Электропривод переменного тока

Электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий асинхронный двигатель с короткоэамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к преобразователю частоты с непосредственной связью, задатчик скорости вращения , выход которого подключен к nej кому входу формирователя задания фазных токов статора и потокосцепления ротора, выходы которого через блок фазных регуляторов подключены к входам управления преобразователя частоты с непосредственной связью, блок определения фазных токов с фазными измерителями токов, связанный с блоком вычисления потокосцепления ротора, трехфазный выход которого подключен к соответствуняцим входам обратной связи блока фазных регуляторов, блок синхронизации, блок определения скорости вращения с датчиком скорости, выход которого подсоединен к второму входу формирователя задания фазных токов статора и потркосиепления ротора, отличающий - с я тем, что, с целью повышения качества в динамических режимах работы, . снабжен дискретным блоком расчетных коэффициентов и дискретным блоком оперативной памяти, входы которого соединены с выходами блока фазных регуляторов , блока определения фазных токов и блока определения скорости вращения , первый и второй трехфазные выходы дискретного блока оперативной памяти соединены соответственно с первым и вторым трехфазными входами блока вычисления потокосиепления ротора, третий и четвертый трехфазные выходы и пятый выход дискретного блока оперативной памяти - с соответствующими входа- ;ми дискретного блока расчетных коэф .фициентов, первый и второй выходы кото (Л рого соединены с соответствующими вхо дам и управления блока фазных регулятос: ров иблока вычисления погокосцепления poTOpia, при этом второй трехфазный выход дискретного блока оперативной памяти подключен к соответствующему входу обратной связи блока фазньк регуляторов , а блок фазных регуляторов и блок ю вычисления потокосцепления ротора выО5 полнены в виде многосвязных дискретных ю преобразователей, блок определения ных токов снабжен фазными интегральtc ными аналого-цифровыми преобразователями , вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего фазного измерителя тока, а выход образует соответствующий фазный выход блока определения фазных токов, блок определения скорости вращения снабжен интегральным аналого-цифровым преобразователем , вход которого подключен к выходу датчика скорости, а выход образует выход блока определения скорости вращения , причем входы синхронизации ин-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3283059/24-О7 (22) 04.03.81 (46) 30,06.83. Бюл. № 24 (72) Э. Г. Файнштейн, М. С. Оруккер и В. И. Ткач (71) Криворожский орцена Трудового

Красного Знамени горноруцный институт (53) 621.313.3.07(088.8) (56) l. Оацковский Л. Х., Тарасенко Л. М. и цр. Синтез систем подчиненного регулирования в асинхронных электроприво@ax.- "Электричество", 1975, № 9.

2. Авторское свицетельство СССР

¹ 656175, кл. Н 02 Р 5/34, 1979, (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕН

НОГО ТОКА, соцержаший. асинхронный двига гель с короткоэамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к преобразователю частоты с непосрецственной связью, задатчик скорости вращения, выход которого поцключен к перкому входу формирователя задания фаэ» ных токов статора и потокосцепления ротора, выходы которого через блок фазных регуляторов поцключены к входам управления преобразователя частоты с непосрецственной связью, блок определения фаэных токов с фаэными измерителями токов, связанный с блоком вычисления потокосцепления ротора, трехфазный выхоц которого подключен к соответству» ющим вхоцам обратной связи блока фаз. ньм регуляторов, блок синхронизации, блок опрецеления скорости вращения с датчиком скорости, выход которого поцсоединен к второму вхоцу формирователя задания фаэных токов статора и потокосцепления ротора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ка„„SU„„1026272

