Следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем



Следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем
Следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем
Следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем
Следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем
Следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем
H02P27/06 - 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 2621716:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с асинхронными исполнительными двигателями. Техническим результатом является повышение быстродействия следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем. Следящий электропривод содержит первый и второй блоки задания, интегральный регулятор, блок деления, первый и второй регуляторы тока, преобразователь координат, блок дифференцирования, блок интегрирования, сумматор, силовой преобразователь, асинхронный электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик тока, датчик положения и пропорционально-дифференциальный регулятор. Предлагаемый электропривод позволяет повысить быстродействие следящих систем с асинхронными исполнительными двигателями. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с асинхронными исполнительными двигателями.

Наиболее близким по технической сущности является следящий электропривод Simovert Masterdrives МС, содержащий первый и второй блоки задания, пропорционально-интегральный регулятор скорости, пропорциональный (пропорционально-интегральный) регулятор положения, блок деления, первый и второй регуляторы тока, преобразователь координат, блок дифференцирования, блок интегрирования, сумматор, силовой преобразователь, асинхронный электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик тока и датчик положения.

Недостаток наиболее близкого по технической сущности следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем заключается в его низком быстродействии.

Технический результат достигается тем, что в следящий электропривод, содержащий первый и второй блоки задания, интегральный регулятор, блок деления, первый и второй регуляторы тока, преобразователь координат, блок дифференцирования, блок интегрирования, сумматор, силовой преобразователь, асинхронный электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик тока и датчик положения, причем выход первого блока задания соединен с первым входом интегрального регулятора, второй вход которого соединен с выходом датчика положения, выход второго блока задания соединен с первыми входами первого регулятора тока и блока деления, выход которого соединен с первым входом второго регулятора тока, выход первого регулятора тока соединен с первым входом преобразователя координат, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора тока, первый выход преобразователя координат соединен с первым входом силового преобразователя, выход которого соединен с асинхронным электродвигателем, кинематически связанным с исполнительным механизмом, оснащенным датчиком положения, выход которого соединен с входом блока дифференцирования, второй выход силового преобразователя соединен с первым входом датчика тока, второй вход которого соединен с выходом блока интегрирования и первым входом сумматора, второй выход преобразователя координат соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом силового преобразователя, первый и второй выходы датчика тока соединены соответственно с вторыми входами первого и второго регуляторов тока, а выход блока дифференцирования соединен с входом блока интегрирования, дополнительно введен пропорционально-дифференциальный регулятор, причем выход интегрального регулятора соединен с первым входом пропорционально-дифференциального регулятора, выход которого соединен с вторым входом блока деления, второй вход пропорционально-дифференциального регулятора соединен с выходом датчика положения.

Существенные отличия находят свое выражение в новой совокупности связей между элементами устройства. Указанная совокупность связей позволяет повысить быстродействие следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем.

На фиг. 1 приведена функциональная схема следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем; на фиг. 2 - структурная схема следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем; на фиг. 3 - переходный процесс по управляющему воздействию в следящем электроприводе.

Следящий электропривод (фиг. 1) содержит блоки 1 и 2 задания, интегральный регулятор 3, блок 4 деления, регуляторы 5 и 6 тока, преобразователь 7 координат, блок 8 дифференцирования, блок 9 интегрирования, сумматор 10, силовой преобразователь 11, асинхронный электродвигатель 12 с исполнительным механизмом 13, датчик 14 тока, датчик 15 положения и пропорционально-дифференциальный регулятор 16.

