Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу, построенному на базе асинхронного электродвигателя. Целью дополнительного изобретения является повышение качества регулирования путем увеличения быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в электропривод введены блок 11 вычисления знака фазовой ошибки, формирователь 12 гармонических функций, интегратор 13, а блок заданий 5 дополнительно снабжен двумя парами входов, подключенных к соответствующим выходам формирователя 12. Входы блока 11 подключены к выходам блока 9 восстановление ЭДС ротора асинхронного электродвигателя 1. При этом в сравнении с основным изобретением по информации о векторе ЭДС ротора определяется единичный вектор ЭДС ротора и производится по нему ориентация вектора задания тока статора, благодаря чему осуществляется раздельное регулирование момента и потока и повышается быстродействие. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (I 1) (s()s Н 02 Р 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)15523 33) (21) 4677874/24 (22) 11.04.89 (46) 30.08.91, Бюл. М 32 (71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина (72) Н.Л.Архангельский, Б.С.Курнышев,.

С.К.Лебедев, B,В.Пикунов и А.Б.Виноградов (53) 621.316.718 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1552333, кл. Н 02 P 7/42, 1988. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприво- .ду, построенному на базе асинхронного электродвигателя. Целью дополнительного изобретения является повышение качества регулирования путем увеличения быстроИзобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу, построенному на базе асинхро)(ного электродвигателя.

Целью изобретения является повышение качества регулирования путем увеличения быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2-схема блока вычисления знака фазовой ошибки; на фиг. 3 — схема блока задания: на фиг. 4— векторные диаграммы.

Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 (фиг, 1), подключенный статорными обмотками к автономному инвертору напряжения 2, выполненному с тремя управляющими входами, датчик 3 токов статора асинхронного электродвигателя 1, действия, Указанная цель достигается тем, что в электропривод введены блок 11 вычисления знака фазовой ошибки, формирователь 12 гармоничных функций, интегратор

13, а блок заданий 5 дополнительно снабжен двумя парами входов, подключенных к соответствующим выходам формирователя

12. Входы блока 11 подключены к выходам блока 9 восстановление ЭДС ротора асинхронного электродвигателя 1. При этом в сравнении с основным изобретением по информации о векторе ЭДС ротора определяьтся единичный вектор ЭДС ротора и производится по нему ориентация вектора задания тока статора, благодаря чему осуществляется раздельное регулирование момента и потока и повышается быстродействие. 4 ил. выполненный с двумя выходами, блок сравнения 4, выполненный с двумя выходами и двумя парами входов, первая из которых подключена к выходам блока задания 5, выполненного с двумя парами входов, блок 6 определения знаков токовых ошибок, снабженныйый тремя входами и тремя выходами.

Выходы блока сравнения 4 подключены к входам блока 7 вычисления линейных комбинаций токовых ошибок, выходы которого подключены к входам блока 6 определения знаков токовых ошибок, выходы которого подключены к управляющим входам авто. номного инвертора напряжения 2, Электропривод содержит также блок 8 восстановления токов статора, выполненный с двумя парами входов и двумя выходами, блок 9 восстановления ЭДС ротора, 1674341

45 (2) 50

55 выполненный с двумя парами входов и двумя выходами, датчик 10 напряжений статора асинхронного электродвигателя 1, выполненный с двумя выходами, которые подключены к объединенным пофаэно входам первых пар входов блока 8 восстановления тока статора и блока 9 восстановления ЭДС ротора, вторая пара входов которого подключена к выходам датчика 3 токов статора асинхронного электродвигателя 1. Выходы блока 9 восстановления ЭДС ротора подключены ко второй паре входов блока 8 восстановления тока статора, выходы которого подключены ко второй паре входов блока сравнения 4. В электропривод введены блок11 вычисления знака фазовой ошибки, снабженный двумя парами входов и одним выходом, формирователь 12 гармоничных функций с двумя парами выходов и входом, подключенным к выходу интегратора 13, вход которого подключен к выходу блока 11 вычисления знака фазовой ошибки, первая пара входов которого подключена к выходам блока 9 восстановления ЭДС ротора, а вторая пара входов объединены пофазно с входами первой пары входов блока 5 задания и подключена к первой паре выходов формирователя 12 гармонических функций, вторая пара выходов которого подключена ко второй паре входов блока 5 задания, Блок 11 вычисления знака фазовой ошибки содержит два перемножителя 14, 15 (фиг. 2), сумматор 16 и релейный элемент17, выход которого образует выход названного блока, а вход подключен к выходу сумматора 16, входы которого подключены к выходам перемножителей 14, 15, первые и вторые входы которых образуют соответственно первую и вторую пары входов названного блока.

Блок задания 5 содержит элемент 18 (фиг. 3) задания момента, элемент 19 задания потока, четыре перемножителя 20 — 23 и два сумматора 24, 25, выходы которых oGpaзуют выходы блока задания 5, Выход элемента 18 задания момента подключен к объединенным первым входам первого и третьего перемножителей 20, 22, вторые входы которых образуют первую пару входов блока задания 5, а выходы подключены к первым входам сумматоров 24, 25. Выход элемента 19 задания потока подключен к объединенным первым входам второго и четвертого перемножителей 21, 23, вторые входы которых образуют вторую пару входов блока задания 5, а выходы подключены ко вторым входам сумматоров 24, 25.

Электропривод работает следующим образом. Датчик 3 токов статора вырабаты5

40 вает сигналы JA, Jc, ïðîïoðöèîíàëüíûå фазным токам статора асинхронного двигателя 1. Датчик 10 напряжений статора вырабатывает сигналы UA, Uc, пропорциональные фазным напряжениям статора.

