Электропривод переменного тока

Электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах и механизмах общепромышленного назначения. Целью изобретения является повьш1ение быстродействия . Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель (СД) Iс датчиком 2 тока статора, датчиком 13 возбуждения, датчиком 4 угла и датчиком 5 частоты вращения ротора . Блок 7 прямого преобразования через регулятор 6 тока, усилитель 3 мощности и датчик 2 подключен к СД 1 . Вход для гармонических функций блока 7 подключен к датчику 4, первый управляющий вход блока 7 через регулятор 9 скорости - к задатчику скорости , а второй управляющий вход блока 7 через релейный элемент 12 с зоной нечувствительности связан с выходом блока II сравнения. Один вход блока I1через масштабирующий усилитель подключен к выходу регулятора 9,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (50 4 Н 02 Р 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3837905/24-07 (22) 07.01.85 (46) 15.10.86. Бюл. М- 38 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) С.В.Кезимов, E.È.Кутузов, А.Н.Панарин, Ю.M.Ñàáàøíûé, М,В,Толстиков и Г.К.Бессонов (53) 62-83:621.313.333 (088.8) (56) Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Техническая кибернетика.

Книга 3. Исполнительные устройства, и сервомеханизмы / Под ред. В.В.Солодовникова. М.: Машиностроение, 1976.

Боченков Б.M. Шраменко С.Г.

Бесконтактные электроприводы с широким диапазоном регулирования. Электромеханические системы воспроизведения движений и их элементы. — Иежвуэовский сборник научных трудов.

Под общей ред. В.Г.Кагана. Новосибирск: НЭТИ, 1981. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах и механизмах общепромьппленного назначения. Целью изобретения является повышение быстродействия. Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель (СД)

1 с датчиком 2 тока статора. датчиком 13 возбуждения, датчиком 4 угла и датчиком 5 частоты вращения ротора. Блок 7 прямого преобразования через регулятор 6 тока, усилитель 3 мощности и датчик 2 подключен к СД 1.

Вход для гармонических функций блока

7 подключен к датчику 4, первый управляющий вход блока 7 через регулятор 9 скорости — к задатчику скорости, а второй управляющий вход блока

7 через релейный элемент 12 с зоной нечувствительности связан с выходом блока 11 сравнения. Один вход блока

1l через масштабирующий усилитель подключен к выходу регулятора 9, 12642 второй вход которого соединен с датчиком 5. Другой вход блока 11 соединен с выходом вычислителя 14 электромагнитного момента. Входы вычислителя 14 связаны с датчиками 2, 4 и 13. Датчик 2 подключен к второму входу регулятора 6. При увеличении скорости-протекания процессов в устройстве обеспечивается переход к уптравлению, позволяющему существенно увеличить скорость изменения электромагнитного момента СД 1...,Условием перехода к указанному управлению является превышение сигналом ошибки по моменту на выходе блока 11 неко94 торой пороговой величины, определяемой зоной нечувствительности порогового элемента 12. Срабатывание последнего приводит к скачкообразному изменению задания на продольную составляющую статорного тока Tg . С рос том тока Ig происходит форсированный рост тока возбуждения за счет трансформаторной связи между обмотками статора и ротора, а следовательно, и рост электромагнитного момента

СД 1, определяемого величиной произведения I j< при неизменном питающем напряжения . 1 з.п. ф — лы.

2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу переменного тока, построенному на основе сннхронного двигателя и может быть использовано в системах и механизмах общепромышленного назначения для регулирования скорости и положения нагрузки с высокими требованиями по точности.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет дополнительной форсировки статорного тока синхронного двигателя по продольной оси.

На фиг.1 представлена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг.2 — схема вычислителя электромагнитного момента.

Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 (фиг.1) с электромагнитным возбуждением, подключенный обмоткой статора через датчик 2 тока статора к выходу усилителя 3 мощности, датчики угла 4 и скорости 5, механически связанные с валом синхронного двигателя 1, регулятор 6 тэка, подключенный выходом к управляющему входу усилителя

3 мощности, блок 7 прямого преобразования координат с двумя управляющими входами и входом для гармонических функций и последовательно соециненные задатчик 8 скорости и регулятор 9 скорости, другой вход которогO o eH K b o T HK 5 CKO рости, а выход " к первому управляющему входу блока 7 прямого преобразователя координат, вход для гармонических функций которого подключен к выходу датчика 4 угла, а выход—

5 к первому входу регулятора 6 тока, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 тока статора.

В электропривод переменного тока введены масштабирующий усилитель 10, элемент 11 сравнения, релейный элемент 12 с зоной нечувствительности, датчик 13 тока возбуждения, вычислитель 14 электромагнитного момента с тремя входами, подключенными соответственно к выходам датчиков тока статора 2, угла 4 и тока возбуждения

13, при этом выход вычислителя 1 4 электромагнитного момента подключен к первому входу элемента 11 сравнения, соединенного вторым входом через масштабирующий усилитель )О с выходом регулятора 9 скорости, а выход элемента 11 сравнения через релейный элемент 12 с зоной нечувствительности подключен к второму уп- .

1 равляющему входу блока 7 прямого преобразования координат, Синхронный двигатель 1 может быть выполнен с неявно выраженной

З 1 полюсностью, а вычислитель 14 элект" ромагнитного момента может содер,ать блок 15 обратного преобразования координат (фиг.2) с двумя входами и подключенный к его выходу блок 16 умножения, при этом входы блока 16 умножения образуют соот1264294 ветствующие входы вычислителя 14 электромагнитноГо момента, выход которого образует выход блока 16 умножения.

