Устройство частотного управления асинхронным электроприводом



Устройство частотного управления асинхронным электроприводом
Устройство частотного управления асинхронным электроприводом
Устройство частотного управления асинхронным электроприводом
Устройство частотного управления асинхронным электроприводом
Устройство частотного управления асинхронным электроприводом
Устройство частотного управления асинхронным электроприводом
H02P23/02 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2599529:

Общество с ограниченной ответственностью "РЕГЭН" (RU)
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-регулируемым электроприводам. Устройство управления асинхронным двигателем содержит преобразователь частоты и напряжения, управляющие входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров. Первый вход второго сумматора соединен с выходом функционального преобразователя, а второй вход - с выходом статического преобразователя. Первый вход первого сумматора соединен с источником сигнала задания и входом функционального преобразователя, а второй вход - с выходом первого статического нелинейного преобразователя. Датчики тока статорной обмотки двигателя, выходы которых соединены с первым и вторым входами функционального преобразователя тока, первый выход функционального преобразователя тока, соответствующий положительной обратной связи по току статора, соединен с входом апериодического звена первого порядка, выход которого соединен с входом статического преобразователя и с входом первого статического нелинейного преобразователя. Технический результат состоит в обеспечении эффективности корректирующей положительной обратной связи по активной составляющей тока статора при сохранении устойчивости системы управления асинхронным электроприводом. 9 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемых электроприводах. Предлагаемое устройство может быть использовано для создания автоматизированных электроприводов переменного тока с частотным управлением, испытывающих нагрузки выше номинальных, без дополнительных датчиков скорости и, в частности, для создания тягового электропривода транспортных устройств городского хозяйства, например привода троллейбуса, трамвая; горнорудной промышленности, например привода шахтного электровоза, шахтного самоходного вагона.

При использовании автоматизированных электроприводов с частотным управлением двигателями переменного тока без дополнительных датчиков скорости возникают проблемы поддержания скорости и защиты двигателя и преобразователя при нагрузках выше номинальных. Сложности управления асинхронными двигателями характерны для многодвигательных приводов, когда два и более двигателей питаются от одного преобразователя.

Скалярное частотное управление является основным видом управления, используемым в автоматизированном асинхронном электроприводе. В настоящее время, несмотря на конкуренцию с векторными способами управления, оно довольно широко распространено, т.к. позволяет решать многие технические задачи массового электропривода проще и эффективнее. При скалярном способе управления можно управлять двумя и более двигателями, к тому же он не требует дополнительных датчиков (скорости, потока). Поэтому наиболее часто в частотно-регулируемых электроприводах используется скалярное управление.

Наиболее близким является устройство частотного управления асинхронным электроприводом (патент РФ №2412526, МПК НО2Р 23/00, опубл. 20.02.2011), которое содержит асинхронный двигатель, преобразователь частоты и напряжения и функциональный преобразователь, в котором реализуется зависимость амплитуды напряжения от частоты. В устройство входят датчики тока статорной обмотки двигателя, сигналы с выходов которых подаются на входы функционального преобразователя тока, где формируются выходные сигналы, пропорциональные значению активной составляющей тока статора. Положительная обратная связь по активной составляющей тока статора, которая через статический нелинейный преобразователь корректирует амплитуду напряжения при увеличении тока, обеспечивает увеличение магнитного потока. Выходной сигнал второго статического нелинейного преобразователя меняет свой знак с плюса на минус при превышении сигнала, пропорционального активной составляющей тока статора, своего номинального значения. Это приводит к снижению задания на частоту и синхронной скорости двигателя. При этом происходит увеличение потока двигателя, а следовательно, увеличение жесткости механической характеристики. Это приводит к уменьшению скольжения двигателя в полтора-два раза, а скорость снижается на пять-семь процентов по сравнению со скоростью двигателя при начальной большей синхронной скорости двигателя. Недостаток данного устройства заключается в том, что положительная обратная связь по активной составляющей тока резко ухудшает устойчивость системы, из-за чего коэффициент усиления этой указанной обратной связи нельзя увеличить до необходимого значения, в связи с чем, ее действие, заключающееся в увеличении амплитуды подаваемого на статор двигателя напряжения, весьма ограничено. Так, при полуторакратном значении номинального тока статора (Iн) и при максимальной величине статической компенсации по активной составляющей тока статора (Ir-компенсация), в преобразователе частоты ATV32 фирмы Scheider Electric выходное напряжение увеличивается на 5 В (2,5%), в преобразователе частоты NXP фирмы Vacon - на 10 В (3%). Это связано с тем, что разработчики преобразователей опасаются нарушения устойчивости электропривода. В результате чего действие Ir-компенсации до 1,5Iн практически не сказывается на работе электропривода, а для поддержания скорости двигателя при изменяющейся нагрузке рекомендуется применять систему управления, замкнутую по скорости вращения вала двигателя. Это требует наличия датчиков скорости, которые можно установить далеко не на все механизмы, либо системы косвенного вычисления скорости, требующей больших вычислительных мощностей и не работающей на низких частотах вращения (0-10 Гц).