ЗСЮ H 02 Р 5/34 Н 02 Р 7 42. чества в цинамических режимах работы, .ой снабжен дискретным блоком расчетных коэффициентов и цискретным блоком оперативной памяти, BxotlbI которого соединены с выхоцами блока фазных регуляторов, блока опрецеления фазных то» ков и блока определения скорости вращения, первый и второй трехфазные выхоцы дискретного блока оперативной памяти соединены соответственно с первым и вторым трехфазными входами блока вычисления потокосцепления ротора, третий и четвертый трехфазные Bblxogbl u пятый выход дискретного блока оператив ной памяти - с соответствующими входа;ми цискретного блока расчетных коэф- а фициентов, первый и второй выходы кото- Е рого соецинены с соответствующими вхоцами управления блока фаэных регуляторов и блока вычисления йоток осцепления ротора, при этом второй трехфазный вы хоц дискретного блока оперативной памя- » ти подключен к соответствующему вхоцу обратной связи блока фаэных регулято ров, а блок фазных регуляторов и блок вычисления потокосцепления ротора вы полнены в виде многосвязных цискретных © преобразователей, блок опрецеления фаз- © ных токов снабжен фаэными интеграль- 3 ными аналого-цифровыми преобразовате- Я лями, вход кажцого из которьм поцклю чен к выходу соответствующего фазного измерителя тока, а выхоц образует со»ответствующий фазный выхоц блока onpegeaesm фаэных токов, блок опреце- .,фЬ ления скорости вращения снабжен интег»ральным аналого-цифровым преобразователем, вход которого поцключен к выходу цатчика скорости, а выхоц образует выход блока опрецеления скорости вращения, причем входы синхронизации ин1026272 . тег льных аналого-цифровых преобра- токов и ск р гоко и GKo ости вращения подключены тегральнь зователей блоков определения фазных к выходу к выход блока синхронизации. Недостатком известного электроприво

ЗО да является eio. сложность и, соответ» ственно, низкая надежность. Так каксистема управления устройства является непрерывной, то реализация на базе аналоговой техники нелинейного преобразоваЗ теля, связывающего значения абсолютного скольжения с моментом двигателя, связана с рядом трудностей, Б частности, прихо пится прибегать к кусочной линеаризации нелинейности, что обуславливает сложО ность настройки преобразователя и невысокую точность, Возникают трудности при реализации преобразователей координат и вычислительного блока, так как последние включают s себя операции умноже5 нниияя, деления и т.д., выполнение которых на базе аналоговой техники сопряжено со значительными погрешностями. Повышение же точности связано с усложнением вычислительных устройств. Неучет пискретНедостатком известного устройства является то, что установка датчика Холла сопряжена с изменением конструкции электродвигателя. Характеристики датчи- 4 ков Холла существенно зависят от темпе ратуры, поэтому для осуществления точных измерений величины потокосцепления приходится создавать сложную си стему температурной стабилизации. Кро- 4 ме того, так как электропривоп выполнен на базе аналоговой техники, то все решающие устройства, используемые для определения гармонических функций, деления, 1

Изобретение относится к элвктротвх нике, а именно к частотно-управляемым асинхронным электропривопам и может быть использовано в системах, где определяющими являются требования надежно сти и высоких пинамических свойств, в частности в механизме роторного колеса экскаватора.

Известен электропривоп переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого нопключены к выходным зажимам преобразователя частоты с непосредственной связью, подсоединенного к питающей сети, и соединены с датчика» ми токов статора, а вал связан с датчи ком скорости. В двигателе установлены датчики Холла, выходы которых совместно с выходами датчиков тока через преобра» зователи координат и решающие устрой« ства соединены с системой управления, выходы послвпней через преобразователи координат подсоединены к входам управления преобразователя частоты с непосредственной связью. Система управления известного устройства представляет со» бой двухканальную систему подчиненного регулирования. Один канал стабилизации- мопуля вектора потока выполнен с подчиненным контуром регулирования тока намагничивания, второй канал регулирова ния скорости электродвигателя - с подчи» ненным контуром регулирования активного тока электродвигателя. Каналы связаны между собой перекрестными связями fl).

2 умножения, представляют собой сложные и ненадежныв устройства, имеющие зна, чительные вычислительные погрешности, Наиболее близким к преплагаемому по

5 технической сущности является электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к преобразователю часто

1О ты с непосредственной связью, запатчик скорости BpBIQeHHR ВыхОд которОгО поп» ключен к первому входу блока задания фаэных токов статора и потокосцепления, выходы которого через блок фазных регуляторов подключены к входам управления преобразователя частоты с непосрепствен ной связью, блок датчиков фазных токов с фазными измерителями токов, связанный с блоком координатных преобразований, го выходы которого подключены к соответ ствуюшим входам обратной связи бпока фазных регуляторов, блока компвнсирук щих связей и .блока вычисления, датчик г5 скорости вращения, выход которого подсоединен к второму входу блока задания фазных токов статора и потокосцепления (2

