Регулятор частоты электромашинного преобразователя
Использование: полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках питания транспортных средств. Технический результат: повышение качества регулирования частоты при изменении тока нагрузки электромашинного преобразователя за счет увеличения быстродействия регулирования частоты. Сущность полезной модели: регулятор частоты электромашинного преобразователя, содержащий измерительный орган частоты, подключенный к основной обмотке синхронного генератора, усилитель мощности, выход которого соединен с входом управляющей обмотки двигателя, отличающийся тем, что снабжен датчиком тока нагрузки, блоком вычисления скорости изменения частоты, тремя аналого-цифровыми преобразователями, нечетким контроллером с базой правил для трех входных переменных и цифроаналоговым преобразователем, причем датчик тока нагрузки подключен к основной обмотке синхронного генератора, блок вычисления скорости изменения частоты подключен к выходу измерительного органа частоты, выход измерительного органа частоты также соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход блока вычисления скорости изменения частоты соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход датчика тока нагрузки соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу нечеткого контроллера, выход второго аналого-цифрового преобразователя подключен ко второму входу нечеткого контроллера, выход третьего аналого-цифрового преобразователя подключен к третьему входу нечеткого контроллера, выход нечеткого контроллера через цифроаналоговый преобразователь подключен к усилителю мощности.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для создания автоматических регуляторов частоты синхронных генераторов электромашинных преобразователей.
Известно устройство для управления синхронным генератором (Авт. свид. СССР 
423231, кл. Н02Р 9/14, 1975), содержащее блоки измерения частоты, напряжения, тока ротора генератора, дифференциаторы в каналах управления напряжением, частотой и током ротора генератора, орган изменения интенсивности воздействия по напряжению в области низких частот, суммирующе-формирующий блок, усилитель мощности и возбудитель с системой управления. В указанном устройстве имеются связи, соединяющие блоки измерения с дифференциаторами и органами изменения интенсивности воздействия, которые своими выходами включены на вход суммирующе-формирующего блока, выход которого через усилитель мощности связан со входом системы управления возбудителем.
Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает полную стабилизацию параметров регулирования синхронного генератора из-за наличия ограничений предельных величин интенсивности воздействий на эти параметры.
Наиболее близким к полезной модели устройством является устройство («Регулятор частоты электромашинных преобразователей», Электроснабжение летательных аппаратов. Под редакцией проф. Н.Т.Коробана. М., «Машиностроение», 1975, 536 с., с.327). В этом устройстве измерительный орган частоты (ИОЧ) подключен к основной обмотке синхронного генератора, выход ИОЧ соединен с входом усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен с входом управляющей обмотки двигателя.
Недостатком данного устройства является применение линейного закона управления, что не обеспечивает высокую точность и малое время регулирования частоты при изменении тока нагрузки синхронного генератора в широком диапазоне.
Задачей полезной модели является повышение качества регулирования частоты электромашинного преобразователя путем увеличения быстродействия и точности регулирования частоты во всем возможном диапазоне изменения тока нагрузки электромашинного преобразователя.
Поставленная задача достигается тем, что регулятор частоты электромашинного преобразователя, содержащий измерительный орган частоты, подключенный к основной обмотке синхронного генератора, усилитель мощности, выход которого соединен с входом управляющей обмотки двигателя, в отличие от прототипа снабжен датчиком тока нагрузки, блоком вычисления скорости изменения частоты, тремя аналого-цифровыми преобразователями, нечетким контроллером с базой правил для трех входных переменных и цифроаналоговым преобразователем, причем датчик тока нагрузки подключен к основной обмотке синхронного генератора, блок вычисления скорости изменения частоты подключен к выходу измерительного органа частоты, выход измерительного органа частоты также соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход блока вычисления скорости изменения частоты соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход датчика тока нагрузки соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу нечеткого контроллера, выход второго аналого-цифрового преобразователя подключен ко второму входу нечеткого контроллера, выход третьего аналого-цифрового преобразователя подключен к третьему входу нечеткого контроллера, выход нечеткого контроллера через цифроаналоговый преобразователь подключен к усилителю мощности.
Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. приведена функциональная схема регулятора частоты.