Однако для целого ряда электроприводов механизмов (преимущественно военного назначения) такой точности недостаточно. Для таких механизмов требуется поддерживать скорость с точностью до 1-2% при значительных изменениях нагрузки.

Авторы провели исследования асинхронного электропривода с преобразователем частоты ATV 71. Режим поддержания скорости исследовался в замкнутой по скорости системе и в разомкнутой с максимальным коэффициентом «Ir-компенсации», которая должна обеспечивать поддержание скорости при увеличении нагрузки.

В замкнутой по скорости системе амплитуда напряжения на статоре увеличилась на 40 В, а частота напряжения - на 7 Гц, при этом скорость при набросе нагрузки снизилась на 1%.

В разомкнутой системе снижение скорости при той же нагрузке составило 30%, т.к. напряжение увеличилось на 5 В, а частота напряжения - на 1 Гц. Это произошло из-за того, что коэффициент «Ir-компенсации» не достаточен для поддержания скорости в необходимом диапазоне изменения нагрузки. Увеличить его до необходимой величины возможности нет, т.к. безынерционная положительная обратная связь с таким коэффициентом приведет к неустойчивости электропривода.

Техническая задача изобретения направлена на обеспечение эффективности корректирующей связи по току статора при сохранении устойчивости системы управления асинхронным электроприводом.

Под эффективностью понимается поддержание скорости вращения вала двигателя с точностью до 2-3% при нагрузке до 2Iн для электродвигателей с номинальным скольжением до 10% и при нагрузке до 1,5Iн - со скольжением от 10% до 15%. Для этого необходимо обеспечить при 1,5Iн увеличение питающего двигатель напряжения не менее 30-40 В.

Технический результат изобретения - поддержание заданной скорости вращения асинхронного электродвигателя с погрешностью не более 2-3% при изменении нагрузки в широких пределах, в том числе при увеличении приложенного к приводу механического момента до полуторакратного значения номинального момента электродвигателя и, соответственно, увеличении тока статора до 1,5Iн.

Техническая задача достигается тем, что в устройстве управления асинхронным двигателем, содержащем асинхронный двигатель и преобразователь частоты и напряжения, управляющие входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, первый вход второго сумматора соединен с функциональным преобразователем, вход которого соединен с источником сигнала задания, а второй вход - с выходом статического преобразователя, первый вход первого сумматора соединен с источником сигнала задания, а второй вход - с выходом первого статического нелинейного преобразователя, а также датчики тока статорной обмотки двигателя, выходы которых соединены с первым и вторым входами функционального преобразователя тока, согласно изобретению первый выход функционального преобразователя тока, соответствующий положительной обратной связи по току статора, соединен с входом апериодического звена первого порядка, выход которого соединен с входом статического преобразователя и с входом первого статического нелинейного преобразователя.

