Частотноуправляемый электропривод переменного тока

Частотноуправляемый электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧАСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутьом ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты, снабженного входами для подключения питающей сети, блок задания скорости с информационным каналом и управлякэцщм входом, цифровые фазные распределители импульсов , каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом и выходом синхронизации, блок синхронизации с входами для подключения питающей сети, дискретный вычислитель , с информационными кодовыми шинамиг образующими информационный канал, управляющими шинами, образующими управляющий выход, и входом синхронизации, датчики фазных токов, фазных-напряжений и скорости вращения ротора и интегральных аналого-цифровых преобразователей , каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, при этом вход каждого из семи интегральных аналого-цифровых преобразователей соединен с выходом одного из датчиков фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения ротора. . г /3 13 34 информационные каналы цифровых фазных распределителей импульсов, .блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к информационному каналу дискретного вычислителя, управляющие входы цифровых фазных распределителей импульсов , блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к управляющему выходу дискретного вычислителя, а выход блока синхронизации подключен к входам синхронизации дискретного вычислителя , интегральных аналого-цифровых преобразователей и цифровых фазных распределителей импульсов, йн- i ходы которых соединены с управляющими входами преобразозателя часто- i ты, отличающиеся тем, | что, с целью упрощения, в него внедевы дополнительный десятый интег- С ральныт аналого-цифроаой преобразо ватель, снабженный инфopмaциoнны Jo каналом, управляккдим входом и входом синхронизации,объединенными соответственно с информациоиньями канада лами, управляющими входами и входами i синхронизации остальных девяти интег™ сд оо ральных аналого-цифровых преобразователей ,коммутатор,вьпюлкенный в виде двухпозиционного триггерами три интегО ) ратора со сбросом,каждый из которых ; снабжен двумя входг ми синхронизаиии подключенными к выходам коммутатора, при этом вход коммутатора соединен с выходом блока синхронизации, вход каждого из интеграторов со сбросом подключен к выходу одного из датчиков фазных токов, а выход каждого из интеграторов со сбросом подключен соответственно к входам восьмого, девятого и десятого аналого-цифровых преобразователей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlP ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3457214/24-07 (22) 24.06.82 (46) 15.04.84. Бюл. В 14 (72) N.C.Äðóêêåð и С.A.Ñóïðóíeíêî (71)Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт (53} 621.313.3(088.8)

{56) 1. Патент СССР по заявке

9 3348146/07, кл. Н 02 Р 5/34, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3430071/07, кл. Н 02 Р 5/34, 1982. (54)(57) ЧАСТОТНОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий асинхронный двигатель с короткоэамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты, снабженного входами для подключения питающей сети, блок задания скорости синформациоиным каналом и управляющим входом, цифровые фазные распределители импульсов, каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом и выходом синхронизации, блок синхронизации с входами для подключения питающей сети, дискретный вычислитель.с информационными кодовыми шинами, образующими информационный канал, управляющими шинами, образующими управляющий выход, и входом синхронизации, датчики фаэных

- токов, фазных .напряжений и скорости вращения ротора и девя".ь интегральных аналого-цифровых преобразователей, каждый из которых снабжен ин формационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, при этом вход каждого из семи интегральных аналого-цифровых преобразователей соединен с выходом одного из датчиков фаэных токов, фазных напря" ений и скорости вращения ротора, „„SU„„1086536 Я

З(59 Н 02 Р 5/34; Н 02 Р 7/ф 2 информационные каналы. цифровых фазных распределителей импульсов, .блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к информационному каналу дискретного вычислителя, управляющие входы цифровых фаэных распределителей импульсов, блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к управляющему выходу дискретного вычислителя, а выход блока синхронизации подключен к вхс>- дам синхронизации дискретного вычислителя, интегральных аналого-цифровых преобразователей и цифровых фаэ-@