Сигналы UA, Uc поступают с выходов датчика 10 напряжения статора на объединенные пофазно входы первых пар входов блока 8 восстановления токов статора и блока 9 восстановления ЭДС ротора. Сигналы JA, Jc поступают с выходов датчика 3 токов статора на вторую пару входов блока 9 восстановления ЭДС ротора, который формирует на выходе сигналы Ед, (c пропорциональные оценкам фазных значений ЭДС ротора. С выхода блока 9 восстановления ЭДС ротора сигналы Ед, Ес поступают на объединенные пофазно входы первой пары входов блока

11 вычисления знака фазовой ошибки и второй пары входов блока 8 восстановления тока статора„который формирует на выходе сигналы iA, lc пропорциональные оценкам фазных токов статора асинхронного двигателя 1. На вторую пару входов блока 11 вычисления знака фаэовой ошибки поступают сигналы ед, ес с первой пары выходов формирователя 12 гармонических функций, пропорциональные проекциям единичного вектора ЭДС ротора на оси А и С трехфазной системы координат АВС. Блок 11 вычисления знака фазовой ошибки формирует выходной сигнал sign Л р по следующему уравнению л п

signh р = sign(EceA — Едес), (1) Сигнал sign Л р представляет собой знак фазовой ошибки между вектором ЭДС ротора Е(Ед, Ев, Ес) (фиг. 4) и единичным вектором ЭДС ротора е(ед, ев, ec), что следует иэ рассмотрения выражения для знака модуля векторного произведения векторов

Еие:

/ л

J1

sign l Е х е = sign(3 (Есед — Едес)) =

= s i g n(EceA — Еде с), в то же время

sign Е х е l = sign(IEl lel sin hp) (3) где Лр =p-po — фазовая ошибкамежду Е ие; р- угол, характеризующий фазовое положение вектора Е в системе координат

АВС; ро — угол. характеризующий фазовое положение вектора е в системе координат

АВС (фиг, 4).

1674341

В ортогональной системе координат, ориентированной по вектору е

sign(sin Лp) = sign h, р, (4)

5 где — z< Ap 0.

Выражение (3) с учетом выражений (4) и 10 (5) примет вид

sign I Е х е I = sign Л p . (6)

Иэ сопоставления уравнений (2) и (6) 15 следует справедливость выражения (1).

С выхода блока 11 вычисления знака фаэовой ошибки сигнал sign Лу поступает на вход интегратора 13, который формирует выходной сигнал Ъ. Этот сигнал поступает 20 на вход формирователя 12 гармонических функций, который формирует выходные сигналы ед, ес, ед, ес по следующим уравнениям:

25 ед = cos уъ, ес = sin (pi — л/6 ), ед = sin ро, ес = cos (po — л/6 ) .

С выхода формирователя 12 гармонических функций сигналы ед, ес. ед, ес поступа.ют на входы блока задания 5, который формирует выходные сигналы IAz, Icz no следующим уравнениям:

IAz = eAMz+ eA I у г I z, Icz = ecMz — ес фг I z, где Mz — задание электромагнитного момен40 та;

I ф Iz — задание модуля вектора потокосцепления ротора.

С выхода блока задания 5 сигналы IAz.

Icz поступают на первую пару входов блока сравнения 4, на вторую пару входов которого поступают сигналы IA, Ic с выходов блока

8 восстановления токов статора, 50

Блок сравнения 4 формирует сигналы

Ьд, Ьс, которые поступают на входы блока 7 вычисления линейных комбинаций токовых ошибок, который формирует выходные сигналы S>, Sz, $з. Эти сигналы поступают на входы блока 6 определения знаков токовых ошибок, который формирует выходные сигналы U>, Uz, 0з, поступающие на управляющие входы автономного инвертора напряжения.

Таким образом, введение блока 11 вычисления знака фазовой ошибки, формирователя 12 гармонических функций, интегратора 13 и снабжение блока задания

5 двумя парами входов позволяет по информации о векторе ЭДС ротора определять единичный вектор ЭДС ротора, производить по нему ориентацию вектора задания тока статора и вести разделительное регулирование момента и потока, благодаря чему обеспечивается более высокое быстродействие.

Формула изобретения

Электропривод по авт. св, М 1552333, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования путем увеличения быстродействия, введены формирователь гармонических функций с двумя парами выходов, интегратор и блок вычисления знака фазовой ошибки с двумя парами входов, а блок задания снабжен элементом задания момента, элементом задания потока, четырьмя перемножителями, двумя сумматорами, выходы которых образуют выходы блока задания, при этом выход элемента задания момента подключен к объединенным первым входам первого и третьего перемножителей, вторые входы которых образуют первую пару входов блока адания, выход элемента задания потока подключен к объединенным первым входам второго и четвертого перемножителей, вторые входы которых образуют вторую пару входов блока задания, выходы первого и второго перемножителей подключены к входам первого сумматора, а выходы третьего и четвертого перемножителей — к входам второго сумматора, выходы сумматоров образуют выходы блока задания, блок вычисления знака фазовой ошибки снабжен двумя перемножителями, сумматором и релейным элементом, выход которого образует выход названного блока, выходы перемножителей подключены к входам сумматора, соединенного выходом с входом релейного элемента, первые входы перемножителей образуют первую пару входов блока вычисления знака фазовой ошибки, подключенную к выходам блока восстановления ЭДС ротора, вторые входы перемножителей образуют вторую пару входов названного блока, объединенную пофазно с первой парой входов блока задания и подключенную к первой паре выходов формирователя гармонических функций, вторая пара выходов которого подключена ко второй паре входов блока задания, выход блока вычисления знака фаэовой ошибки подключен через интегратор ко входу формирователя гармонических функций, 1674341

1674341 юг. С

Составитель А.Жилин .Редактор Т.Орловская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Кучерявая

Заказ 2933 Тираж 341 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101