления ротора и подключена к вторым входам третьего 24 и четвертого 25 элементов сравнения.

Первый и второй выходы второго формирователя 28 подключены к входам седьмого 20 и восьмого 21 фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к вторым входам первого 7 и второго 8 элементов сравнения. Каждый из формирователей 11 и 28 логических сигналов обратных связей содержит сумматоры 33 и 34 (фиг. 2), релейные элементы 35 и 36, распределитель 37 импульсных сигналов, выполненный на схемах И-НГ 38-51.

Входы каждой иэ схем И-HE 38 и 39 объединены и образуют первую пару входов формирователя ° Входы каждой из схем И-НЕ 40 и 41 объединены и подключены к выходам релейных элементов 35 и 36, входы которых соединены с выходами сумматоров 33 и 34, Первые и вторые входы сумматоров 33 и 34 попарно объединены и образуют

3 14 нторую пару входон формирователя, Выходы схем И-НЕ 38-4I подключены к соответствующим входам схем И-НЕ 4249. Выходы схем И-ВЕ 42-45 подключены к входам схемы И-НЕ 50, à выходы схем И-HE 46-49 — к входам схемы ИНЕ 51.

Выходы схем И-HF. 50 и 51 образуют соответственно первый и второй выходы формирователя логических сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Устройство представляет собой динамическую систему с замкнутыми контурами регулирования, в которой координаты асинхронного двигателя представлены в виде проекций на Оси ггеподвижной относительно статора декартовой системы координат cr p . С rrîмощью блоков 12-15 умножения и сумматоров 3 и 4 выполняются следующие операции: (р1"=Ч а-ФЪ, f" "=Ц/ b+4a, P где V, P — составляющие вектора по(1 токосцепления ротора; а, b — импульсные сигналы, поступающие с выходов формирователя 11;

I М I — оценка модуля вектора по% токосцепления ротора; оценка фиктивной переменной, С помощью блоков 29-32 умножения и сумматоров 22 и 23 выполняются следующие операции:

М

Ч ср с Ъср г1ь

cr

ui«=a ср ср где ф, (— оценки составляющих век«- М((. p тора потокосцепления ротора; с, d — имггульсные сигналы, поступающие с выходов формирователя 28; а Ь вЂ” средние (эквивалентные) ср значения импульсных сигналон, поступающие с вью ходов фильтров 16 и 17 низкой частоты.

Проходя через фильтры 5 и 6, 18 и

19 низкой частоты сигналы IV(» и С, 4f 4 и г(„поступают на первые входы элементов 7 и 8, 24 и 25 сравнения, где сравниваются с сигналами с, и d,ð и 3 (где ". Р, dcp- сигналы, посигналы ошибок на выходах элементов

24 и 25 сравнения =Ч - Р

d Ф 01

15 hh ((=V(;y

В

Сигналы ошибок a.(QI и дЕ, дЦ)„и д4

9 через релейные элементы 9 и 10, 26 и

27 поступают на первые пары вхОдов формирователей 11 и 28, на попарно объединенные вторые пары входов которых поступают сигналы ц, щ с выходов датчика 2 составляющих вектора потокосцепления ротора, 25

Формирователи ll и 28 обеспечивают отрицательные обратные связи в контурах регулирования при всех возможных состояниях вектора потокосцедления ротора. Использование в устройстве репейных элементов 9, 10 26 и

27 позволяет рассматривать его как систему управления с переменной структурой. При этом возникают так называемые скользящие режимы, при которых величины ОшибОк й(Ц (, b,f д (р А(ф р

О(35 стремятся к нулю,,а средние (экнива-. лентные) значения импульсных сигналов а, Ь, с, d определяются следующими соотношениями:

40 ср

Оса dcp Vy (г.