Заявленное устройство представлено на следующих фигурах: на фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом, на фиг. 2 представлена структурная схема АЭП с положительной обратной связью, на фиг. 3 представлены переходные процессы при набросе нагрузки, на фиг. 4 представлены переходные процессы колебательной системы, на фиг. 5 представлена преобразованная структурная схема электропривода, на фиг. 6 представлены частотные характеристики неизменяемой части электропривода, на фиг. 7 представлена преобразованная упрощенная структурная схема, на фиг. 8 представлены частотные характеристики при звене положительной обратной связи (ПОС) WX=k, на фиг. 9 представлены частотные характеристики при звене ПОС .

На фиг. 1 обозначены следующие элементы:

1 - функциональный преобразователь;

2 - первый сумматор;

3 - второй сумматор;

4 - статический преобразователь;

5 - первый статический нелинейный преобразователь;

6 - преобразователь частоты и напряжения;

7 - апериодическое звено первого порядка;

8 - датчик тока фазы А;

9 - датчик тока фазы С;

10 - функциональный преобразователь тока;

11 - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Данный вариант используется в тех случая, когда невозможна установка датчиков скорости, либо в многодвигательных приводах, когда два и более двигателя питаются от одного преобразователя.

Устройство управления асинхронным двигателем (фиг. 1) содержит асинхронный двигатель 11 и преобразователь частоты и напряжения 6. Управляющие входы uf и uu, которые определяют значения частоты f1 и напряжения U1 на выходе преобразователя частоты и напряжения 6, соединены соответственно с выходами второго 3, и первого 2 сумматоров. На первый вход первого 2 сумматора подается сигнал задания uy, а на первый вход второго сумматора 3 этот сигнал проходит через функциональный преобразователь 1, в котором реализуется зависимость амплитуды напряжения от частоты, и на выходе формируется сигнал u0. В устройство входят датчики тока статорной обмотки двигателя 8 и 9, сигналы с выходов которых подаются на входы функционального преобразователя тока 10, где формируется выходной сигнал I1a пропорциональный активной составляющей тока статора. Сигнал I1a подается на вход апериодического звена 7 с постоянной времени Т, выход которого подается на вход статического преобразователя 4 и на вход первого статического нелинейного преобразователя 5, характеристика которого представлена на фиг. 3. Выход первого статического нелинейного преобразователя 5 соединен со вторым входом первого сумматора 1. Сигнал на выходе первого статического нелинейного преобразователя 5 меняет свой знак с плюса на минус при превышении сигнала, пропорционального активной составляющей тока статора, своего номинального значения. Выход статического преобразователя 4 соединен со вторым входом второго сумматора 3.

Устройство работает следующим образом.

Положительная обратная связь по активной составляющей тока статора корректирует одновременно сигнал канала напряжения и сигнал канала частоты. По мере увеличения момента статической нагрузки асинхронного двигателя 11 и соответствующего увеличения тока статора на вход второго сумматора 3 поступает дополнительный сигнал u4, увеличивающий сигнал uu, определяющий значение напряжения на выходе преобразователя частоты, этот дополнительный сигнал формируется с задержкой времени, определенной постоянной времени апериодического звена. Связь между u4 и I1a определяется следующим образом:

где u4 - выходной сигнал статического преобразователя 4; uu - входной сигнал преобразователя частоты и напряжения 6, определяющий значение напряжения на выходе; k4 - коэффициент усиления статического преобразователя 4, k0 - коэффициент усиления функционального преобразователя 1, uy - сигнал задания, I1a - активная составляющая тока статора, ТР - постоянная времени апериодического звена.

В итоге по мере увеличения тока статора увеличивается напряжение на выходе преобразователя частоты 6 не мгновенно, а через время, определенное характеристиками апериодического звена. Повышение напряжения на обмотках статора асинхронного двигателя 11 способствует полной компенсации падения напряжения на полном их сопротивлении и, в результате, увеличению потока намагничивания асинхронного двигателя 1. Чем больше k4 и k5, тем точнее работает коррекция. Предел увеличения коэффициентов k4 и k5 определяется условиями устойчивости замкнутой системы управления, которые допускают значительно большие значения коэффициентов k4 и k5, чем в устройстве-прототипе.