1026

272 4 целения скорости вращения, первый и второй трехфазные выходы дискретного блока оперативной памяти соединены соответственно с первым и вторым тре.",фазными вхоцами блока вычисления потокосцепления ротора, третий и четвертый трехфаэные выхоцы и пятый BblxoQ дискретного блока оперативной памяти— с соответствующими вхоцами дискретного блока расчетных коэффициентов, первый и второй выхоцы которого соединены с соответствующими вхоцами управления блока фаэных регуляторов и блока вычисления потокосцепления ротора, при этом второй трехфазный i выход цискретного блока оперативной памяти подключен к соответствующему входу обратной связи блока фазных регуляторов, а блок фазных регуляторов и блок вычисления потокосцепления ротора выполнены в вице многосвязных цискретных преобразователей, блок определения фаэных токов снабжен фаэными интегральными аналого» цифровыми преобразователями, вход каж» дого из которых поцключен. к выхоцу соответствукицего фаэного измерителя тока, а выход образует соответствующий фазный выхоц блока определения фазных токов, блок опрецеления скорости вращения снабжен интегральным аналогоцифровь|м преобразователем, вхоц КОТо рого подключен к выхоцу датчика скорости, а выхоц образует выход блока опрецеления скорости вращения, причем вхоцы синхронизации интегральных аналогоцифровых преобразователей блоков определения фаэных токов и скорости вращения подключены к выхоцу блока синхронизации.

На фиг. 1 прецставлена функционал ная схема предлагаемого электропривоца переменного тока; на фиг. 2 — функциональная схема формирователя зацания фазных токов статора и потокосцепления ротора; на фиг. 3 - функциональная схема преобразователя частоты с непосредственной связью.

Электропривоц переменного тока содержит асинхронный электроцвигатель 1 с короткоэамкнутым ротором (фиг. 1), статорные обмотки которого поцключены к преобразователю 2 частоты с непос« рецственной связью, зацатчик Э скорости врашения, выхоц которого подключен к первому входу формирователя 4 зацания фаэных токов статора и потокосцепления ротора, выходы которого через блок 5 фазных регуляторов подключены к входам управления преобразователя 2 частоты с

3 ных свойств преобразователя частоты обуславливает необхоцимость введения цополнительных обратных связей по току, стабилизирующих его работу в режиме прерывистого тока, что определяет 5 необходимость ввецения дополнительных элементов сравнения и усложняет электропривоц.

Косвенное определение составляющих вектора потокосцепления в известном электропривоце опрецеляет необходимость установки цополнительных цатчяков фаэных напряжений статора, что также усложняет электропривоц и снижает его нацежность, так как требует решения вопроса гальванической развязки с системой управления и сохранения при этом высокой точности измерения. сигнала. Кроме того, в известном электропривоце отсутствует возможность непосрецственного сопряжения с цифровыми вычислительными блоками и различного роца программно-эацаюшими устройствами.

Бель изобретения - повышение качеств ва в цинамических режимах работы и 25 надежности управления за счет регулирования усредненных за интервал цискретности преобразователя частоты токов статора, потокосцеплений ротора и скорости вращения. 30

Поставленная цель цостигается тем, что электропривоц переменного тока, содержащий асинхронный цвигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого поцключены к преобразователю частоты с непосредственной связью, эа@атчик скорости вращения, выхоц которого яоцключен к первому входу формирователя задания фазных токов етатора и потокодцепления ротора, выходы которого через . фюк фаэных регуляторов поцключены к

40 входам управления преобразователя частоты с непосредственной связью, блок переделения фазных токов с фазными измерителями токов, связанный с блоком счисления потокосцепления ротора, 45 фехфаэный выхоц которого подключен к ауответствующим вхоцам обратной связи блока фазных регуляторов, блок синхро . нивации, блок определения скорости врацрния с датчиком скорости, выхоц которцго поцсоецинен к второму вхоцу формивзвателя задания фазных токов статора

g потокосцепления ротора, снабжен дискретным блоком расчетных коэффициентов и цискретным блоком оперативной памяти, вхоцы которого соединены с выходами блока фаэных регуляторов, блока опрецеления фазных токов и блока опре5 1026 непосрепственной связью. Электропривоп содержит блок 6 определения фаэных то ков с фазными измерителями 7 - 9 токов, связанный с блоком 10 вычисления потокосцепления ротора, трехфазный вы, хоп которого подключен к соответствующим входам обратной связи блока 5 фазных регуляторов, блок 11 синхронизации и блок 12 определения скорости вращения с патчиком 13 скорости, выход которого подсоединен к второму входу формирователя 4 задания фаэных токов статора и потокосцепления ротора.

