Устройство для управления электроприводом переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение точности. С этой целью в устройство для управления электроприводом переменного тока в каждый канал управления введены сумматор 6 и нелинейное звено 7. Входы сумматора 6 подключены к выходам блоков выделения противоЭДС, например, фазы А и опережающей фазы С, а выход сумматора подключен к входу нелинейного звена 7. Выходом нелинейное звено подключено к четвертому входу сумматора 4. Нелинейное звено формирует сигнал, обеспечивающий полную компенсацию изменения противоЭДС на интервале проводимости тока вентилем преобразователя частоты в цепи статора асинхронного двигателя. 6 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц5 Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в Г.-М мл

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1261079 (21) 4439584/07 (22) 22.04.88 (46) 30.01.91. Бюл. М 4 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) А.Н.Абрамов и Г.П.Охоткин (53) 62-83;621.316.718,5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 11226611007799, кл. Н 02 Р 7/42, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИ.Я

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ТО-.

КА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повыше„„5U„„1624651 А2 ние точности. С этой целью в устройство для управления электроприводом переменного тока в каждый канал управления введены сумматор 6 и нелинейное звено 7. Входы сумматора 6 подключены к выходам блоков . выделения противоЭДС, например, фазы А и опережающей фазы С, а выход сумматора подключен к входу нелинейного звена 7.

Выходом нелинейное звено подключено к четвертому входу сумматора 4. Нелинейное звено формирует сигнал, обеспечивающий полную компенсацию изменения противоЗДС на интервале проводимости тока вентилем преобразователя частоты в цепи статора асинхронного двигателя. 6 ил.

1624651

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводом переменного тока.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для управления электроприводом переменного тока; на фиг.2 — развернутая блок-схема устройства; на фиг.3 — электрическая схема нелинейного звена; на фиг,4,5— векторная диаграмма напряжений, формирующих входной сигнал нелинейного звена; на фиг.б — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для управления электроприводом переменного тока в каждом канале содержит блок 1 обратной связи по току (фиг,1), блок 2 задания тока фазы, блок 3 выделения противоЭДС соответствующей фазы двигателя переменного тока, четырехвходовый сумматор 4, три входа которого соединены с выходами блоков 1 — 3, а выходс входом блока 5 импульсно-фазового управления.

В устройство введены второй сумматор

6 и нелинейное звено 7. Входы сумматора 6 подключены к выходам блока 3 выделения . противоЭДС данной фазы, например фазы

А, и блока 8 выделения противоЭДС опере>кающей фазы, например фазы С. Выход сумматора 6 подключен к входу нелинейного звена 7, выходом соединенного с четвертым входом сумматора 4.

Данное устройство может быть использовано в составе структуры электропривода переменного тока, построенного на базе асинхронного двигателя (фиг,2) с короткозэмкнутым ротором, статорная обмотка асинхронного двигателя через непосредственный преобразователь частоты, выполненный в виде трех групп встречнопараллельно включенных тиристоров подключена к сети. Блок 1 обратной связи представляет собой датчик тока, включенный в цепь обмотки статора.

Елок 2 задания тока iA в фазе А включает в себя блок 9 умножения, сумматор 10, выход которого являетск выходом блока 2.

Для формирования заданных значений ь и 1с в фазах В и С используются блок 11 умножения, сумматор 12, два инвертора 13 и 14 и сумматоры 15 и 16, на выходах которых формируются токи lь и 1<.

Для формирования токов la, 1ь, !с используются сигналы, поступающие с выхода формирователя 17 гармонических функций, поступающих на входы блоков 9,11, 18,19 умножения. Вторые входы блоков 9, 11 умножения связаны с выходом регулятора 20 скольжения, а вторые входы блоков 18, 19 умножения — с выходом задатчика 21 намагничивающего тока 1р . На вход регулятора

20 скольжения поступает сигнал, пропорциональный разности заданной с93 и измеренной вр величин частоты вращения.

Измерение частоты вращения осуществляется тахогенератором 22, установленным на валу асинхронного двигателя.

Формирование противоЭДС EA в фазе

"0 А осуществляется блоком 23 умножения и инвертором 24, а формирование противоЗДС Еь, Ес в фазах В и С осуществляется на выходах сумматоров 25, 26; одни входы которых соединены с выходом блока 23 умно"5 жения, второй вход сумматора 25 непосредственно, а второй вход сумматора

26 через инвертор 27 соединены с выходом блока 28 умножения, первые входы блоков

23, 28 умножения подключены к одному выходу формирователя 17 гармонических функций, вторые входы — к выходу сумматора

29, входы которых подключены к выходам регулятора 20 скольжения и тахогенераторэ .

22, Согласно этой схеме коэффициент передачи К при Ек>0 равен

В2

1 + п2 где В!, Я2 — величины резисторов 30, 31 нелинейного звена.