В прототипе при превышении активной составляющей тока статора своего номинального значения, но когда еще ток статора не превышает своего допустимого значения, меняется знак обратной связи в канале регулирования частоты. При этом происходит снижение токов статора и ротора, снижаются потери в двигателе и сохраняется работоспособность привода. Однако эффективная работы этих связей нарушает устойчивость электропривода. Введение в эту связь апериодического звена первого порядка позволяет обеспечить устойчивость электропривода при необходимом значении коэффициентов k4 и k5.

Устойчивость системы с положительной обратной связью подтверждается математическим моделированием и аналитическими расчетами. На фиг. 2 представлена упрощенная структурная схема электропривода с положительной обратной связью по току. Если исходная схема имеет достаточный запас устойчивости, то в процессах отсутствует колебательность. При набросе нагрузки в системе возникает большая ошибка по скорости (диаграмма 1, фиг. 3). Безынерционная ПОС компенсирует ошибки, но ухудшает устойчивость (диаграмма 2, фиг. 3), введение фильтра первого порядка в ПОС возвращает качество переходных процессов и сохраняет компенсацию ошибки (диаграмма 3 фиг. 3)

Если исходная система колебательная (диаграмма 1, фиг. 4), то безынерционная ПОС приводит к асимптотической неустойчивости (диаграмма 2, фиг. 4), а введение фильтра первого порядка - к расходящимся колебаниям (диаграмма 3, фиг. 4), причем результат мало зависит от его параметров. Только введение в ПОС фильтра второго порядка возвращает системе устойчивость (диаграмма 4, фиг. 4).

Приведенные результаты показывают принципиальную возможность и перспективу коррекции динамики САУ положительными обратными связями, в том числе, и исходных колебательных структур. При этом реализовать такую связь значительно проще, чем провести декомпозицию контуров отрицательными обратными связями.

Анализ приведенной выше структуры позволяет пояснить механизмы взаимодействия обратных связей - положительной (ПОС) и отрицательной (ООС).

Исходную схему электропривода с положительной обратной связью по току путем преобразований можно представить в виде, изображенном на фиг. 5.

W1 - аналог цепей статора, звено, как правило, близкое к инерционному с частотой среза от 100 до 1000 рад/с. W2 - звено, близкое к интегрирующему, описывающее связь между токами статора и угловой скоростью вращения вала (в АД в этом звене присутствует нелинейный компонент), отрицательная обратная связь ООС - это связь по ЭДС двигателя WX - подбираемое корректирующее звено с ПОС.

Частотная характеристика системы электропривода без ПОС представлена на фиг. 6.

Если ТД звена и ТЯ звена близки, то система будет колебательной, если ТД и ТЯ отдалены друг от друга, то процессы - монотонны.

При этом ЛЧХ и ФЧХ в зоне малых частот отражают работу ЭДС в приводе, а в зоне больших - ПОС компенсирует статическую ошибку как показано выше, но нарушает устойчивость системы. Для удобства преобразований это явление образуется в виде структурной схемы электропривода с положительной обратной связью по току (фиг. 7).

Здесь W1(2) - звено с характеристиками, представленными на фиг. 2; WX·-(-1) - звено с АЧХ такой же звено, как и WX·(-1). φX(-1)=-φX+180.

Устойчивость структуры, приведенной на фиг. 5, определяется по критерию Найквиста - на частоте, на которой АЧХ звеньев будет звонить [W1(2)·WX], будет равна единице, суммарная фаза звеньев.

Рассмотрим варианты WX, использованные при моделировании.

A. WX=k. Частотные характеристики системы электропривода с положительной обратной связью по току приведены на фиг. 8.

Очевидно из характеристик, что условия «+» всегда будут выполняться в зоне ωС1 и никогда - в зоне ωС2, т.к. φ1(2)>0 в зоне ωC1 и φ1(2)<0 в зоне ωC2, а φX=0 всегда. То есть, ПОС компенсирует действие противо-ЭДС, что отражается в улучшении статики, но приводит к неустойчивости из-за процессов в статорной цепи.