Выход блока 1 задания соединен с первым входом интегрального регулятора 3, второй вход которого соединен с выходом датчика 15 положения. Выход блока 2 задания соединен с первыми входами регулятора 5 тока и блока 4 деления, выход которого соединен с первым входом регулятора 6 тока. Выход регулятора 5 тока соединен с первым входом преобразователя 7 координат, второй вход которого соединен с выходом регулятора 6 тока. Первый выход преобразователя 7 координат соединен с первым входом силового преобразователя 11, выход которого соединен с асинхронным электродвигателем 12, кинематически связанным с исполнительным механизмом 13, оснащенным датчиком 15 положения. Выход датчика 15 положения соединен с входом блока 8 дифференцирования. Второй выход силового преобразователя 11 соединен с первым входом датчика 14 тока, второй вход которого соединен с выходом блока 9 интегрирования и первым входом сумматора 10. Второй выход преобразователя координат 7 соединен с вторым входом сумматора 10, выход которого соединен с вторым входом силового преобразователя 11. Первый и второй выходы датчика 14 тока соединены соответственно с вторыми входами регуляторов 5 и 6 тока. Выход блока 8 дифференцирования соединен с входом блока 9 интегрирования. Выход интегрального регулятора 3 соединен с первым входом пропорционально-дифференциального регулятора 16, выход которого соединен с вторым входом блока 4 деления. Второй вход пропорционально-дифференциального регулятора 16 соединен с выходом датчика 15 положения.

В качестве асинхронного электродвигателя 12 может быть использован, например, любой электродвигатель серии 1РН7. Исполнительный механизм 13, например, может представлять собой поворотный стол, соединенный с помощью червячного редуктора и муфты с валом электродвигателя 12. В качестве датчика 15 положения, например, может быть использован резольвер, встроенный в электродвигатель серии 1РН7, или любой фотооптический датчик угла поворота, установленный, например, на поворотном столе.

Все остальные блоки и элементы предлагаемого следящего электропривода, в том числе и силовой преобразователь 11, могут быть реализованы, например, на устройстве Simovert Masterdrives МС. В частности, блок 1 задания может быть выполнен, например, с помощью функции Basic positioner. Блок 2 задания, блок 4 деления, регуляторы 5 и 6 тока, преобразователь 7 координат, блок 9 интегрирования и сумматор 10 могут быть реализованы, например, с помощью функций Current controller asynchronous motor и Torque limitation. Датчик 14 тока, например, может быть выполнен на трансформаторах тока, встроенных в силовой преобразователь 11, и функций Actual values и Current controller asynchronous motor. Блок 8 дифференцирования, например, может быть реализован с помощью функции Set speed values. Интегральный регулятор 3, например, может быть реализован с помощью стандартного пропорционально-интегрального регулятора, входящего в состав функции Position control, в котором коэффициент передачи пропорциональной части приравнен нулю. Пропорционально-дифференциальный регулятор 16, например, может быть реализован с помощью вычитателей, сумматора, пропорциональных звеньев и дифференциального звена, входящих в состав свободных функциональных блоков (Free blocks) устройства Simovert Masterdrives МС, и BICO-технологии программирования.

Следящий электропривод работает следующим образом. В соответствии с величиной задающего сигнала, поступающего с выхода блока 1 задания, и сигнала датчика 15 положения интегральный регулятор 3 в совокупности с блоком 8 дифференцирования и пропорционально-дифференциальным регулятором 16 формируют сигнал на входе (входе делимого) блока 4 деления. Одновременно с блока 2 задания на вход регулятора 5 тока и вход (вход делителя) блока 4 деления поступает сигнал, пропорциональный требуемому значению составляющей тока I1dз статора во вращающейся вместе с ротором системе координат. Результат деления с выхода блока 4 является сигналом задания составляющей тока I1qз статора, поступающей на вход регулятора 6 тока. Датчик 14 тока формирует на своих выходах действительные значения проекций вектора тока статора I1d и I1q во вращающейся системе координат, которые получаются посредством измерения фазных токов на втором выходе силового преобразователя 11, трехфазно-двухфазного преобразования и перехода к проекциям через угол поворота ротора, формируемого на выходе блока 9 интегрирования. В свою очередь на вход блока 9 интегрирования подается сигнал, пропорциональный скорости вращения ротора с выхода блока 8 дифференцирования. Регуляторы 5 и 6 тока сравнивают заданные величины проекций вектора тока во вращающейся системе координат с действительными значениями, поступающими с выходов датчика 14 тока, и в соответствии со своими передаточными функциями формируют на своих выходах проекции U1d и U1q на вращающиеся оси вектора напряжения, которое надо подать на статорные обмотки асинхронного электродвигателя 12. Преобразование проекций вектора напряжения в реальное трехфазное напряжение на статорных обмотках осуществляется с помощью преобразователя 7 координат, сумматора 10 и собственно силового преобразователя 11. А именно в преобразователе 7 координат производится вычисление модуля вектора напряжения статора и угла поворота вектора напряжения относительно оси абсцисс вращающейся системы координат . В сумматоре 10 происходит сложение угла ϕ1 с углом поворота ротора ϕр ϕ=ϕ1р. По сигналам U1 и ϕ на первом выходе силового преобразователя формируется система трехфазного напряжения:

Полученное трехфазное напряжение с первого выхода силового преобразователя 11 заставляет вращаться вал асинхронного электродвигателя 12, который приводит в движение исполнительный механизм 13. Перемещение исполнительного механизма 13 измеряется датчиком 15 положения. Движение продолжается до тех пор, пока величина сигнала с датчика 15 положения не сравняется с величиной задающего сигнала, поступающего с выхода блока 1 задания.

Интегральный регулятор 3 компенсирует действие всех помех, охваченных датчиком 15. Пропорционально-дифференциальный регулятор 16 обеспечивает компенсацию основных инерционностей электродвигателя 12 и исполнительного механизма 13.

Для подтверждения высокого быстродействия предлагаемого следящего электропривода с асинхронным электродвигателем рассмотрим его структурную схему (фиг. 2). Она содержит две взаимосвязанные системы управления: систему стабилизации составляющей тока I1d (и, следовательно, потока ψ2 ротора) и систему управления перемещением x исполнительным механизмом (в простейшем случае - углом ϕр поворота вала двигателя). В систему управления перемещением входят четыре контура: контур тока и два контура положения.

Система стабилизации составляющей тока I1d содержит только один контур - контур тока.

Контуры тока в обоих системах выполнены идентично и содержат пропорциональные регуляторы тока с коэффициентами передачи kPT, апериодические звенья , характеризующие динамические свойства силового преобразователя, и передаточные функции статорной цепи асинхронного электродвигателя . В этих формулах приняты обозначения: ; ; ; ; ; ; R1 и L1 - активное сопротивление и индуктивность цепи статора; и - приведенные активное сопротивление и индуктивность цепи ротора; L0 - взаимная индуктивность обмоток; kсп и Тсп - коэффициент передачи и постоянная времени силового преобразователя соответственно.

В первый (внутренний) контур положения входят пропорционально-дифференциальный регулятор, делительное звено, замкнутый контур тока, множительное звено, интегральное звено и передаточная функция исполнительного механизма . Здесь приняты обозначения: Zп - число пар полюсов асинхронного электродвигателя; Jпр - приведенный момент инерции вала двигателя; kим - коэффициент передачи исполнительного механизма. Делительное и множительное звенья осуществляют взаимосвязь системы стабилизации тока возбуждения с системой управления перемещением через потокосцепление ψ2 ротора, причем потокосцепление связано с проекцией тока I1d посредством передаточной функции .

Пропорционально-дифференциальный регулятор представлен передаточной функцией

WПД(р) = kПДПДр + 1),

где kПД - коэффициент передачи, а ТПД - постоянная времени регулятора.

Интегральный регулятор внешнего контура положения представлен передаточной функцией

где ТИ - постоянная времени.

Промоделируем рассматриваемый следящий электропривод в среде «MATLAB SIMULINK» для конкретной технической реализации, когда kдп=1, kим=326 дискрет/рад; kсп=0,0067 В/дискрету; Тсп=0,0016 с; R=13,53 Ом; Т=0,0157 с; Т2=0,0273 с; Zп=1; Jпр=0,001 кгм2; kост=6826 дискрет/А; ТПД=0,4 с; kПД=8; ТИ=0,015 с. График переходного процесса (фиг. 3) показывает, что время переходного процесса по управлению в предлагаемом следящем электроприводе составляет tпп=0,0392 с, а перерегулирование - σ=0%. Для сравнения надо сказать, что время переходного процесса в устройстве, взятом за прототип, при стандартных настройках регуляторов составляет 2,5 с.