Ф ных распределителей импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами преобразователя частоты, о т л и ч е и И и и е и теи, Ц что, с целью упрощения, в него введены дополнительный -„- сятый интег- Я ральны3 аналого-цифр вой преобразо-. ватель, снабженный информационны. . каналом, управляющим входом и ахов дом синхронизации,объединенными с - -) ответственно с информационными кана- -QQ лами, управляющими входа ил и входами р» синхронизации остальных девяти интегральных аналог о-цифровых преобраэова- (, Д телей,коммутатор,выполненный в вида двухпоэицион ного триг:..ера,и три и нтегратора со сбросом, каждый из которых снабжен двумя входами синхронизации, подключенными к выходам коммутатора, при этом вход коммутатора соединен с выходом блока синхронизации, вход каждого иэ интеграторов со сбросом подключен к выходу одного иэ датчиков фаэных токов, а выход каждого иэ интеграторов со сбросом подключен соответственно к входам восьмого, девятого и десятого аналого-цифровых преобразователей.

1086536

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотноуправляемым электроприводам переменного тока, и может быть использовано в системах с высокими требованиями по качеству регулирования скорости при низких энергетических затратах, например, в установках шахтных клетьевых подъемников.

Известен частотноуправляемый электропривод переменного тока, содержа- 10 щий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты, снабженного входами для подключегия питающей сети, датчики фазных токов и датчик скорости вращения ротора, при этом управляющие входы преобразователя частоты связаны с блоком задания скорости и с дискретным вычислителем, снабжен-20 ным информационным каналом, управляющим выходом и входом синхронизации °

Известный электропривод выполнен как на аналоговых, так и на дискретных элементах (1), Недостатком этого устройства является невысокая точность регулирования скорости вращения, кроме того, отсутствует синхронизация в работе системы управления и преобразователя частоты, управление которым осуществля-З0 ется аналоговыми сигналами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является частотноуправляемый электропривод переменного тока, содержащий асин- 35 хронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты, снабженного входами для подключения питающей сети, блок 40 задания скорости, снабженный информационным каналом и управляющим входом, цифровые фазные распределители импульсов, каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим 45 входом и входом синхронизации, блок синхронизации со входами для подключения питающей сети, дискретный вычислитель, снабженный информационными кодовыми шинами, образующими информационный канал, управляющими шинами, образующими управляющий выход, и входом синхронизации, датчики фазных токов, фазных напряжений, фазных потокосцеплений и скорости вращения ротора и интегральные аналогоцифровые преобразователи, каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, при этом вход каждого иэ аналого-цифровых преобразователей 60 соединен с выходом одного из датчиков фазных токов, фазных напряжений, фазных потокосцеплений и скорости вращения ротора, информационные каналы цифровых фаэных распределите- 5 лей импульсов, блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к информационному каналу дискретного вычислителя, управляющие входы цифровых фазных распределителей импульсов блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к уп- равляющему выходу дискретного вычислителя, а выход блока синхронизации подключен к входам синхронизации дискретного вычислителя, интегральных аналого-цифровых преобразовате.". лей и цифровых фазных распределителей импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами преобразователя частоты. Известный электропривод обеспечивает высокую точность регулирования скорости вращения ротора, при этом система управления построена с учетом дискретного характера работы преобразователя частоты f2), Недостатком известного частотноуправляемого электропривода является конструктивная сложность, обусловленная необходимостью установки в асинхронном двигателе датчиков фазных потокосцеплений (датчиков

Холла I.

Целью изобретения является упрощение частотноуправляемого электропривода переменного тока за счет построения контура управления, также как и в известном электроприводе учитывающего дискретный характер работы преобразователя частоты, но не требующего установки датчиков фазных потокосцеплений.