Регулятор 20 скольжения формирует сигнал задания в, =!, частоты скольже- . ния, пропорциональный активной составляющей тока l статора. На выходе сумматора

29 формируется сигнал, пропорциональный частоте. С этой частотой формирователь 17 гармонических сигналов формирует на выходе два квадратурных синусоидальных сигнала, Блоки 9, 11 перемножения изменяют

40 амплитуды этих сигналов пропорционально активной составляющей тока la, а блоки 18, 19 умножения — пропорционально реактивной составляющей. В сумматорах 10, 12 происходит суммирование активной и реактивной составляющих тока, сдвинутых одна относительно другой на 90 . Таким образом, на выходах сумматоров 10, 12 формируются два квадратурных сигнала, пропорциональных току статора. Один из этих токов является током задания в фазе А, а два других фазных тока задания 1ь и !с получают путем векторного суммирования двух квадратурных сигналов в сумматорах 15,16.

Принцип формирования входного сигнала нелинейного звена для одного канала управления, например фазы А, поясняется диаграммой, представленной на фиг.5. Для этого вектор противоЭДС опережающей фазы Ес складывается с вектором, длина

1624651 которого равна половине противоЭДС Ед фазы А, в результате получаем вектор (— Ед + Ес ), перпендикулярный век1

2 тору противоЭДС Ед. Входной сигнал Е» нелинейного звена равен

Е» =<(2 Ед+Ес).

Нелинейные звенья 7 (фиг.1,2) имеют нелинейные характеристики с изломом в начале координат, т.е,:

Е» =К1Е» при Е»>0;

Е» =Е» при Ек<0, 1 где Е», Е» — входной и выходной сигналы нелинейного звена (фиг.4);

К вЂ” коэффициент передачи.

Нелинейное звено с указанной характеристикой может иметь различные варианты реализации, например он может быть выполнен на резисторе 30 (фиг.3), последовательно соединенных диоде 32 и резисторе

31, включенных с резистором 30.

Устройство работает следующим образом.

В четырехвходовом сумматоре 4 производится суммирование выходных сигналов блоков 1,3 и 7 и из этой суммы вычитается выходной сигнал блока 2. В результате на выходе сумматора 4 формируется напряжение управления Uy, поступающее на вход блока 5.

В момент равенства управляющего напряжения с каждым опорным напряжением

0ол (фиг.6) в блоке 6 вырабатываются импульсы управления, отпирающие соответствующие тиристоры 33-35 в силовой части преобразователя, Когда средняя противоЭДС на интервале проводимости одного тиристора равна нулю, тиристоры включаются в моменты t1 и тз (фиг.6), токи пульсаций одинаковы на интервалах т1- t2 и з-14 и равны i1=i2, i1 =i2 .

Согласно фиг,6 для получения такого же среднего тока пульсаций 1л момент включения тиристора на интервале нарастания противоЭДС определяется моментом t1 (когда Ед+ Е» = Uon) а на участке ! спадания противоЭДС вЂ” моментом тз . При этом токи пульсаций будут иметь разные амплитуды и длительности. Из фиг,6 видно, что смещение сигнала, соответствующего противоЭДС Ед в сторону опережения должно быть на различные углы в положительный и отрицательный полупериоды, Если бы смещение сигнала на выходящем и падающем участке противоЭДС было одинаковым, то произошла бы перекомпенсация на участке нарастания противоЭДС, и недокомплексация на участке убывания противоЭДС. В области амплитудных значений противоЭДС Ед смещение противоЭДС в сторону опережения не должно быть. Значит, выходной сйгнал нелинейного звена Е»

20 должен опережать Е на 90 и иметь различные амплитуды в положительный и отрицательный полупериоды (фиг,6), В этом случае суммарный сигнал (Ед+ Е, ) сдвинут отно-! сительно Е в сторону опережения на различ25 ные углы в положительный и отрицательный полупериоды, а в области максимальных значений EA сдвиг отсутствует; Благодаря такому смещению противоЗДС Ед в сторону опережения с помощью дополнительно вве30 денных нелинейного звена 8 и второго сумматора 6 получается полная компенсация изменения противоЭДС.

Формула изобретения

Устройство для управления электро35 приводом переменного тока по авт.св.

М 1261079, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности а каждую фазу введены последовательно соединенные дополнительный двухвходовый сумматор и не40 линейное звено с характеристикой, имеющей излом в начале координат, включенные между выходом блока выделения противоЭДС опережающей фазы и четвертым входом сумматора данной фазы, а вто45 рой вход дополнительного сумматора подключен к выходу блока выделения противоЗДС данной фазы.

1624651

1624651

Ек

1624651

Составитель А.Головченко

Редактор Т;Лазоренко Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Заказ 200 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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