Электропривод переменного тока 5 работает следующим образом.

Синхронный двигатель 1 приводит во вращение нагрузку. Для получения заданной скорости вращения в регуляторе 9 скорости производится сравне- 10 ние сигнала, поступающего с выхода задатчика 8 скорости, с выходным сигналом датчика 5 скорости. В результате на выходе регулятора 9 скорости формируется напряжение задания 5 момента„ которое поступает на вход задания поперечной составляющей статорного тока блока 7 прямого преобразования координат. На вход для гармонических функций блока 7 прямо- 20 го преобразования координат поступает информация об угловом положении ротора синхронного двигателя 1 с датчика 4 угла. На выходе блока 7 прямого преобра ования координат формиру- 25 ются напряжения, являющиеся синусо идальными функциями угла, причем амплитуда этих напряжений пропорциональна абсолютной величине сигнала задания момента, а фаза определяется ч угловым положением ротора. В регуля-. торе 6 тока производится сравнение токов, протекающих в фазах синхронного двйгателя l, с сигналами задания токов, поступающими с выхода блока

7 прямого преобразования координат.

При этом включаются и отключаются соответствующие силовые ключи усилителя 3 мощности. В результате токи в фазах двигателя соответствуют 40 сигналам задания.

В зависимости от знака сигнала задания момента, поступающего на вход задания поперечной составляю- 45 щей статорного тока блока 7 прямого преобразования координат, фаза токов в обмотках меняется на 180, при этом меняется знак электромагнитного момента на валу синхронного двигателя 1. Если скорость двигателя меньше заданной, то сигнал задания момента, вырабатываемый регулятором

9 скорости и, собственно, электромагнитный момент положительны и дви- гатель ускоряется до заданной скорости. Если же скорость двигателя больше заданной, то электромагнитный момент отрицателен и двигатель за медляется до скорости задания.

Дока скорость изменения сигнала задания момента невелика и электромагнитный момент всегда соответствует заданию, схема работает описанным образом. Однако при увеличении скорости протекания процессов в системе неизбежно наступает ситуация, когда электромагнитный момент уже не успевает за заданием при описанном способе управления и Данном питающем напряжении. В этом случае осуществляется переход к управлению, позволяющему существенно увеличить скорость изменения электромагнитного момента синхронного двигателя °

Условием перехода к указанному управлению является превышение сигналом ошибки по моменту на выходе элемента ll сравнения некоторой пороговой величины, определяемой зоной нечувствительности релейного элемента !2. Характерно, что уровень порога должен превышать возможную величину пульсаций момента синхронного двигателя в стационарном режиме (при неизменном сигнале задания момента), обусловленную типом усилителя 3 мощности и регулятора 6 тока.

Срабатывание релейного элемента

12 с зоной нечувствительности приводит к изменению скачком задания на продольную составляющую Id статорного тока . С ростом тока происходит форсированный рост и тока возбуждения за счет трансформаторной связи между обмотками ротора и статора. Темп роста токов 11 и ограничивается практически лишь индуктивностями рассеяния обмоток и при хорошей магнитной связи почти на порядок превышает скорость изменения поперечной составляющей тока 1 . Так как электромагнитный момент синхронного двигателя опреде1. ляется величиной произведения l то форсировка по каналу 1 приводит к увеличению скорости изменения. электромагнитного момента синхронного двигателя при неизменном питающем напряжении, а значит, и к увеличению быстродействия электропривода б в сравнении с известным решением..

Формула изобретения

1. Электропривод переменного тока, содержащий синхронный двигатель с ия2 из4 дРив Я

Составитель А.Жилин

Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Редактор К.Волощук

Заказ 5571/55

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

5 1 электромагнитным возбуждением, подключенный обмоткой статора через датчик тока статора к выходу усилителя мощности, датчики угла и скорости, механически связанные с валом синхронного двигателя, регулятор тока, подключенный выходом к управляющему <входу усилителя мощности, блок прямого преобразования координат с двумя управляющими входами и входом для гармонических, функций и последовательно соединенные задатчик скорости и регулятор скорости, другой вход которого подключен к выходу датчика скорости, а выход — к первому управляющему входу блока прямого преобразования координат, вход для гармонических функций которого подключен к выходу датчика угла, а выход — к первому входу регулятора тока, второй вход которого соединен с выходом датчика тока статора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет дополнительной форсировки статорного тока по продольной оси, в него введены масштабирующий усилитель, элемент сравнения, релейный элемент с зоной нечувствительности, 264294 Ь датчик тока возбуждения и вычислитель электромагнитного момента с тремя входами, подключенными соответственно к выходам датчи,;ов тока статора, угла и тока возбуждения, при этом выход вычисЛителя электромагнитного момента подключен к первому входу элемента сравнения, соединенного вторым входом через масштабируюl0 щий усилитель с выходом регулятора скорости, а выход элемента сравнения через релейный элемент с зоной нечувствительности подключен к второму управляющему входу блока прямого преобразования координат.

2. Электропривод по п.l, о т— л и ч а ю шийся тем, что синхронный.двигатель выполнен с неявно выраженной полюсностью, а вычислитель электромагнитного момента содержит блок обратного преобразова" ния координат с двумя входами и подключенный к его выходу блок умноже" ния, при этом входы блока обратного преобразования координат и другой вход блока умножения образуют соответствующие входы вычислителя элект" ромагнитного момента, выход которого образует выход блока умножения.