Указанная цель достигается тем, что в частотноуправляемый электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты, снабженного входами для подключения питающей сети, блок задания скорости с информационным каналом и управляющим входом, цифровые фазные распределители импульсов, каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом .и входом синхронизации, блок синхронизации с входами для подключения питающей сети, дискретный вычислитель с информационными кодовыми шинами, образующими информационный канал, управляющими шинами, образующими управляющий выход, и входом синхронизации, датчики фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения ротора и девять интегральных аналого-цифровых преобразователей, каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, при этом вход каждого из семи интеграль1086536 ных аналого-цифровых преобразователей соединен с выходом одного иэ датчиков фазных токов, фазных напряжений и скорости вращения ротора, информационные каналы цифровых фаэных распределителей импульсов, блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к информационному каналу дискретного вычислителя, управляющие входы цифро-10 вых фазных распределителей импульсов, блока задания скорости и интегральных аналого-цифровых преобразователей объединены между собой и подключены к управляющему выходу дискретно 5 го вычислителя, а выход блока синхронизации подключен к входам синхронизации дискретного вычислителя, интеГральных аналого-цифровых преобразователей и цифровых фазных распределите. о лей импульсов, выходы которых соеди-, нены с управляющими входами преобразователя частоты, введены дополнительный десятый интегральный аналого-цифровой преобразователь, снабженный ин-, формационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации,объединенными соответственно с информационными каналами, управляющими входами и входами синхронизации остальных девяти аналого-цифровых преобразова-, телей, коммутатор, выполненный в виде двухпозиционного триггера, и три интегратора со сбросом, каждый из которых снабжен двумя входами синхронизации, подключенными к выходам коммутатора, при этом вход коммутато" ра соединен с выходом блока синхронизации, вход каждого из интеграторов со сбросом подключен к выходу одного из датчиков фаэных токов, а вы- 4Q ход каждого из интеграторов со сбросом подключен соответственно к входам восьмого, девятого и десятоГо аналого-цифровых преобразователей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема частотноуправляемого электропривода переменного тока," на фиг. 2 — функциональная схема интегратора со сбросом.

Частотноуправляемый электропривод переменного тока (фиг. 1) содер-. жит асинхронный двигатель 1 с кароткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам преобразователя частоты 2, снабженного входами для подключения питаю- 5 щей сети, блок задания скорости 3, снабженный информационным каналом и управляющим входом, цифровые фаэные распределители импульсов 4-б, каждый из которых снабжен. информа- 60 ционным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, блок синхронизации 7 с входами для подключения, питающей сети, дискретный вычислитель 8, составленный из программно- 65 го блока 9, блока нелинейных преобразователей 10, блока памяти 11 и

I микропроцессора 12 и снабженный информационными кодовыми шинами, образующими информационный канал 13, управляющими шинами, обаэующими управляющий выход 14, и входом синхронизации 15, при этом программный блок

9, блок нелинейных преобразователей

10 и блок памяти 11 снабжены информационными каналами и управляющими входами, которые подключены соответственно к информационному каналу и управляющему выходу микропроцессора

12 и образуют соответственно информационный канал 13 и управляющий выход 14 дискретного вычислителя 8, а вход синхронизации микропроцессора

12 образует вход синхронизации 15 дискретного вычислителя 8.

Частотноуправляемый злектропривод переменного тока содержит также датчики фазных токов 16-18, датчики фазных напряжений 19,20 и 21, датчик скорости вращения 22 ротора и девять интегральных аналого-цифровых преобразователей 23-31, каждый из которых снабжен информационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, при этом входы аналого-цифровых преобразователей 23,24 и 25 соединены соответственно с выходами датчиков фазных напряжений 19-21, входы аналого-цифровых преобразователей 2628 соединены соответственно с выходами,цатчиков фаэных токов 16-18,вход аналого-цифрового преобразователя 29 соединен с выходом датчика скорости вращения 22 ротора. Информационные каналы цифровых фазных распределителей импульсов 4-6, блока задания скорости 3 и интегральных аналогоцифровых преобразователей 23-31 объединены между соббй и подключены к информационному каналу 13 дискретного вычислителя 8. Управляющие входы цифровых фаэных распределителей импульсов 4-6, блока задания скорости 3 и интегральных аналого-цифровых преобразователей 23-31 объединены между собой и подключены к управляющему выходу 14 дискретного вычислителя 8. Выход блока синхронизации 7 подключен к входам синхронизацни дискретного вычислителя 8, интегральных аналого-цифровых преобразователей 23-31 и цифровых фазных распределителей импульсов 4-6, выходы которых соединены с управляющими входами преобразователя частоты 2.

В частотноуправляемый электропривод переменного тока введен десятый аналого-цифровой преобразователь 32, снабженный информационным каналом, управляющим входом и входом синхронизации, объединенными соответственно с информационными каналами, управляющими входами и входами синхро1086536 низации остальных девяти интегральных аналого-цифровых преобразователей 23-31.