Б. - инерционное звено первого порядка. Частотные характеристики электропривода с положительной обратной связью по току приведены на фиг. 9.

Частота среза ωC1 не меняется, как и частотные характеристики вблизи нее, а на высоких частотах происходят существенные изменения: ωC2 уменьшается, а фаза звена в ПОС становится отрицательной и при определенных условиях вполне может стать такой, что выполнится условие «+».

Все вышеизложенное подтверждает, что правильно выбранная ПОС позволяет не только компенсировать ошибку в статике, но и скорректировать динамику - устранить колебательность, вызванную противо-ЭДС и улучшить быстродействие, так как корректируются низкочастотные области частотной характеристики привода.

Динамическое звено, корректирующее положительную обратную связь по току статора асинхронного двигателя, обеспечивает технический результат полезной модели, так как увеличивает амплитуду напряжения на статоре двигателя до таких значений, которые при больших нагрузках (до полуторакратного номинального момента электродвигателя) обеспечивает погрешность в поддержании скорости вращения асинхронного электродвигателя не выше 2-3%, при сохранении устойчивости системы электропривода с положительной обратной связью по току.

Устройство управления асинхронным двигателем, содержащее асинхронный двигатель и преобразователь частоты и напряжения, управляющие входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, первый вход первого сумматора соединен с источником сигнала задания, а второй вход - с выходом первого статического нелинейного преобразователя, первый вход второго сумматора соединен с функциональным преобразователем, вход которого соединен с источником сигнала задания, а второй вход - с выходом статического преобразователя, а также датчики тока статорной обмотки двигателя, выходы которых соединены с первым и вторым входами функционального преобразователя тока, отличающегося тем, что первый выход функционального преобразователя тока, соответствующий положительной обратной связи по току статора, соединен с входом апериодического звена первого порядка, выход которого соединен с входом статического преобразователя и с входом первого статического нелинейного преобразователя.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к кондиционеру воздуха и способу управления кондиционером. Кондиционер содержит: схему конвертера; схему инвертера для функционирования двигателя, который приводит в действие компрессор; схему управления инвертером, которая приводит в действие схему инвертера, и термодатчик, который детектирует температуру наружного воздуха, вводимую в схему управления.
Изобретение относится к способу управления линейным электродвигателем, используемым в качестве привода погружного плунжерного насоса для добычи нефти. Технический результат заключается в обеспечении максимальной производительности насосной установки при заданной мощности электродвигателя и в повышении надежности его работы.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для привода вентиляторов, насосов и т.д. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам переменного тока периодического движения. Электропривод колебательно-вращательного движения содержит двухфазный асинхронный двигатель, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока, а обмотка управления к выходу инвертора напряжения, преобразователь напряжение-частота, частотный демодулятор, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения, фазовое звено и два сумматора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу и устройству управления генератором, приводимым двигателем внутреннего сгорания, установленным с возможностью работы в параллель.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к колебательным электроприводам переменного тока. Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения содержит источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, фазовое звено, фазовый детектор, электронный ключ и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленности и на транспорте в системах электропривода с прямым управлением моментом асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к способам для управления тяговой системой транспортных средств с электротягой. Способ управления асинхронными тяговыми двигателями включает вычисление текущих значений электромагнитного момента и потокосцепления статора в блоке DTC (Direct Torque Control) по двигателю первой оси тележки.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу переменного тока с режимом динамического торможения асинхронного двигателя. При отказе механического тормоза при аварийной остановке применяется электрический тормоз - электропривод переходит в режим регулируемого динамического торможения.