Электропривоп переменного тока снаб« жен дискретным блоком 14 расчетных коэффициентов и дискретным блоком 15 оперативной памяти, входы которого соединены с выходами блока 5 фазных регуляторов, блока 6 определения фазных токов и блока 12 определения скорости вращения, Первый и второй трехфазвые выходы дискретного блока 15 оперативной памяти соединены соответственно с первым и вторым трехфазными входами блока 10 вычисления потокосцепления ротора; третий и четвертый трехфазныв выходы и пятый выход указанного блокас соответствующими входами пискретного блока 14 расчетных коэффициентов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами управления блока 5 фазных регуляторов и блока 10 вычисления потокосцвпления ротора. Второй трехфазный выход дискрет ного блока 15 оперативной памяти подключен к соответствующему входу обрат

35 ной связи блока 5 фазных регуляторов.

Блок 5 фазных регуляторов и блок 10 вычисления потокосцепления ротора выполнены в виде многосвязных дискретных

40 преобразователей. Блок 6 определения фазных токов снабжен интегральными аналого-цифровыми преобразователями 1618, вход каждого иэ которых подключен к выхопу соответствующего фаэного из45 мерителя 7 - 9 тока, а выход является соответствующим фазным выходом блока 6 определения фаэных токов. Блок 12 определения скорости вращения снабжен интегральным аналого-цифровым преобразователем 19. Вхопы синхронизации аналого-цифровых преобразователей 1619 подключены K выходу блока 11 синхронизации.

Формирователь 4 задания фазных то 55 ков статора и потокосцепления ротора содержит элемент 20 сравнения (фиг. 2), канал вычисления требуемых усредненных

272 6 фазных токов статора и канал вычисления требуемых усредненных фазных потокосцеплений ротора.

Канал вычисления требуемых усредненных фаэных токов статора содержит блок 21 вычисления требуемого усредВ ненного момента электродвигателя 1, вход которого подключен к выходу элемента 20 сравнения, а выход - к одному из входов блока 22 вычисления усредненного скольжения и одновременно через один из входов блока 23 вычисления усредненной активной составляющей вектора тока статора и блока 24 вычисле ния модуля усредненного вектора тока статора подключен к одному из входов первого век горного преобразователя 25, В то же время второй ехоп блока 24 вычисления модуля усредненного вектора тока статора подсоединен z выходу блока 26 вычисления усредненной реактивной составляющей вектора тока статора, который одновременно подсоединен к одному из входов блока 27 вычисления угла между усредненными векторами тока статора и потокосцепления ротора, при этом его второй вход подсоединен к выходу бло ка 23 вычисления усредненной активной составляюшей вектора тока статора. Выход блока 27 вычисления угла между усредненными векторами тока статора и потокосцвпления ротора через один иэ входов блока 28 вычисления угла поворота усредненного вектора тока статора подсоединен к второму входу первого векторного преобразователя 25, выходы которого подсоединены к соответствующим цепям задания тока блока 5 фаэных ре гуля торов.

Канал вычисления требуемых усредненных фазных потокосцеплений ротора содержит блок 29 вычисления угла поворота усредненного вектора потокосцепления ротора, один вход которого подсоединен к выходу блока 22 вычисления усредненного сколожения, второй — к выходу интегрального аналого-цифрового преобразователя 19, третий - к выходу задатчика 3 скорости, а выход подсоединен к второму входу блока 28 вычисления угла поворота усредненного вектора тока статора и к одному из входов второго векторного преобразователя 30.

Второй вход второго векторного преобразователя 30, вход блока 26 вычисления усредненной реактивной составляющей вектора тока статора и вторые входы блока 22 вычисления усредненного сколь1026272 жения и блока 23 вычисления активной усредненной составляющей вектора тока статора поцсоединены к выходу зацатчика 31 модуля усредненного вектора пото косцвпления ротора. Выход второго век5 торного преобразователя ЗО поцсоецинен к соответствующим,цепям зацания потоко- сцепления блока 5 фаэных регуляторов.

Преобразователь 2 частоты с нвпосрец

10 ственной связью содержит цифровую систему 32 импульсно-фазового управления (фиг. 3), входы управления которой подключены к выходам блока 5 фазных регуляторов, синхровхоцы поцключены к питающей сети, а выходы - к управляющим

15 электроцам тиристоров фазных тиристорных преобразователей 33 - 35. Силовые вхоцы фазных тиристорных преобразователей 33 - 35, подсоединены к трехфазнои питающей сети, а выходы - к стато20 ру асинхронного электроцвигателя 1 с короткозамкнутым ротором.

Следует отметить, что блоки системы управления прецставляют собой цифровыв

25 устройства, выполненные на базе микропроцессорных ВИС серии К-589.