Измерительный орган частоты 1 подключен к основной обмотке 2 синхронного генератора 3, датчик тока нагрузки 4 включен в одну из фаз основной обмотки 2. Вход блока вычисления скорости изменения частоты 5 подключен к выходу измерительного органа частоты 1. Выход измерительного органа частоты 1 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя 6, выход блока вычисления скорости изменения частоты 5 соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 7, выход датчика тока нагрузки 4 соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя 8, выходы первого, второго и третьего аналого-цифровых преобразователей 6, 7, 8 подключены к первому, второму и третьему входам нечеткого контроллера 9, выход которого через цифроаналоговый преобразователь 10 и усилитель мощности 11 подключен к управляющей обмотке 12 двигателя 13.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При изменении величины и характера нагрузки генератора изменяется частота синхронного генератора 3, изменяются значения выходных сигналов измерительного органа частоты 1, датчика тока нагрузки 4, а также изменяется значение на выходе блока вычисления скорости изменения частоты 5 (при изменении выходного сигнала измерительного органа частоты 1), что вызывает, путем выбора нужного правила нечеткого контроллера 9, изменение сигнала на выходе нечеткого контроллера 9, который через цифроаналоговый преобразователь 10 и усилитель мощности 11 подается на управляющую обмотку 12 двигателя 13, в результате чего меняется скорость вращения двигателя и на основной обмотке 2 синхронного генератора 3 устанавливается номинальное значение частоты. База правил нечеткого контроллера 9 сформирована для трех входных переменных таким образом, что сигнал на первом входе используется для поддержания номинального значения частоты генератора, сигнал на втором входе - для уменьшения изменения частоты, сигнал на третьем входе - для компенсации влияния возмущающего воздействия.
Измерительный орган частоты 1, блок вычисления скорости изменения частоты 5 и соответствующие правила в базе правил нечеткого контроллера 9 обеспечивает регулирование частоты по отклонению. Измерительный орган частоты 1 обеспечивает требуемую точность регулирования в статических режимах работы. Блок вычисления скорости изменения частоты 5 выполняет функцию гибкой отрицательной обратной связи, поскольку при изменении частоты синхронного генератора 3 появляется сигнал на втором входе нечеткого контроллера 9 и выходной сигнал нечеткого контроллера 9 направлен на уменьшение изменения частоты, что уменьшает время регулирования. Датчик тока нагрузки 4 обеспечивает регулирование частоты по возмущению, поскольку в зависимости от изменения тока нагрузки нечеткий контроллер 9 выбирает такое правило, которое направлено на компенсацию влияния изменения тока нагрузки на изменение частоты синхронного генератора, что повышает точность регулирования и быстродействие в переходных режимах. Таким образом, предлагаемый регулятор частоты является комбинированной системой регулирования, так как одновременно реализуются принципы регулирования по отклонению (частота синхронного генератора и скорость изменения частоты синхронного генератора) и по возмущению (ток нагрузки), что приводит к повышению быстродействия и обеспечению требуемой точности регулирования частоты синхронного генератора 3.
Итак, заявляемая полезная модель повышает качество регулирования частоты электромашинного преобразователя путем увеличения быстродействия и точности регулирования частоты во всем возможном диапазоне изменения тока нагрузки электромашинного преобразователя путем введения блока вычисления скорости изменения частоты, датчика тока нагрузки, нечеткого контроллера и применения базы правил нечеткого контроллера для трех входных переменных.
Регулятор частоты электромашинного преобразователя, содержащий измерительный орган частоты, подключенный к основной обмотке синхронного генератора, усилитель мощности, выход которого соединен с входом управляющей обмотки двигателя, отличающийся тем, что снабжен датчиком тока нагрузки, блоком вычисления скорости изменения частоты, тремя аналого-цифровыми преобразователями, нечетким контроллером с базой правил для трех входных переменных и цифроаналоговым преобразователем, причем датчик тока нагрузки подключен к основной обмотке синхронного генератора, блок вычисления скорости изменения частоты подключен к выходу измерительного органа частоты, выход измерительного органа частоты также соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход блока вычисления скорости изменения частоты соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход датчика тока нагрузки соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу нечеткого контроллера, выход второго аналого-цифрового преобразователя подключен ко второму входу нечеткого контроллера, выход третьего аналого-цифрового преобразователя подключен к третьему входу нечеткого контроллера, выход нечеткого контроллера через цифроаналоговый преобразователь подключен к усилителю мощности.