В частотноуправляемый электропривод переменного тока введены также коммутатор 33, выполненный в виде 5 двухпозиционного триггера, и три интегратора со,сбросом 34-36, каждый из которых снабжен двумя входами синхронизации, подключенными к выходам коммутатора 33, при этом вход коммутатора 33 соединен с выходом блока синхронизации 7, вход каждого иэ интеграторов со сбросом 34-36 подключен к выходу одного из датчиков фаэных токов 16-18 соответствен- 15 но, а выход каждого из интеграторов со сбросом подключен соответственно к входам аналого-цифровых преобразователей 30-32. Интегратор со сбросом 34 (фиг. 2! содержит интег- 2О раторы 37 и 38, входы которых соединены между собой и образуют вход интегратора со сбросом 34. Параллельно конденсаторам, включенным в цепь обратной связи интеграторов 37 и 38, 25 подключены электронные ключи соответственно 39 и 40. Одновременно выходы интеграторов 37 и 38 через электронные ключи соответственно 41 и 42 соединены между собой и образуют выход интегратора со сбросом 34. Входы управления электронных ключей 39,42 и 40, 41 попарно соединены между собой и образуют два входа синхронизации интегратора со сбросом 34. Интеграторы со сбросом 35 и 36 выполнеиы аналогичным образом.

Частотноуправляемый электропривод переменного тока работает следующим образом.

Связь между информационным кана- 40 лом микропроцессора 12 и информационными каналами программного блока 9, блока нелинейных преобразователей 10, блока памяти 11, цифровых фазных распределителей импульсов 4-6, блока 45 задания скорости 3 и интегральных аналого-цифровых преобразователей 2332 осуществляется по единой системе информационных шин, количество которых определяется разрядностью микро- 5О процессора 12 и равно в данном злектроприводе шестнадцати. В свою очередь, управляющий выход микропроцессора 12 соединен с управляющими входами упомянутых блоков посредством трех служебных шин, по которым передается код служебных сигналов. Система управления предлагаемого электропривода выполнена на базе микропроцессорных БИС серий К 589, КР1802 и серии К155. Каждый из блоков, с которым микропроцессор 12 обменивается информацией, имеет свой адрес.

Прежде,чем осуществить обмен полезной информацией с одним из блоков, микропроцессор 12 вырабатывает управ-Я ляющий сигнал записи адреса "ЗПА", который поступает с его управляющего выхода на управляющие входы всех блоков. управляющий сигнал "3TIA" ориентирует информационный канал микропроцессора 12 на передачу, а каналы остальных блоков на прием информации, после чего .микропроцессор выдает. в информационный канал адресную информацию, содержащую как адрес необходимого блока, так и адрес конкретного носителя информации, расположенного в этом блоке. Каждый из фазных распределителей импульсов 4-6, блок задания скорости 3, программный блок 9, блок нелинейных преобразователей 10, блок памяти 11, каждый из аналогоцифровых преобразователей содержит внутренний адресный дешифратор. Прог раммный блок 9, блок нелинейных пре-. образователей 10 и блок памяти 11 содержит дополнительно внутренний адресный регистр. Внутренние адресные дешифраторы управляются сигналом "ЗПА" таким образом, что при наличии последнего и совпадении выданного микропроцессором 12 адреса с адресом блока дешифратор вырабатывает сигнал, который переводит блок в активное состояние. Если мик,ропроцессор 12 обращается к одному из блоков 9-11, то после перевода блока в активное состояние в era внутренний адресный регистр записывается адрес конкретного носителя информации, размещенного в данном блоке, с которым микропроцессор 12 должен осуществить обмен полезной информацией.

После этого микропроцессор 12 вырабатывает управляющие сигналы чтения "ЧтИ" или записи информации "ЗПИ", которые ориентируют его информационный канал соответственно на прием или передачу. Одновременно эти сигналы поступают на управляющие входы всех блоков, однако реагирует на них только тот блок, который предварительно был переведен в активное состояние.,Сигналы "ЧтИ" или "ЗПИ" переводят информационный канал активного блока соответственно на передачу или прием, и между микропроцессором 12 и этим блоком, или конкретным информационным носителем, расположенным на этом блоке (в соответствии с адресом, записанным во внутреннем адресном регистре, происходит обмен информацией. По окончанию обмена по заднему фронту сигналов "ЧтИ" или

"ЗПИ" блок переходит в пассивное состояние. Если информационный канал любого блока не ориентирован на прием или передачу информации, то он находится в Z --состоянии, при котором его входное сопротивление очень велико, в силу чего такой блок не оказы1086536 вает влияния на поток информации, передаваемый по информационным шинам.