Электропривоц переменного тока работает слецующим образом.

В процессе работы мгновенные значения скорости ротора и фазных токов ста30 . тора с BbIxogoB соответствующих измери телей 7 - 9 фаэных токов и цатчика 13 скорости непрерывно поступают на входы интегральных аналого-цифровых преобразователей 16. - 19 соответственно, аналого-З5 вые части которых прецставляют собой интегральные звенья. В свою очервць блок 11 синхронизации вырабатывает синхроимпульсы, моменты появления которых совпадают с точками естественной комму-40 тации фазных тиристорных преобразователей 33 — 35„а период слецования равен интервалу дискретности преобразователя 2 частоты с непосрецственной связью, т.е. интервалу дискретности его фазных 45 тиристорных преобразователей 33 — 35, причем длительность послецнего равна длят-1разного тиристорного преобраэова21) твля P = )где уо - круговая частота

11 )О))) 50 напряжения питающей сети. Сикхроимпуль сы с выхоца блока 11 синхронизации поступают иа синхровходы интегральных аналогоцифровых преобразователей 19, 16 - 18.

По приходу синхроимпульса информа«55 ция, которая была накоплена цо этого момента, т.е. за время истекшего интервала цискретности, считывается с выхоцов интегральных аналого-цифровых преобразователей 19, 16 - 18 и поступает на входы формирователя 4 эацания фазных .токов статора и потокосцепления ротора и аискретного блока 15 оперативной памяти и записывается s них. После этого соцержимое упомянутых интегральных аналого-цифровых преобразователей обнуляется и они начинают накапливать новую информацию. В результате этого в конце кажцого?) -го интервала дискретности преобразователя частоты с выхоцов интегральных аналого-цифровых преобразователей 19, 16 - 18 считывается информация, которая численно равна (йб11Т), )),„(и) =))ц,(n) 1 U „(),)d), и„т и т.е. усредненной за интервал цискретно сти преобразователя частоты измеряемой величине.

В итоге по окончании интервала аискретности преобразователя частоты с выхоцов интегральных аналого-цифровых преобразователей 19, 16 - 18 считывается информация, численно равная эначе ниям усрецненных на интервале цискреч ности соответственно скорости ротора и фаэных токов статора. Эти значения, как упоминалось выше, записываются в дискретный блок 15 оперативной памяти, в которой, кроме этого, на кажцом интервале дискретности записываются значения углов управления преобразователем частоты с непосрецственной связью, по ступающие с выходов блока 5 разных регуляторов. Значения записанных в дискретный блок 15 оперативной памяти величин хранятся на протяжении цвух интервалов цискретности.

Функционально система управления электропривоцом выполнена цвухконтурной: внешний - контур регулирования

-усрецненной за интервал цискретности скорости ротора; внутренний - контур регулирования усредненных фаэных токов статора и потокосцеплений ротора. При этом внутренний контур является оптимальным по быстроаействию и позволяет отработать эацанные значения усрецнен« ных фаэных токов статора и потокосцеп» лений ротора за два интервала цискретности преобразователя частоты. В силу этого зацания на эти величины выдаются на цва интервала вперец.

Рассмотрим работу устройства с на чала (()+1)-ro интервала дискретности преобразователя 2 частоты с непосредственной связью, прецполагая, что

1026 на tl --м интервале закончилась отработка заданных ранее усредненных фазных токов статора, потокосцеплений ротора и око рости ротора.

Задатчик 3 скорости вращения выдает значение требуемой усредненной скорости ротора на (и+2)-м интервале дискретности Qq/Q4 2). Последнее поступает на один из входов элемента 20 сравнения, на 0 второй вход которого по окончании и го интервала поступает значение измеренной усредненной скорости ротора íà и -м интервале дискретности Q (Ь1 с выхода ин- . тегрального аналого-цифрового преобразо- 1

15 вателя 19. Элемент 20 сравнения определяет значение разности между заданной на (И+2)-м и измеренной нап-м интер вале дискретности усредненными скоростями. Это значение поступает с выхода элемента 20 сравнения на вход блока 21

20 вычисления требуемого усредненного момента электродвигателя, осушествляюшего расчет усредненного момента М9, который должен развивать асинхронный электро25 двигатель 1 на (n+1 )-м и (И+2 )-м интервалах для того, чтобы отработать . заданное значение усредненной скорости на (0+4-м интервале дискретности.