Отсюда следует, что предложенный следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем более чем в 40 раз превосходит по быстродействию устройство, взятое за прототип.

Таким образом, предлагаемый электропривод позволяет повысить быстродействие следящих систем с асинхронными исполнительными двигателями.

Следящий электропривод, содержащий первый и второй блоки задания, интегральный регулятор, блок деления, первый и второй регуляторы тока, преобразователь координат, блок дифференцирования, блок интегрирования, сумматор, силовой преобразователь, асинхронный электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик тока и датчик положения, причем выход первого блока задания соединен с первым входом интегрального регулятора, второй вход которого соединен с выходом датчика положения, выход второго блока задания соединен с первыми входами первого регулятора тока и блока деления, выход которого соединен с первым входом второго регулятора тока, выход первого регулятора тока соединен с первым входом преобразователя координат, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора тока, первый выход преобразователя координат соединен с первым входом силового преобразователя, выход которого соединен с асинхронным электродвигателем, кинематически связанным с исполнительным механизмом, оснащенным датчиком положения, выход которого соединен с входом блока дифференцирования, второй выход силового преобразователя соединен с первым входом датчика тока, второй вход которого соединен с выходом блока интегрирования и первым входом сумматора, второй выход преобразователя координат соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом силового преобразователя, первый и второй выходы датчика тока соединены соответственно с вторыми входами первого и второго регуляторов тока, а выход блока дифференцирования соединен с входом блока интегрирования, отличающийся тем, что в него дополнительно введен пропорционально-дифференциальный регулятор, причем выход интегрального регулятора соединен с первым входом пропорционально-дифференциального регулятора, выход которого соединен с вторым входом блока деления, второй вход пропорционально-дифференциального регулятора соединен с выходом датчика положения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в тяговом приводе трамваев, троллейбусов, электровозов, электромобилей. Техническим результатом является повышение эффективности процесса преобразования частоты, расширение функциональных возможностей, области использования и уменьшение массогабаритных показателей частотного привода.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к цепи (16) питания М фазной синхронной машины (14), содержащей: преобразователь (22) постоянного входного тока в многофазный переменный ток; накопительную батарею (47); средство (30) детектирования короткого замыкания до и внутри машины (14); устройство (26) для изоляции машины (14) от перенапряжений и/или перегрузок по току многофазного переменного тока; средство (28) управления преобразователем (22), изолирующим устройством (26) и средством (27) короткого замыкания, выполненным с возможностью соединения М выходов (31) источника питания друг с другом.

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.

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.

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.

Изобретение относится к электротехнике и и может быть использовано для привода различных устройств в прецизионном приборостроении, в оптических системах, в системах нанотехнологий.

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при регулировании параметров сложных электромеханических систем, например электроприводов постоянного и переменного тока.

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического управления нестационарными объектами - системах адаптивного управления электроприводом.

