Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различньк типах станков и других исполнительных механизмах общепромышленного назначения. Целью изобретения является упрощение и улучшение динамических характеристик путем Повышения быстродействия. Для этого в электропривод введены формирователь 14 текущего значения моментозадакяцей составляющей тока статора, определитель рассогласования (О) 15, сумматор (С) 16 и масштабный усилитель (МУ) 17,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК уц 4 Н 02 P 7/42!

Вы"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЗЛЕКТРОПРИВОД

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4194047/24-0/ (22) 12.02,8? (46) 07,11.88. Бюл. 1Ф 41 (72) А.А.Шорин (53) 621.313.333 (088.8) (56) Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями.

М.: Энергоиздат, 1987, с.60-64.

Михневич Н.А. и др. Разработка глубокорегулируемого электропривода для станков с ЧПУ. — Тезисы докладов на UI научно-технической конференции:

Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями, Свердловск: УПИ, 1983, с.54-55.

„.Я0„„1436263 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных типах станков и других исполнительных механизмах общепромыш-. ленного назначения; Целью изобретения является упрощение и улучшение динамических характеристик путем повышения быстродействия. Для этого в электропривод введены формирователь 14 гекущего значения моментозадающей составляющей тока статора, определитель рассогласования (ОР) 15, сумматор (C)

16 и масштабный усилитель (МУ) 17.

1436263

Вход M 17 объединен с первыми входами OP 15, С 10 и подключен к выходу формирователя 14. Второй вход OP 15 соединен с выходом регулятора 3 частоты вращения,- а выход - с первым входом С 16. Второй вход С 16 подключен к выходу МУ 17, а выход - к входу регулятора 3. Первая пара входов формирователя 14 связана с выходами дат,чиков 12, 13 тока, установленных на выходе инвертора 2, подключенного к. асинхронному двигателю 1. Управление инвертором осуществляется формирователем 11 фазных управляющих сигналов, входы к-рого соединены с выходами

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу на основе асинхронного двигателя и автономного инвертора, и может найти применение в различных ти- пах станков и других исполнительных механизмах общепромьппленного назначения, Цель изобретения - упрощение и улучшение динамических характеристик путем повышения быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода, на фиг.2 векторная диаграмма асинхронного дви" гателя.

Электропривод (фиг. 1) содержит асинхронный двигатель 1, подключенный к выходам автономного инвертора 2, регулятор 3 частоты вращения, задатчик 4 тока намагничивания, первый масштабный усилитель 5, формирователь.

6 двухфазных гармонических сигналов с двумя управляющими входами 7 и 8 задания амплитуд составляющих напряжения статора, с входом 9 задания частоты и двумя парами выходов, первый сумматор 10, формирователь 11 фаэных управляющих сигналов и двадатчика 12 и 13 фаэных токов статора.

Выход задатчика 4 тока намагничивания подключен к входу первого-масштабного усилителя 5, соединенного вы ходом с первым управляющим входом 7 задания амплитуды намагничивающей составляющей напряжения статора формирователя 6 двухфазных гармонических формирователя 6 гармонических сигналов. Вторая пара выходов формирователя 6 подключена к второй паре входов формирователя 14. Управляющий вход 7 формирователя 6 через ИУ 5 связан с задатчиком 4 тока намагничивания, управляющий вход 8 — с выходом ОР 15, а вход 9 задания частоты — с выходом

С 10. Использование информации о моментозадающей составляющей тока статора асинхронного двигателя в качестве сигнала обратной связи позволяет регулировать частоту вращения ротора и величину тока статора в отсутствии тахогенератора. 2 ил. сигналов, вход 9 задания частоты которого подключен к зыходу первого сумматора 10, а выходы - к соответст" вующнм входам формирователя 11 фазных управляющих сигнало з, подключенного выходами к управляючим входам автономного инвертора 2, В электропривод зведены формирователь 14 текущего значения моментозадающей составляющ и тока статора с двумя парами вход в, определитель