Блок 2 L реализует следующую функцио> — 30 нальную связь; М, = Ц (Q fh 2 -43L 3) где k) — постоянный коэффициент, зависящий от параметпов электродвигателя 1.

Значение требуемого усредненного мо мента поступает с выхода блока 21 на 35 один из входов блока 22 вычисления усредненного скольжения, на второй вход которого поступает значение модуля усредненного вектора потокосцепления ротора (,. с выхода задатчика 31. При- 40 чем модуль усредненного вектора потокосцепления ротора (задается задатчиком 31 исходя из условия поддержания его на заданном уровне.

Блок 22 определяет значение усредненного скольжения М ; которое должно поддерживаться íà (5+1)-м и (и+2)-м интервалах дискретности для обеспечения требуемого усредненного момента 50 электродвигателя 1. Блок 22 реализует слепуюшую функциональную связь: Й „=

=Мр (k2 x(gpss! ), где К2 — постоянный коэффициент, зависяший от параметров электродвигателя 1, 55

В то же время значения усредненйого электромагнитного момента МЭ с выхопа блока 21 и модуля усредненного

272 10 вектора потокосцепления ротоРа (с выхода задатчика 31 поступают на вход блока 23 вычисления усрепненной актив-:, ной сосгавляюшей вектора тока статора. ,Последний осуществляет вычисление усредненной за интервал дискретности преобразователя частоты активной соста-1 вляюшей тока с гатора „, т.е. усредненной ортогональной вектору потокосцепления ротора составляющей вектора тока статора, которая должна иметь место в асинхронном электродвигателе 1 на (и+1 )-м и (И+2)-м интервалах дискретности для того, чтобы последний мог развить тре буемый усредненный электромагнитный момент 1Чэ . Блок 23 реализует следуюшую связь: iо,= Мэ/(КЗ ly,1), где КЭ - постоянный коэффициент, зависящий от параметров электродвигателя 1.

Одновременно значение модуля усредненного вектора потокосцепления ротора поступает на вход блока 26 вычисления усредненной реактивной, составляюшей вектора тока статора. Последний осушесъ вляет вычисление усредненной за интервал дискретности преобразователя частоты реактивной составляющей тока статора i Р, т,е, усредненной параллельной вектору потокосцепления ротора составляюшей вектора тоха статора, которая должна иметь место в асинхронном электродвигателе 1 на (П+1) м и (и+2)-м интервалах дискретности для того, чтобы обеспечить заданный модуль усредненного вектора потокосцепления ротора, т.е. за» данный поток намагничивания электродвигателя 1. Блок 26 реализует следуюшую функциональную связь: < р = К4. lQ j где К4 - постоянный коэффициент, зависящий от параметров электродвигателя 1.

Значения обеих усредненных составляющих вектора тока статора поступают с .. выходов блоков 23 и 26 на входы блока 2 4 вычисления модуля усредненного вектора тока статора. Последний осушествляет вычисление модуля упомянутого вектоpB < c, реализуя выражение

В то же время значения обеих усредненных составляющих вектора тока статора поступают на входы блока 27 вычисления угла между усредненными векторами. тоха статора и потокосцепления ротора, осушествляюшего расчет угла между упомянутыми векторами (j, который должен иметь место в асинхронном электродвигателе 1 на (И+1)-м и (0+2)-м

Ф интервалах дискретности, используя следуюшее выражение (9 = дгctp (Г„ /< p ) .

1026272

В свою очерець значения требуемой усрецненной скорости ротора на (h+2)-м интервале цискретности преобразователя частоты(Я«2) с выхоца эацатчика 3 скорости врашения, измеренной усрец- 5 ненной скорости ротора на И -м интервале цискретности <д(п с выхоца интегрального аналого-цифрового преобразователя 19 и усрецненного скольжения И „ с выходе блока 22 вычисления усрецненI0 ного скольжения поступают на вхоцы блока 29 вычисления угла поворота усрецненного вектора потокосцепления ротора, осушествляюшего вычисление требуемого углового положения усрецненного вектора потокосцепления ротора на (Ь+2)-м интервале цискретности относительно фазы A стагора Ь ПE-2J, используя выражение ((n>2)

РИ (к И (п 2) +(dftEJ) FEE

У запоминают его, после чего полученное

25 значение поступает на оцин из вхоцов блока 28 вычисления угла поворота усрецненного вектора тока статора.