Программный блок 9 выполнен на базе постоянного запоминающего устройства, в котором зашита управляющая программа. В процессе работы микропроцессор 12 выдает адрес необходимой команды, по которому с программного блока 9 считывает ее код и выполняет ее. По выполнению команды микропроцессор 12 формирует адрес 10 следующей команды, по которому считывает ее код и т.д. Вычисление функций ооз (х); arccos (х ); )Е, необходимых для управления, осуществлено в электроприводе табличным способом 5 при помощи блока нелинейных преобразователей 10, который содержит нелинейные преобразователи, количество которых определяется числом необходимых функций и которые реализованы на базе постоянных запоминающих

20 устройств. В каждый нелинейный преобразователь зашиты заранее рассчитанные значения определенной функции для требуемого диапазона изменения ее аргумента.

Обрабатывая код команды вычисления функции и аргумент, от которого вычисляется функция, микропроцессор

12 вырабатывает адрес необходимой ячейки памяти, расположенной в определенном нелинейном преобразователе, в которой хранится значение функции, соответствующее требуемому аргументу.

Зна ение функции считывается с этой ячейки и,поступает в микропроцессор 12, который использует это значе- ние в дальнейшем вычислительном процессе. В процессе работы блок синхронизации вырабатывает синхроимпульсы, моменты появления которых совпадают 40 с точками естественной коммутации ти ристбров преобразователя частоты 2 и период равен интервалу дискретности преобразователя частоты, причем длительность последнего равна для m-gas-45 ного тиристорного преобразователя

2»

T = †„,,„, где мд — круговая частота напряжения питающей сети.

Синхроимпульсы с выхода блока синхронизации 7 поступают на входы синхронизации интегральных .аналогоцифровых преобразователей 23-32, которые выполнены по принципу "напряжение-частота". Аналоговые входные сигналы преобразуются в них в последовательность импульсов,. частота которых пропорциональна величине входного сигнала. Счетчики, которыми снабжены интегральные аналого-цифровые преобразователи 23-32, осуществляют. суммирование упомянутых импуль" 60 сов. Сумма импульсов за определенный интервал времени пропорциональна интегралу от входного сигнала за этот .интервал. Интегральные аналогоцифровые преобразователи 23-32 снаб- 65 жены также регистрами, входы которых подключены к выходам упомянутых счетчиков. По приходу синхроимпульса информация, которая была накопле- на их внутренними счетчиками до этого момента, переписывается во внутренние регистры, после чего содержимое счетчиков сбрасывается в ноль и они начинают накапливать новую информацию. В результате этого в конце каждого я-го интервала дискретности во внутренних регистрах интегральных аналого-цифровых преобразователей 23-32 фиксируется информация, которая численно. равна Ое,„ = ()TM

С Пв„И= т u,„„(<1 <, т.е. пропорбти циональна усредненной за интервал, дискретности преобразователя частоты 2 измеряемой величине (a — коэффициент пропорциональности ).

Синхроимпульсы с выхода блока синхронизации 7 поступают также на вход коммутатора 33, который выполнен на базе двухпозиционного триггера, работающего в счетном режиме, благодаря чему сигналы на выходах коммутатора 33 в любой момент времени имеют различный логический уровень (логический "0" или "1"), и приход очередного импульса на его вход приводит к изменению логического уровня выходных сигналов с "0" на "1" и наоборот. Выходные сигналы коммутатора 31 поступают на входы синхронизации каждого из интеграторов со сбросом 34-36, синхрониэируя их по интервалам дискретности преобразователя частоты 2.