Группа изобретений относится к устройствам или способам управления двигателями переменного тока. Способ импульсного регулирования электрического дифференциала переменного тока (ЭД) включает в себя то, что собирают статорные обмотки двух асинхронных двигателей в общий треугольник.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления в электроприводе с синхронными гистерезисными двигателями. Техническим результатом является предотвращение возникновения незатухающих колебаний активной мощности во всех режимах работы синхронного гистерезисного двигателя. Устройство для электропитания синхронного гистерезисного двигателя содержит инвертор, датчик тока, включенный в цепь выходного тока инвертора, задающий генератор и блок выделения низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора синхронного гистерезисного двигателя, вход которого соединен с выходом датчика тока, а его выход - с входом управления частотой задающего генератора и с входом управления величиной выходного напряжения инвертора. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленности и на транспорте в системах электропривода с прямым управлением моментом асинхронных двигателей (АД). Способ двухзонного регулирования скорости асинхронного двигателя, использующий прямое управление моментом. Техническим результатом является обеспечение двухзонного регулирования асинхронного двигателя в системе прямого управления моментом при более полном использовании двигателя по нагреву и мощности. В способе двухзонного регулирования скорости асинхронного электропривода определение ограничения задания на момент, вычисленного регулятором скорости, производится путем деления заданной мощности на частоту вращения ротора двигателя, причем величина заданной мощности определяется в зависимости от температуры обмотки статора двигателя, вычисляемой по модели или измеряемой датчиком температуры, по следующей формуле: где Pз - заданная мощность, Pн - номинальная мощность двигателя; θдоп - допустимая температура обмотки статора; t0 - текущая температура обмотки, а задание на потокосцепление статора определяется в первой и второй зоне регулирования по значению задания на момент на основе заранее рассчитанной зависимости потокосцепления статора от момента двигателя, обеспечивающей минимальное значение тока статора при заданном моменте и имеющей вид кривой с насыщением. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического управления нестационарными объектами - системах адаптивного управления электроприводом. Технический результат заключается в повышении точности и запасов устойчивости по амплитуде и фазе системы управления электродвигателем при действии на него координатно-параметрических помех. Система адаптивного управления электродвигателем дополнительно содержит ассоциативную память, дифференциатор, два блока умножения, три сумматора, цифровой датчик угловой скорости, три усилителя, два блока задержки, три блока определения модуля. Выход цифрового датчика угловой скорости через последовательно соединенные первый блок задержки, второй блок задержки, третий сумматор, первый блок определения модуля, ассоциативную память, первый блок умножения подключен ко второму входу второго сумматора, выход которого через цифро-аналоговый преобразователь соединен с входом электродвигателя, а через последовательно соединенные второй усилитель, четвертый сумматор, второй блок определения модуля - ко второму входу ассоциативной памяти. Выход цифрового датчика угловой скорости соединен с вторыми входами первого и четвертого сумматоров, а через последовательно соединенные пятый сумматор, третий блок определения модуля, ассоциативную память и второй блок умножения - с третьим входом второго сумматора. Выход первого блока задержки соединен со вторыми входами третьего и пятого сумматоров. Выход первого сумматора подключен через третий усилитель ко второму входу первого блока умножения, а через последовательно соединенные четвертый усилитель и дифференциатор - ко второму входу второго блока умножения. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронным двигателем с постоянными магнитами. Техническим результатом является - приведение в действие поворотного электродвигателя в эффективной рабочей точке. В способе управления первичным магнитным потоком в соответствии с крутящим моментом осуществляют изменение значения команды первичного магнитного потока в соответствии с крутящим моментом для надлежащего управления посредством этого фазой тока при управлении первичным магнитным потоком. Применительно к некоторому крутящему моменту Т в тех случаях, когда амплитуда Λδ первичного магнитного потока принимает значение Λδ0(Т), амплитуда ia тока якоря минимизируется. При этом обеспечивается управление с максимальным крутящим моментом/током. Таким образом, значение Λδ0(Т) используется в качестве амплитуды значения команды первичного магнитного потока для выполнения управления первичным магнитным потоком, благодаря чему ток якоря определяется автоматически. То есть фаза β тока определяется однозначно. Одним словом, управление фазой β тока осуществляется для получения желаемой фазы в соответствии с крутящим моментом Т, чтобы поворотный электродвигатель приводился в действие в эффективной рабочей точке в соответствии с крутящим моментом. 14 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при регулировании параметров сложных электромеханических систем, например электроприводов постоянного и переменного тока. Технический результат: улучшение динамической точности и сокращение аппаратных или программных затрат при технической реализации системы. Способ компенсации влияния гармонических колебаний момента нагрузки в электромеханической системе заключается в исследовании спектрограммы скоростей электромеханической системы, выделении частоты наиболее существенного возмущения, вычислении полинома, формирующего математическую модель возмущения, введении этого полинома сомножителем в знаменатель передаточной функции регулятора, синтезе коэффициентов регулятора и обратных связей внутреннего контура. При этом математическая модель возмущения делится на интегральную и колебательную составляющие. Устройство, реализующее способ, содержит последовательно соединенные внеконтурный формирователь, первый элемент сравнения, регулятор, второй элемент сравнения, интегратор, третий элемент сравнения, силовой преобразователь, подключенный к электродвигателю постоянного тока, измерительный блок, выполненный с возможностью измерения напряжения силового преобразователя, тока и скорости двигателя постоянного тока. Выходы измерительного блока соединены обратной связью по напряжению, току и скорости через соответствующие безынерционные звенья обратной связи по напряжению с коэффициентом передачи К1, по току с коэффициентом передачи К2, по скорости с коэффициентом передачи К3, с соответствующими инвертирующими входами третьего элемента сравнения, при этом выход блока измерения по скорости дополнительно подключен и инвертирующим входам первого и второго элементов сравнения.. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, машиностроении, коммунальном хозяйстве и в иных отраслях народного хозяйства для автоматизации плавного пуска высоковольтных электродвигателей (мощностью до десятков МВт) напряжением 6-10 кВ. Техническим результатом является увеличение надежности работы всей схемы за счет обеспечения возможности запуска основного высоковольтного асинхронного электродвигателя напрямую от сети при выходе из строя низковольтного трехфазного регулятора напряжения (НТРН); оптимальное задание динамики разгона и регулирование частоты вращения основного высоковольтного асинхронного электродвигателя (ВАД), что повышает качество переходных процессов и процессов пуска основного ВАД; обеспечение минимума электромагнитных потерь в основном ВАД. Устройство адаптивного управления плавным пуском высоковольтных электроприводов содержит выключатели и шину питания, участки кабельных линий, высоковольтные асинхронные электродвигатели - резервный и основной. В устройство дополнительно введены основная линия автоматизации с дополнительными коммутационными аппаратами (контакторы и выключатели), понижающим и повышающим трансформаторами для согласования высокого напряжения (6 кВ) и низкого напряжения питания (0,4 кВ), низковольтный трехфазный регулятор напряжения, резервный участок кабельной линии с выключателем, контактором и магнитным пускателем, для запуска основного ВАД при выходе из строя НТРН, а для задания динамики разгона основного ВАД и регулирования частоты его вращения введены датчики частоты вращения, напряжения и тока статора и сумматор в цепи обратной связи и предусмотрен режим плавного пуска основного высоковольтного асинхронного электродвигателя. Система интеллектуально-фазового управления (СИФУ) получает информацию с датчиков частоты вращения, напряжения и тока статора и управляет основным (ВАД) по минимуму в нем электромагнитных потерь, что обеспечивает минимизацию потребляемой электроэнергии в переходных режимах и процессах пуска. 1 ил.:

Изобретение относится к электротехнике и и может быть использовано для привода различных устройств в прецизионном приборостроении, в оптических системах, в системах нанотехнологий. Технический результат состоит в упрощении управления и повышении надежности и уменьшении габаритов. Устройство управления пьезоэлектрическим актюатором содержит рабочие электроды, установленные на его одних противоположных гранях. Пьезодвигатель содержит усилитель напряжения, блок задания частоты, соединенный с элементом сравнения и с блоком регулирования управляющего напряжения. Мостовая измерительная цепь состоит из первого и второго резисторов, образующих два противоположных ее плеча, четырех конденсаторов, второй и третий из которых образуют два других противоположных плеча, а первый и четвертый конденсаторы подключены параллельно первому и второму резистору соответственно. Также введены блок формирования управляющего напряжения, интегратор, компаратор, усилитель тока и оптопара. Электроды первого и четвертого конденсаторов имеют гребенчатую форму и сформированы на других противоположных гранях пьезоэлемента, параллельных направлению перемещения. Первый вывод измерительной диагонали мостовой измерительной цепи соединен с первым входом интегратора, а ее второй вывод соединен со вторым входом интегратора и вторым входом компаратора. Выход интегратора подключен к первому входу компаратора. Выход компаратора соединен со входом усилителя тока, с третьим входом интегратора и первым выводом питающей диагонали мостовой измерительной цепи, второй вывод которой соединен с общей шиной питания. Выход усилителя тока подключен к входу оптопары, а ее выход соединен со вторым входом элемента сравнения и с первым входом блока задания частоты, имеющего второй вход для подачи сигнала управления. Выход блока задания частоты соединен с первым входом элемента сравнения и со вторым входом блока регулирования управляющего напряжения, а его выход через блок формирования управляющего напряжения соединен со входом усилителя напряжения, выходные выводы которого подключены к выводам пьезоактюатора. 8 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях энергии. Техническим результатом является повышение надежности функционирования за счет обеспечения требуемого значения тока. Полупроводниковое устройство преобразования энергии включает в себя: полупроводниковый преобразователь (4) энергии, который выполняет преобразование энергии с использованием коммутирующих элементов (42-1 - 42-6) и подает питание на нагрузку (5); блок (1) вычисления команд управления напряжением преобразователя, которое выдает величину Vref команды управления напряжением, которая управляет полупроводниковым преобразователем (4) энергии; блок (2) управления напряжением, который накладывает второе значение команды управления напряжением на значение Vref команды управления напряжением для генерации значения Vref2 команды управления напряжением; блок (3) генерации ШИМ-сигнала, который генерирует стробирующий сигнал для управления приведением в действие коммутирующих элементов (42-1 - 42-6) на основании значения Vref2 команды управления напряжением и выдает стробирующий сигнал на полупроводниковый преобразователь (4) энергии; и шунтирующий блок (6), который подключается к полупроводниковому преобразователю (4) параллельно с нагрузкой (5) и ответвляет ток с частотой второго значения команды управления напряжением от выходного тока Iout, который выдается из полупроводникового преобразователя (4) на нагрузку (5). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к контроллерам синхронных двигателей с разделенными фазами и датчиками положения ротора, содержащим, по меньшей мере, один силовой переключатель с устройством управления и источник питания постоянного тока в средней точке разделенных фазных обмоток двигателя, снабженный компонентой бесперебойного питания источника. Компонента бесперебойного источника питания постоянного тока содержит, по меньшей мере, один отвод от разделенных фазных обмоток двигателя и предотвращает срыв работы источника питания, когда, по меньшей мере, один силовой переключатель включен и находится в проводящем состоянии. Технический результат состоит в повышении к.п.д. и технологичности. 4 н. и 49 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах преобразования мощности. Техническим результатом является осуществление преобразования мощности с помощью двухплечевого управления ШИМ-модуляцией с высокой универсальностью, которое может ослаблять ограничения на коэффициент мощности и может эффективно использовать свои возможности независимо от коэффициента мощности. Устройство преобразования мощности преобразует трехфазную мощность АС в мощность DC с помощью двухплечевого управления ШИМ-модуляцией и содержит главную цепь (1), которая состоит из множества переключающих элементов, соединенных в ней по мостовой схеме; блок (2) формирования команды напряжения, который формирует значение команды напряжения для главной цепи (1); блок (3) регистрации тока, который регистрирует, по меньшей мере, один из выходных токов главной цепи (1); блок (4) вычисления коэффициента мощности, который вычисляет коэффициент мощности на основе выходного тока и значения команды напряжения; блок (5) формирования несущего сигнала, который формирует несущий сигнал частоты, соответствующей коэффициенту мощности; и блок (6) формирования ШИМ-сигнала, который сравнивает значение команды напряжения и несущий сигнал для формирования ШИМ-сигнала, который осуществляет управление переключением переключающих элементов. 8 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-10-10 2016-10-10T09:29:32
Наверх