Изобретение относится к автоматическим регуляторам электродвигателей. Быстродействующий адаптивный регулятор частоты вращения содержит блок инвертирования, пропорциональную и интегральную части регулятора, четыре блока сравнения, два блока умножения, блок единичной функции, блок выделения модуля, нелинейный ограничитель. Первый выход пропорциональной части регулятора соединен с входом блока выделения модуля, выход которого соединен с прямым входом четвертого блока сравнения, который соединен с входом блока единичной функции, один выход которого соединен с входом первого блока умножения, а второй выход соединен с входом блока инвертирования. Второй вход первого блока умножения соединен с первым выходом интегральной части регулятора, а выход соединен с инверсным входом второго блока сравнения. Выход блока инвертирования соединен с входом второго блока умножения, выход которого соединен с инверсным входом первого блока сравнения, на прямой вход которого подается сигнал задания. Выход первого блока сравнения, прямой вход второго блока сравнения, интегральная часть регулятора, прямой вход третьего блока сравнения, пропорциональная часть регулятора и нелинейный ограничитель тока соединены последовательно. Технический результат заключается в увеличении быстродействия системы регулирования частоты вращения электродвигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя. Техническим результатом является обеспечение нейтрализации отрицательного действия ЭДС самоиндукции на обмотках статора электродвигателя, уменьшение расхода электрической энергии. Реверсивное полупроводниковое устройство регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя содержит две полупроводниковые вентильные группы. Первая вентильная группа выполнена в виде диодного выпрямительного моста, первый вход переменного напряжения которого соединен с фазой питающей сети, второй вход переменного напряжения соединен с нулем питающей сети. Во второй вентильной группе использованы двенадцать полупроводниковых ключей, шесть из которых, второй, четвертый, шестой, десятый и двенадцатый, выполнены на основе транзисторов n-p-n структуры. Выход первого ключа объединен с коллектором второго ключа и с началом первой обмотки статора электродвигателя. Выход третьего ключа объединен с коллектором четвертого ключа и с концом первой обмотки статора электродвигателя. Выход пятого ключа объединен с коллектором шестого ключа и с началом второй обмотки статора электродвигателя. Выход седьмого ключа объединен с коллектором восьмого ключа и с концом второй обмотки статора электродвигателя. Выход девятого ключа объединен с коллектором десятого ключа и с началом третьей обмотки статора электродвигателя. Выход одиннадцатого ключа объединен с коллектором двенадцатого ключа и с концом третьей обмотки статора электродвигателя. Эмиттеры второго, четвертого, шестого, восьмого, десятого и двенадцатого ключей подключены к минусу выпрямленного напряжения диодного моста. В качестве первого, третьего, пятого, седьмого, девятого и одиннадцатого полупроводниковых ключей использованы тиристоры со встречно-параллельно соединенными диодами. Входы первого, второго, третьего, пятого, седьмого, девятого и одиннадцатого полупроводниковых ключей подключены к плюсу выпрямленного напряжения диодного моста. В первом, третьем, пятом, седьмом, девятом и одиннадцатом полупроводниковых ключах анод тиристора объединен с катодом диода и со входом ключа, а катод тиристора объединен с анодом диода и с выходом ключа. 10 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электроприводов, в которых необходимо осуществлять экономически и технически обоснованную узкую задачу двухступенчатого регулирования скорости однофазного асинхронного двигателя. Техническим результатом является повышение эффективности двухскоростной системы управления однофазным асинхронным двигателем. Двухскоростная система управления однофазного асинхронного двигателя содержит генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен через конденсатор к первичной обмотке трансформатора, его вторичная обмотка с помощью двухпозиционного коммутатора соединена с обмоткой статора однофазного асинхронного двигателя, которая в зависимости от скоростного режима с помощью двухпозиционного коммутатора соединяется либо с вторичной обмоткой трансформатора, либо с выходом генератора синусоидального напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах, в которых требуются глубокое регулирование скорости, высокая перегрузочная способность, обеспечение тяжелого пуска из стопорного режима. Техническим результатом является обеспечение бездатчиковой идентификации магнитного потока воздушного зазора и минимальных потерь во всем диапазоне нагрузок. В устройство для управления двигателем двойного питания, содержащее асинхронный двигатель с фазным ротором, преобразователи частоты статора и ротора, датчик фазных токов статора, преобразователь числа фаз статора, наблюдатель результирующего магнитного потока, тригонометрический анализатор, обратный преобразователь координат токов статора, два синусно-косинусных преобразователя, обратный преобразователь координат токов ротора, преобразователь числа фаз ротора, датчики токов ротора, коммутатор задания магнитного потока, регулятор результирующего магнитного потока, блок компенсации ЭДС