15. рассогласования, второй сумматор

16 и второй масштаб,-ый усилитель 17 вход которого объед.анен с первыми входами определителя 15 рассогласования и первого сумма "opa 10 и подключен к входу формиро;дателя 14 текущего значения моменто.оставляющей тока статора, первая парз входов которого „ подключена к выхода соответствующих датчиков 12 и 13 фазных токов статора, а вторая пара в: одов — соответственно к второй паре выходов формиро» вателя 6 двухфазных гармонических сигналов, При этом зыход регулятора

3 частоты вращения:.1одключен к второму входу определитех я 15 рассогласования,, соединенного в .иодом с вторым управлякщим входом 1 задания амплитуды составляющей н,-.пряжения статора формирователя 6 двуфазных гармонических сигналов и с первым входом второго сумматора 1», второй вход которого подключен к в ходувторого мас- штабного усилителя 1 7, а выход второго сумматора - к входу регулятора 3 часН х о + " 1х

Uy r ply>

0 = 3 fly+ r g ix y

0 (1/ L 1уф

45

3 14362 тоты вращения и к второму входу первого сумматора 10.

Формирователь 14 текущего значения моментозадающей составляющей тока статора выполнен с двумя сумматорами

18 и 19 и двумя умножителями 20 и 21 °

Первый вход сумматора 18 и объединенные между собой второй вход сумматора

18 и первый вход умножителя 20 обра- 10 зуют первую пару входов указанного формирователя 14, На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения: Us — сигнал задания частоты вращения, Ug — сигнал, пропорциональный текущему значению частоты вращения ротора, U > — сигнал задания абсолютного скольжения, U; " сигнал, пропорциональный текущему значению моментоэадающей составляющей тока статора, U;py — сигнал задания моментозадающей составляющей тока статора, U; > " сигнал задания тока намагничивания; U — сигнал задания частоты тока статора у — вектор постокосцеп- 25 ления, U.- I — векторы напряжения и тока статора, E — вектор противоЭДС, Ux,Uy 1,1 „ — ПРОЕКЦИИ ВЕКтОРа НаПРЯжения и тока статора на оси х, y - частота тока статора; †. угол между векторами I . и

Записывают уравнения асинхронного двигателя в подвижной системе коор.динат с осями х, у (фиг.2), вращающейся с синхронной частотой вращения и ориентированной осью у по вектору

35 потокосцепления при выполнении условия q =const:

63

4 потокосцеплением обеспечивается при условии постоянства величины тока намагничивания, т.е. i > = const, и при условии пропорциональности скольжения р и величины моментозадающей составляющей тока статора

Преобразуя уравнения (1), получают

g y = П х (r + r<) i< (2) где 1= Ы- р — частота вращения ротора.

Зная информацию о составляющей тока статора i<, можно получить сигнал обратной связи по частоте вращения.

Электропривод работает следующим образом.

На входах регулятора 3 частоты. вращения сравниваются сигналы U и

U и по резульатам сравнения формируется сигнал задания Н;д моментообразующей составляющей тока статора.

Сигнал задания U p тока намагничивания поступает с выхода эадатчика

4, согласуется по масштабу с помощью усилителя 5 и в виде сигнала задания

Uy для намагничивающей составляющей напряжения поступает на вход 7 формирователя 6. На входы 8 и 9 того же формирователя 6 поступают соответственно сигнал задания Ux для моментозадающей составляющей напряжения и сигнал U с выхода сумматора 10 для задания частоты тока статора.

На выходах формирователя 6 получают две системы двухфазных гармонических напряжений Uxsinat, Uycoset u, Uy sindt, U>cosdt. Укаэанные напряженйя поступают на соответствующие входы формирователя,11 фазных управляющих сигналов 11, осуществляющего формирование фаэных токов асинхронного двигателя 1.