Пример работы интегратора со сбросом 34. Как упоминалось, выходные сигналы коммутатора 33 поступают на сннхровходы интегратора со сбросом

34, а именно на входы управления электронных ключей 39,42 и 40, 41 (фиг. 2 ). Электронные ключч 39-42 устроены таким образом„ что при подаче на их управляющие входы сигнала с логическим уровнем "1" они замыкаются, а при подаче сигнала с логическим уровнем "0" - размыкаются.

За счет нопарного соединения входов управления электронных ключей 39,42

v. 40,41 и подачи на входы управления каждой из пар сигналов с различным логическим уровнем обеспечивается различное состояние электронных ключей каждой иэ пар. Предполагается, что на входи управления электронных ключей 39 и 42 подается сигнал с логическим уровнем "1", и на входи электронных ключей 40 и 41 — сигнал с логическим уровнем "0". При этом ключи 39 и 42 замкнуты, а ключи 40 и 41 разомкнуты. В силу этого конден1086536

10 сатор в цепи обратной связи интегратора 37 разряжен и напряжение на его выходе равно нулю. В то же время интегратор 38 осуществляет интегрирование входного сигнала, и его выходной сигнал через замкнутый ключ 42 посту- 5 пает на выход интегратора со сбросом 34. По окончанию интервала дискретности на вход коммутатора 33 поступает очередной синхроимпульс, в результате чего логические уровни 10 выходных сигналов коммутатора 33 изменяются. При этом на входы управления электронных ключей 39 и 42 подается сигнал с логическим уровнем "0", а на входы электронных ключей 40 и

41 - сигнал с логическим уровнем "1".

Электронные ключи 39 и 42 размыкаются, а 40 и 41 - замыкаются, в результате чего конденсатор в цепи обратной связи интегратора 38 начинает разряжаться, и напряжение на выходе ннтег2 ратора 38 резко уменьшается. Одновременно интегратор 37 начинает интегрировать выходное напряжение, и его выходной сигнал через замкнутый ключ

41 поступает на выход интегратора со сбросом 34. В силу того, что в замкнутом состоянии сопротивление электронного ключа мало, нс всетаки имеет конечное значение, разряд конденсатора в цепи, обратной связи .интегратора 38, а значит и уменьшение его выходного напряжения до нуля, происходит не мгновенно, а за конечное время. Однако за счет того, что одновременно с замыканием элект- 35 ронного ключа 40 размыкается электронный ключ 42, выходной сигнал интегратора 38 прекращает поступать на выход интегратора со сбросом 34.

В результате этого точность интегра-4О тора со сбросом 34 абсолютно не зависит от времени разряда конденсаторов, включенных в цепи обратных связей интеграторов 37 и 38.

Сопротивления входных резисторов интеграторов 37 и 38 и емкости конденсаторов, включенных в цепи их обратных связей, подбираются таким образом, чтобы постоянные интегрирования упомянутых интеграторов были одинаковыми и равными постоянным интегрирования аналогичных интеграторов в интеграторах со сбросом 35 и 36. В силу того, что по окончанию каждого интервала дискретности информация, накопленная работавшим интегратором 37 или 38,. сбрасывается в ноль, не происходит накопления ошибки, обусловленной дрейфом нуля операционных усилителей, на которых выполнены интеграторы 37 и 38, по- 60 этому точность интегратора со сбросом 34 практически не зависит от частоты входного сигнала.

Интеграторы со сбросом 35 и 36 работают аналогично интегратору со 65 сбросом 34, в силу чего все приведенные выводы, касающиеся работы интегратора со сбросом 34, в равной степени относятся и к интеграторам со сбросом 35 и 36. В любой момент времени на каждом и -м интервале дискретности выходные сигналы интеграторов со сбросом 34-36 численно равны

С(0 „,„(Ч=-„-; (Ц,Н=o) 1 (t), 8ых,„,к 1 р.

nT„ где (р- =А,В,С; o„- коэффициент пропорциональности ), т.е. пропорциональны средним текущим значениям фазных токов статора. Соответственно в конце каждого интервала дискретности во внутренних регистрах интегральных аналого- . цифровых преобразователей 30-32 фиксируется информация, численно равная (г)+1)Т t

И (и)= — (1dt=a i (n), р- stijc 2 2 и

nTи nTè

Р. =A,В,Сус =с с . -коэффициент пропорциональности, т.е. пропорциональная двукратно усредненным на интервале дискретности фазным токам статора.