Ь ср

45 ср и Я а Ъ,, Ю, Ъ г ф д

У. а +Ъ, а ср

В установившемся режиме работы устройства, когда его свободное движение закончено

55 аср = 4 =СОМg

CcÐ =(м( 4Р = =0 ю

15398

4 ступающие с выходов фильтров 20 и

21 низкой частоты (4l — составВ У ляющие вектора потокосцепления ротора, поступающие с выходов датчика 2), 5

Сигналы ошибок на выходах элементов 7 и 8 сравнения д(Ч (= -(МI", 10 E, 14! 5398 о где 1, р — составляющие единичного вектора потокосцепления ротора; с — угол, образуемый вектором потокосцепления ротора и осью d. системы координат о1,P.

Частота переключений в скользящих режимах релейных элементов 9, 10, 26 и 27 составляет 50-100 кГц, благодаря чему обеспечиваются малое свободное движение системы и формирование сигналов а 1,, Ьь, с, 6 с высокой точностьюе

Таким образом, введение в устройство для определения координат в регулируемом электроприводе шести фильтров низкой частоты, третьего и четвертого сумматоров, третьего и четвертого элементов сравнения, третьего и четвертого релейных элементов, \ второго формирователя логических сигналов обеспечивает расширение в сравнении с известным устройством функциональных возможностей путем определения модуля вектора потокосцепления ротора и составляющих единичного вектора потокосцепления ротора.

Формула изобретения

Устройство для определения координат асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе, содержащее датчик составляющих вектора потокосцепления ротора асинхронного двигателя, два сумматора, два фильтра низкой частоты, два элемента сравнения, два релейных элемента, первый формирователь логических сигналов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, снабженный двумя парами входов, четыре блока умножения, первые входы первого и третьего, второго и четвертого бло-ков умножения объединены попарно и

) подключены к первому и второму выходам указанного первого формирователя логических сигналов, выходы первого и второго, третьего и четвертого блоков умножения подключены соответственно через первый и второй сумматоры к входам первого и второго фильтров низкой частоты, выходы которых подключеиьi соответственно к первым входам первого и второго элементов сравнения, выходы которых соот5

40 45

55 ветственно через первый и второй ре" лейные элементы подключены к первой паре входов указанного первого формирователя логических сигналов, вторая пара входов которого объединена пофазно с выходами датчика составляющих вектора потокосцепления ротора и подключена к объединенным попарно вторым входам первого и четвертого, второго и третьего блоков умножения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмож ностей путем определения модуЛя вектора потокосцепления ротора и составляющих единичноГо вектора потокосцепления ротора, введены шесть фильтров низкой частоты, третий и четвертый сум маторы, третий и четвертый элементы сравнения, третий и четвертый релейные элементы, второй формирователь логических сигналов обратных связей в контурах регулирования координат асинхронного двигателя, снабженный двумя парами входов, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умножения, причем первые входы пятого и седьмого, шесто" го и восьмого блоков умножения попарно объединены и подключены соответственно к первому и второму выходам укаэанного второго формирователя логических сигналов, выходы указанного первого формирователя логических сигналов подключены соответственно к входам третьего и четвертого фильтров низкой частоты, выходы которых подключены соответственно к объединенным попарно вторым входам пятого и восьмого, шестого и седьмого блоков умножения, выходы пятого -и шестого, седьмого и восьмого блоков умножения подключены соответственно через третий и четвертый сумматоры к входам пятого и шестого фильтров низкой частоты, выходы которых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов сравнения, выходы которых соответственно через третий и четвертый релейные элементы подключены к первой паре входов укаэанного второго формирователя логических сигналов, вторая пара входов которого объединена пофаэно с выходами датчика составляющих вектора потокосцепления ротора и подключена к вторым входам третьего и четвертого элементов сравнения, первый и второй выходы указанного второго формирователя логических сигналов подключены

1415398 к входам седьмого и восьмого фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к вторым входам первого и второго элементов сравнения.

НЯ

Составитель А.Жилин

Редактор В.Петраш Техред Л.Олийнык Корректор В.Романенко

Заказ 3884/54 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4