Формирователь 14 текущего значения моментоэадающей составляющей тока статора реализует следующее вращение: где L — приведенная индуктивность обмоток (в предположении отсутствия индуктивностей рассеяния, что для двигателей серий ЧА и ДАТ выполняется с точностью

3-7Х);

r r — приведенные активные со1 и противления статора и ротора.

Иэ (1) следует, что регулирование асинхронного двигателя с постоянным

U<„ = KI sin(/t+ q).U>cosa(tгде К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Поскольку (фиг.2} sin ix/То, то из выражения (3) получают (4) " х КН 1x

KI@cos (о(t+Lf) U y 3 1по t КТд0у 8 1п р> (3}

1436263 т.е. сигнал на выходе формирователя

14 при выполнении условия U =const пропорционален текущему значению моментозадающей составляющей тока ста5 тора U;„ =i<- Сигнал U определяющий согласно (3) текущее значение абсолютного скольжения р поступает на один из входов сумматора 10. Сигнал U; поступает также на вход оп- щ ределителя 15 рассогласования (выполненного, например, в виде ПИ-регулятора)., где сравнивается с сигналом

U„>> . По результатам сравнения формируется сигнал Uz, поступающий íà вход15

8 формирователя 6 и на один из входов сумматора 16.

С помощью сумматора 16 и масштабного усилителя 17 реализуется выражение (4), обеспечивающее -получение информации о текущей частоте вращения ротора U 4, которая поступает на другой вход сумматора 10 и в ка« честве сигнала обратной связи на вход регулятора 3 частоты вращения.

Таким образом, использование вычисленной информации о моментозадающей составляющей тока статора в качестве сигнала обратной связи позволяет.регулировать в электроприводе частоту вращения ротора и величину тока статора без установки специального таходатчика, благодаря чему в сравнении с известным устройством увеличиваетсябыстродействие и улучшаются динамические характеристики. 35

Формула изобретения

Электропривод, содержащий асин" хронный двигатель, подключенный к выходам автономного инвертора, регуля тор частоты вращения задатчик тока намагничивания, .первый масштабный . усилитель, формирователь двухфазных . гармонических сигналов с двумя управляющими входами задания амплитуд сос- 45 тавляющих напряжения статора, с входом задания частоты и с двумя парами выходов, первый сумматор, формирователь фазных управляющ м сигналов и два датчика фазных тосов статора, при . этом выход задатчика гока намагничивания подключен к вхо: у первого масштабного усилителя, со-.диненного выходом с первым управляюцим входом задания амплитуды состав (яющей напряжения формирователя двухфазных гармонических сигналов, вход задания частоты которого подключен к выходу первого сумматора, а выходы — к соответствующим входам формироват-!JIB фазных управляющих сигналов, п >дключенного выходами к управляющим входам автономного инвертора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цельо упрощения конструкции и улучшения динамических характеристик за счет увеличения быстродействия, введены формирователь текущего значения моменгозадающей составляющей тока статор» с двумя парами входов, определитеяь рассогласования, второй сумматор и второй масштабный усилитель, вхоц которого объединен с первыми входаии определителя рассогласования и первого сумматора и подключен к выходу формирователя текущего значения моментообразующей составляющей тока стагора, первая пара входов которого поцключена к выходам соответствующих датчиков фазных токов статора, а вторая пара входовсоответственно к втор N паре выходов формирователя двухфазных гармонических сигналов, при этоя выход регулятора частоты вращения подключен к второму входу определите;:я рассогласования, соединенного выходом с вторым управляющим входом зацания амплитуды составляющей напряжения статора формирователя двухфазных гармонических сигналов и с первым входом второго сумматора, второй вхоц которого подключен к вьмоду второго масштабного усилителя, а выход вт:>рого сумматора — к входу регулятора частоты вращения и к второму вхоцу первого сум-. матора.

1436263

Составитель А.Жилин

Техред Л.Сердюкова корректор М.Васильева

Редактор Н.Рогулич

Заказ 5658/55

Тираж 584 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