Синхроимпульсы, вырабатываемые блоком синхронизации 7 в начале каждого интервала дискретности, поступают также на вход синхронизации микропроцессора 12, последний запускается н начинает выполнять управляющую программу, зашитую в программном блоке 9. Последняя состоит из следующих основных подпрограмм: подпрограмма "опроса датчиков", "расчета отклонений", "регулятора усредненных токов статора и потокосцеплений ротора", "расчета управляющих воздействий", "расчета коэффициентов", "определения координат потока", "формирователя траектории движения".

Выполнение управляющей программы начинается с подпрограммы "опроса датчиков", выполняя которую, микропроцессор 12 осуществляет последовательное считывание информации с блока задания скорости 3 и интегральных аналого-цифровых преобразователей 23-25, 26-28, 30-32, 29, пропорциональной соответственно заданию на усредненную скорость ротора на два интервала вперед ш (n+2», усредненным напряжениям статора 0„„Гп», токам статора 1 „ Г », двукратно усредненным токам статора +Pn» (y=A, В,С ) и усредненной скорости ротора

w (n» на истекшем и -и интервале дискретности. После считывания упомянугая информация записывается в соот1086536

А("

3 (п1)

3 (и-4)

=D дл (р-<)

5V (п-17

Д (n- 1) 40 ветствующие ячейки блока памяти 11.

После выполнения подпрограммы "опроса датчиков" микропроцессор 12 начинает выполнять подпрограмму "расчета отклонений". По этой подпрограмме микропроцессор 12 рассчитывает отклонения между заданными управляющими координата — усредненными напряжениями статора на истекшем и-м интерв але (определен ие которых дано ниже) и их реальными значениями д11 (п)=о fn)- > Е ) (л) ,с Зp, Р

Рассчитанные значения отклонений микропроцессор 12 записывает в соответствующие ячейки блока памяти 11.

После этого выполнение подпрограммы

"расчета отклонений" прерывается, микропроцессор 12 начинает выполнять подпрограмму "регулятора усредненных токов статора и потокосцеплений ро- 20 тора". По этЫ. подпрограмме микропроцессор 12 осуществляет расчет корректирующих добавок к заданию на фазные напряжения статора на п +1-м интервале дискретности, которые обеспе.25 чивают выход управляемых электромагнитных координат электродвигателя 1усредненных фазных токов статора и потокосцеплений ротора на заданную траекторию движения, которая задает- у ся при выполнении подпрограммы "формирователя траекторий движения" (см. ниже ). Вычислительный алгоритм определения корректирующих добавок синтезирован в неподвижной системе координат и определяется следующим выражением

Для уменьшения запаздывания при реализации управляющих воздействий большая часть вычислительного алгоритма, определяемого выражением (2), выполняется на истекшем и-м интервале дискретности, в частности,при выполнении подпрограммы "расчета коэффициентов" вычисляются компоненты матриц 3, С„ и С, зависящие как от параметров электродвигателя 1, так и от усредненной скорости вращения ротора Qfn-1); при выполнении подпрограммы "определения координат потока" рассчитываются усредненные на и-1-м интервале дискретности фазные потокосцепления ротора 9А(п-л), +zlп- ) (см.ниже ), при выполнении подпрограммы "расчета отклонений" рассчитываются разности между заданными и реальными значениями управляемых электромагнитных и управляющих координат электродвигателя 1 на п-1-м интервале дискретности; при выполнении второй части подпрограммы "регулятора усредненных токов статора и потокосцеплений ротора" рассчитывается сумма 2-х первых матричных слагаемых, входящих в выражение (2):

Поэтому на текущем и+1-м интервале дискретности при выполнении первой части подпрограммы "регулятора усредненных токов статора и потокосцеплений ротора" микропроцессор 12 только завершает расчет корректирующих добавок, реализуя при этом выражение дф (й-л) fn ) д) (и-1) Д0„(п3

au() fn) (2) где „(и <),Ч 1 и Я- усредненные на и-1-и интервале дискретности потокосцепления фаз A и В ротора;

В- матрица коэффициентов размерностью 3х5;

С и С вЂ” матрица коэффициентов раз1 2 мерностью ЗхЗ; 60 индексом Д обозначены разности между заданными и реальными значениями управляющих и управляемых координат электродвигателя 1 на одноимен-, ных интервалах дискретности. 65

3 f n-47

3 fn-3)

3 fn-4) Q(1„jn+ Ц дО (n 1) д0 (n ) ДU Гп)

ДО () ОС(")) (4) и затрачивая на это минимум необходимого времени.