ротора, прямой преобразователь координат напряжений ротора, блок заданий амплитуды напряжения ротора, преобразователь частоты ротора, регулятор частоты возбуждения, задатчик угловой скорости ротора, регулятор угловой скорости ротора, блок вычисления угловой скорости ротора, датчик частоты токов статора, датчик фазных напряжений статора, функциональный преобразователь, блок задания параметров, регулятор составляющей тока статора isy, коммутатор задания магнитного потока, регулятор составляющей тока статора isy, блок компенсации ЭДС статора, прямой преобразователь координат напряжений статора, блок заданий амплитуды напряжения статора, интегратор, умножитель, сумматор, датчик частоты токов статора, первые три арифметических блока, блок вычисления угловой скорости ротора, компаратор частоты, задающий генератор двухфазного гармонического сигнала, управляемый аналоговый коммутатор, блок вычисления частоты токов ротора, делитель, датчик фазных напряжений ротора, дополнительно введены логический блок коммутации, второй наблюдатель результирующего магнитного потока, второй тригонометрический анализатор, а преобразователь числа фаз ротора имеет дополнительный второй вход и дополнительные третий и четвертый выходы. Вновь введенные элементы соединены с элементами и узлами устройства так, как указано в формуле изобретения. Использование предлагаемого изобретения позволяет осуществить создание электропривода на базе серийного асинхронного двигателя с фазным ротором, включенного по схеме двойного питания, обеспечивающего возможность тяжелых повторных пусков, обладающего жесткими механическими характеристиками, высокими энергетическими показателями в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок на валу благодаря изменению магнитного состояния двигателя в функции электромагнитного момента, а частоты возбуждения в функции заданной скорости ротора, глубокой и плавной регулировкой частоты вращения ротора посредством изменения напряжения статора аналогично электроприводу с двигателем постоянного тока. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления асинхронных электроприводов (АЭП), в которых прямое измерение скорости вращения ротора двигателя, ввиду особенностей объекта регулирования, невозможно. Техническим результатом является повышение надежности и расширение области применения. Способ частотного управления асинхронным электроприводом, содержащий выпрямитель напряжения, емкостной фильтр и автономный инвертор напряжения, амплитуда и частота выходного напряжения которого формируются в соответствии с заданной частотой вращения двигателя, что реализуется в системе управления, замкнутой по частоте вращения через регулятор скорости, входным сигналом которого является рассогласование сигналов задания и обратной связи, для получения которого используют датчик скорости, установленный на валу электродвигателя. Сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения двигателя, формируют в системе управления путем сложения сигналов синхронной частоты и частоты скольжения, взятого со знаком минус, для формирования которого в систему управления дополнительно вводят вычислительный блок, на вход которого подают сигналы, пропорциональные среднему значению тока на входе инвертора, максимальному значению тока на входе инвертора и коэффициенту модуляции. Сигнал, соответствующий текущей частоте скольжения, определяют из выражения где Isanom - значение активной составляющей тока статора в номинальном режиме работы,ωrnom - частота скольжения в номинальном режиме работы,Iвх – сигнал, пропорциональный среднему значению тока на входе инвертора,Im – сигнал, пропорциональный максимальному току инвертора,Rs - активное сопротивление фазы обмотки статора АД, Udc - среднее значение напряжения конденсатора в промежуточном звене преобразователя частоты,m - коэффициент модуляции. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении активными двунаправленными преобразователями частоты на базе активных выпрямителей напряжения и автономных инверторов напряжения в составе промышленных реверсивных автоматизированных электропроводов для компенсации индуктивного или емкостного потребления мощности различными нагрузками в питающей сети. Техническим результатом является повышение коэффициента мощности, снижение электрических потерь и стабилизация напряжения в питающей сети. Способ управления активным двунаправленным преобразователем частоты в системе автоматического регулирования активного выпрямителя напряжения позволяет регулировать реактивный ток в зависимости от уровня реактивной мощности в питающей сети. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемом электроприводе, в том числе с ограниченным углом поворота с нагружением, содержащим компоненту типа «сухого» трения. Технический результат - повышение быстродействия и точности отработки электроприводом входных сигналов, приводящих к изменению знака скорости, при наличии в нагружении компоненты типа «сухое» трение, в том числе, когда трение покоя превышает трение движения на начальном участке разгона. Способ управления электроприводом, в котором формируют траекторную компоненту сигнала управления, исходя из требуемого закона движения нагрузки, кинематически связанной с подвижным элементом двигателя, измеряют скорость движения нагрузки, формируют компоненту сигнала управления пропорциональную статической фрикционной характеристике, и прибавляют полученное значение к траекторной компоненте сигнала управления, а полученную сумму используют для управления двигателем. Особенностью является то, что используя измеряемую скорость нагрузки, определяют ожидаемые моменты остановки перед сменой знака скорости нагрузки, формируют фрикционную компоненту сигнала управления с использованием скорости, ожидаемой после возобновления движения нагрузки, формируют фрикционную компоненту сигнала управления с опережением к моменту ожидаемого возобновления движения нагрузки. Электропривод содержит двигатель и кинематически связанный с его подвижным элементом датчик скорости, последовательно соединенные формирователь компенсации трения и сумматор, при этом сумматор также имеет вход для сигнала от внешней системы. Особенностью является то, что в него введен формирователь упреждения, причем вход формирователя упреждения соединен с выходом датчика скорости, выход формирователя упреждения соединен со входом формирователя компенсации трения, а выход сумматора соединен со входом двигателя. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразователем электроэнергии трехфазного электродвигателя переменного тока. Техническим результатом является подавление пульсаций напряжения между выводами сглаживающего конденсатора. Устройство (15) управления электродвигателем является аппаратурой управления электродвигательной системой, имеющей преобразователь (13) электроэнергии, сглаживающий конденсатор (14) и трехфазный электродвигатель (14) переменного тока, устройство (156u, 156v, 156w) генерации, которое генерирует сигнал (Vmu, Vmv, Vmw) модуляции путем прибавления сигнала третьей гармоники (Vh1) к командному сигналу напряжения (Vu, Vv, Vw) фазы; управляющее устройство, которое управляет работой преобразователя электроэнергии с использованием сигнала модуляции; и устройство (155) настройки, которое настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники, устройство настройки настраивает амплитуду сигнала третьей гармоники так, чтобы пиковое значение напряжения (VH) между выводами сглаживающего конденсатора в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники настроена, было меньше, чем пиковое значение напряжения между выводами в случае, когда амплитуда сигнала третьей гармоники не настроена. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электропривода с трехфазным двигателем, питаемыми от многоуровневого инвертора на управляемых полупроводниковых приборах (УПП) (транзисторах или запираемых тиристорах), шунтированных «обратными» диодами. Техническим результатом является исключение возможности возникновения автоколебаний и возможности увеличения отклонений мгновенных значений фазных токов от заданных, снижение частоты переключений УПП инвертора до приемлемого уровня без использования дополнительных реакторов. Соединение нулевой точки обмотки статора двигателя с точкой нулевого потенциала инвертора обеспечивает устойчивую работу блока управления с тремя регуляторами фазных токов так, что при всех условиях мгновенные значения токов не выходят за границы заданного токового коридора; при этом независимо от степени искажения фазных противо-ЭДС двигателя искажения токов фаз двигателя высшими гармониками минимальны. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов для перемешивания сыпучих, пастообразных и жидких веществ, в автоматизированных электроприводах механизмов с колебательным движением рабочего органа, вибрационных установках в горной промышленности, строительстве, машиностроении или сельском хозяйстве. Технический результат: улучшение энергетических показателей электропривода колебательного движения за счет формирования колебательного режима работы в вентильном электродвигателе с регулируемыми выходными параметрами движения и поддержания резонансного режима работы за счет управления собственной частотой. Вентильный электропривод колебательного движения содержит датчик положения, механически соединенный с валом двигателя, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, источник переменного тока и сумматор, соединенный своим выходом с входом инвертора напряжения, выход которого подключен ко второй статорной обмотки двигателя. Первая статорная обмотка вентильного двигателя подключена к выходу фильтра низкой частоты, который соединен своим входом с выходом выпрямителя, вход которого подключен к источнику переменного тока. Выход датчика положения соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Выход задающего генератора частоты колебаний соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с асинхронными исполнительными двигателями. Техническим результатом является повышение быстродействия следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем. Следящий электропривод содержит первый и второй блоки задания, интегральный регулятор, блок деления, первый и второй регуляторы тока, преобразователь координат, блок дифференцирования, блок интегрирования, сумматор, силовой преобразователь, асинхронный электродвигатель с исполнительным механизмом, датчик тока, датчик положения и пропорционально-дифференциальный регулятор. Предлагаемый электропривод позволяет повысить быстродействие следящих систем с асинхронными исполнительными двигателями. 3 ил.

Наверх