Блок. 28 осушествляет суммирование . требуемого угла поворота усрецненного

30 вектера потокосцепления ротора íà (ll+2)-м интервале цискретности относительно фазы A статора с требуемым углом межцу усрецненными векторами тока статора и потокосцепления ротора<, значение кото-З рого поступает на второй вхоц блока 28 с выхода блока 27. В результате блок28 осушествляет вычисление требуемого угла поворота усрецненного вектора статора на (ran+2)-м интервале цискретности 4О относительно фазы А статора " (Ai2J=P(«2) Ц).

Выхоцная информация блоков 24 и 28, 29 и зацатчика 31 полностью опрецеляет усреднение вектора тока статора и потокосцепления ротора на (i3+2)-м интер» вале цискретности. Значения моцуля усрецненного вектора тока статора с выхоцов блока 24 н его углового положе-. ния на (П+2)-м интервале цискретности с выхоца блока 28 поступают на входы первого векторного преобразователя 25.

Послецний вычисляет направляющие косинусы усрецненного вектора тока статора на (0+2)-м интервале цискретно- S5 сти, после чего осушествляет опрецеление требуемых усредненных фаэных токов статора на (П+2 -м интервале цпскретHOCTH(3Q T>+23, 1ggtrl+23 < pcs>. l путем разложения упомянутого вектора по осям фаэ статора. Аналогично значения модуля усрецненного вектора потокосцепления ротора с выхоца зацатчика 31 и его углового положения íà (l3+2)-м интервале цискретности с выхоца блока 29 поступают на вхоцы второго векторного преобразователя 30. Послецний вычисляет направляюшие косинусы усрецненного вектора потокосцепления ротора на (5+2 )-м интервале цискретности, после чего осушествляет опрецеление требуемых усрецненных фазных потокосцеплений ротора на (и+2)-м интервале цискретности

VgghEl2l;Qgg 5п <2),(п 2) путем разложения упомянутого вектора по осям фаз статора. Значения вычисленных усрецненных фазных токов статоР >p, T.«23,< >в С + Л, TEE«3 и потокосцеплений ротора Q „-(EE,2), y (EE g), Q3 (+2j поступают с выходов векторных преобразователей 25 и 30 в цепи зацаний усрециенных фазных токов статора и.потокосцеплений ротора блока 5 фаэных регуляторов.

При этом слецует отметить, что опре целение функций корня квацратного в .блоке 24, арктангенса в блоке 27 и косинусов в векторных преобразователях 25 и 30 осушествляется табличным способом, т.е. значения функций прецварительно вычисляются в необходимом циапазоне и записываются в постоянные запоминающие устройства, которыми снабжены упомянутые блоки и векторные преобразователи. Постоянные коэффициенты К (< К4 также прецварительно вычисля ются цля кажцого конкретного электрсь» цвигателя и записываются в постоянные эапоминаюшие устройства, которыми снабжены волоки 21 - 23 и 26.

Для расчета углов управления преобразователем 2 частоты на (h+3.)-м и (0+2)-м интервалах цискретности тре- буется кроме информации об усредненных фазных токах статора иметь информацию о6 усрецненных фаэных потокосцеплениях ротора и Напряжения статора на ll-м интервале цискретности, которые опрецеляются в электропривоце расчетным путем.

Вычисление усрецненных фазных пото косцеплений ротора ЕЕаЕ3 -м интервале дискретности осушествляет блок 10 вычисления потокосцеплений ротора по выражению

1026272

4 1 (n) =K. (Сtp i (n) s С 2 ) j (». ) y =в,в,с с)), в с

С Р (() t))j С4 () ° 0 foal-k)+Д Сб .Д, Р рч рф) . гце (и1 LI (nj - усрецненные эа интерlu 1 p}

)Ä = W g с вал дискретности фаз) 1 f0 ные токи и напряжения статора на цм интер- вале; ((п-11,U (п-

pOTOp& HG Ц -м ВВТер вале.

Так как система управления синтеэирована в, непоцвижной системе координат, 25 привязанной к осям статора, то коэффициенты C<,)), -С ((, зависят от параметров конкретного электродвигателя 1 и от усредненной скорости ротора íà (й-1)-м интервале дискретности („) () - f), а коэффициенты(.5(() С6)) зависят от парамет30 ,)Ф ров электродвигателя 1, усредненной скорости на ())-1 )-м интервале дискретности()(И-)) и от углов управления преобразователем 2 соответственно на И -м и (t)-1)-м интервалах дискретности. 35

По окончании (И-1 )-го интервала дискретности значение усрецненной изме ренной скорости (A — 3J записывается в дискретный блок 15 оперативной памяти; где уже хранятся значения углов управ- 40 ления преобразователем 2 на (й-1)-м интервале дискретности. Поэтому в начале И -го интервала дискретности значения упомянутых величин поступают на вхоцы дискретного блока 14 расчетных 45 коэффициентов и послецний начинает рас чет коэффициентов и величин, входящих з выражение для усрецненных потокосцепле ний..