После расчета корректирующих добавок микропроцессор 12 осуществляеx расчет средних значений фазных напряжений статора, которые необходимо ðåализовать íà п +1-м интервале дискретности

0 (n«) = 0 (и+)7-ДО fn+ q, (6)

3g с где (=-A, В, С.

Если хотя бы одно из расчетных значений напряжений статораО (и+1) превосходит допустимое, то производится их ограничение. Полученные значения фазных напряжений статора

0 fn+1) микропроцессор 12 записывает

М .в соответствующие ячейки блока памяти 11, после чего выполнение подпро1086536

М (п3

9 (п3

1И

,ы

1cf03

Если расчетное значение усредненного скольжения превышает допустимое, то производится его ограничение и соответственно корректировка задания граммы "регулятора усредненных токов статора и потокосцеплений ротора" прерывается и микропроцессор 12 начинает выполнять подпрограмму "расчета управляющих воздействий". По этой подпрограмме микропроцессор 12 осуще- 5 ствляет расчет углов управления преобразователем íà n+1-м интервале дискретности, реализуя следующие выражения е . (п Р а ссов(Р 0 (п Я, (6) где Я„и Я вЂ” постоянные коэффициенты.

Рассчитанные углы управления с(,+(n+13 микропроцессор 12 переписы- 15 вает во внутренние регистры цифровых фазных распределителей импульсов

4-6, последние представляют собой преобразователи "цифровой код — временный интервал", которые измеряют 20 временные интервалы, отсчитываемые от точек естественной коммутации тиристоров в преобразователе частоты 2 и сравнивают их с содержимым внутренних регистров, в которые записаны значения углов управления на соответствующем интервале дискретности. В момент их сравнения цифровые фазные распределители импульсов 4-6 вырабатывают импульсы управления и подают их на соответствующне тиристоры преобразователя частоты 2, реализуя таким образом требуемые углы управления.

Иаксимальное запаздывание прн реализации углов управления преобразователем частоты 2 равно временному интервалу между моментом начала интервала дискретности и моментом записи значений углов управления во внутренние регистры цифровых фазных распре- 40 делителей импульсов 4-6. В предлагаемом электроприводе это запаздывание равно 1 эл.град и практически не ухудшает динамические качества системы. После записи значений углов уп- 45 равления преобразователем частоты 2 с, Pn+13 во внутренние регистры цифровых распределителей импульсов 4-6 микропроцессорная система управления приступает к подготовке информации, 5О необходимой для расчета углов управления преобразователем частоты 2, на и +2-м интервале дискретности.

При этом микропроцессор 12 начинает выполнять подпрограмму "Расчета ко- 55 эффициентов". По этой подпрограмме микропроцессор 12 рассчитывает коэффициенты матриц 3, С 1 С2, В, Bz, Вв, Byi В6, зависЯЩие как от паРаметров электродвигателя 1, так и от усредненной скорости вращения й(ь3, и используемые в дальнейшем при выполнении подпрограммы "регулятора усредненных токов статора и потокосцеплений ротора" и "определения координат потока" (см.ниже(. 65

Значения вновь рассчитанных коэффициентов микропроцессор 12 записывает в соответствующие ячейки блока памяти 11. После этого микропроцессор 12 заканчивает выполнение подпрограммы "расчета коэффициентов" и начинает выполнять подпрограмму

"определения координат потока".

Под этой подпрограмме микропроцессор 12 рассчитывает усредненные на ь-и интервале дискретности потокосцепления фаз A и В ротора, реализуя при этом следующий вычислительный алгоритм. где B1 — матрица коэффициентов размерностью 2х2;

 - — матрицы коэффициентов размерностью 2х3.

Следует подчеркнуть, что собствен