Б первую Очередь производится опре»" 50 деление коэффициентов С (()) < .-С4 ()), которое осуществляется табличным способом, т.е. их значения предварительно рассчи тываются цля конкретного электроцвигателя 1 цля всего диапазона изменения скорости и записываются в постоянное запоминающее устройство, которое содержит цискретный блок 14 расчетных коэффициентов. После этогЬ блок 14 осуществляет расчет усредненных. фазных напряжений статора.на (П-1}-м интервале дискретности и значений коэффициентовС6((),1 . Усредненные напри» жения статора равны усредненным фазным напряжениям преобразователя 2 частоты с непосредственной связью, а последние, как известно, являются гармоническими функциями от углов уп ивления преобразователем Q „f)))=- Д. с()ь(у О1).

Коэффициейты Cb()),С5() > рассчитывают ся по элементарнйм арифметическим выражениям, соцержашим слагаемые, зави сяшие от усредненной скорости Qgn-3), и гармонические функциие п S,ñîü 8, фазы которых зависят как от усредненной скорости сй (.))-(), так и от углов управления преобразователем собтветственно на (Yt-1)-м иД-м интервалах дискретно сти. Значения гармонических функций, вхоцяших в выражения для усрецненных фазных напряжений преобразователя U(()(N-Q и цля коэффициента Сбр, а также слагаемых, зависящих только от механической скорости, опрецеляются s дискретном блоке 14 расчетных коэффициентов табличным способом, после чего вычисляются искомые величины Up fh-т1,C6 ()),>, После расчета углов управления преобразователем 2 частоты с непосредствен ной связью наА-м интервале (на что уходит 10% от длительности интервала дискретности) их значения поступают с выхода блока 5 фазных регуляторов на входы блока 18 оперативной памяти, после эа«. писи в который они поступают на входы блока 14 расчетных коэффипиентов. По» следний после этого осуществляет рас чет усредненных фазных напряжений преобразователя на )т-м интервале Ор(Ь) и значения коэффициентов С5 @ < подобно описанному выше. Все рассчитанные коэффициенты и величины с второго выхода блока 14 расчетных коэффициентов. поступают на вхоц управления блока 10 вычисления нотокосцепления ротора. Кро ме того, значения усредненных фазных напряжений преобразователя на Н -м интервале 0 ), fh с первого выхода блока 14 расчетных коэффициентов поступают на вход управления блоиа 5 фазных pery ля торов.

Одновременно с выхода дискретногб блока 15 оперативной памяти на вхоцы блока 10 вычисления потокосцепления ротора поступают значения усрецненных фазных токов статора (п )(-)g . В результате этого уже к концу tl -го интер

1026272 16 вала блок 10 определяет значения выражений (с2,; (- 1 с,,4 (п) с ; р=a,е.с 5

aU>(n- ) с1 сь„,;) ., где ) = Б, В, С. По окончании tl-ro интервала в дискретный блок 15 оперативной памяти поступает информация об ус- )О редненных скорости ротора (,)(и) и фаэных токах статора 1)и ) и) с выхоцов интегральных аналога-цифровых преобразователей 19, 16 - 18. После записи в оперативную память значения последних поступают в один из каналов обрагной связи блока 5 фаэных регуляторов и на входы блока 10, благодаря чему послецний заканчивает расчет усрецненных фазных цотокосцеплений ротора и определяет у0 значения g (п, Q g Pn), g (п . Слецует отме гить, что вычисление усрецненных напряжений статора косвенным путем и распараллеливание процессов вычислений, как описано выше, позволяет свести вре- 25 мя, затрачиваемое в (и+1)-м интервале дискретности на расчет усрецненных фаэных потокосцеплений ротора,на г) -м интервале цискретности, к минимуму, что уменьшает запазцывание сисгемы управления устройства и улучшает цинамику управления. Значения рассчитанных усредненных фазных потокосцеплений ротора

/II,t h), Я п), Qc(И поступают с выхоца блока 10 вычисления потокосцепления

35 ротора в один из каналов обратных связей блока 5 фазных регуляторов.

Коэффициенты блока 5 фазных