Устройство для управления синхронной машиной

Устройство для управления синхронной машиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 071281. Бюллетень №45

Дата опубликования описании 07,1 281 (51)M. Кл.

Н 02 P 7/42

Н 02 Р 5/34

Гасударственный комитет

СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 62-83:

: 621. 313. 333. . 072,9(088. 8) М. И. Герасимов, А. К. Муконин, В.А. Трубецкой, А. И. Шиянов и Н. Я. Юрьев (72) Авторы изобретения

Воронежский политехнический институт (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНОЙ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам управления машинами переменного тока ° и может быть использовано в регулируемом электроприводе.

Известно устроиство управления синхронной машиной, содержащее преобразователь частоты, датчик гармонических сигналов углового положения и блок обратного преобразования координат. Устройство имеет возможность раздельного регулирования продольной и поперечной составляющих статорного тока синхронной машины fl).

К недостаткам. известного устройства можно отнести его сложность вслед" ствие наличия блока преобразования координ ат.

Известны устройства управления синхронной машиной, содержащие преоб-разователь частоты и датчик гармониче ских си гн ало в у гло во ro положения, выполненный на основе измерительной

2 машины с двухфазной обмоткой на ста. торе и трехфазной на роторе (2).

Устройства имеют возможность раздельного регулирования продольной и поперечной составляющих статорного тока.

К недостаткам известных устройств можно отнести наличие скользящих контактов, с помощью которых снимается напряжение с роторных обмоток.

Кроме того, промышленностью не выпускаются серийные измерительные машины с двумя обмотками на статоре и тремя на роторе, что тоже следует отнести к недостаткам известных. уст- . ройствв.

Наиболее близким техническим реше" нием к изобретению является устройст" во управления синхронной машиной, содержащее преобразователь частоты, к выходам которого подключены обмотки машины, а ко входам - выходы трехфазного датчика гармонических сигналов углового положения ротора машины, выполненного на основе Фазовых выпрямителей, и электромеханического фазовращателя типа бесконтактного сельсина (3J.

Трехфазная обмотка сельсина подклю- g чена к источнику трехфазного напряжения частоты а.) . С однофазной обмотки сельсина снимается гармонический сигнал, частота которого отличается от

or частоты ша на частоту вращения 1о ротора сельсина ю . Однофазная обмотка сельсина подключена к первым входам трех Фазовых выпрямителей, ко вторым входам которых подключенй выходы трехфазного источника прямоуголь- 5 ного сигнала частоты и)а. Сигнал на выходе каждого фазовращателя пропорционален произведению амплитуды гармонического сигнала на его входе и синуса разности фаз сигналов на его входах, т.е. частота его равная с. Таким образом, на выходах фазовых выпрямителей образуется трехфазная система гармонических сигналов углового полоNeHvIR, Выходы фаза вых выпрямителей подключены ко входам преобразователя частоты.

К недостаткам известного устройства следует отнести невозможность раздельного регулирования продольной и поперечной составляющих статор )ого тока или напряжения синхронной машины.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известнога устройства путем образования каналов для раздельного регулирования продольной и поперечной составляющих статорного така или напряжения синхронной машины.

Цель достигается тем, что s известное устройства управления синхроннои

40 машиной, содержащее преобразователь частоты, к выходам которого подключены обмотки машины, а ко входам - выходы трехфазного датчика гармонических сигналов углового положения рота- 45 ра, снабженного дополнительным однофаэным выходом, а входы датчика соединены с трехфазным источником гармонического переменного напряжения, первый источник трехфазного прямоугольного И напряжения, вход которого соединен с источником гармонического переменного напряжения, а выходы подключены к вторым входам первого, второго и третьего фазовых выпрямителей,, введены два ы блока перемножения, второй источник трехфазного прямоугольного напряжения, четвертый, пятый, шестой фазовые выпрямители и три сумматора причем одно фаз ный выход д ат чи ка у гло во го положения подключен к первым входам первого и второго блоков перемножения, выход первого блока перемножения подключен к первым входам первого, второго и третьего фазовых выпрямителей, выход второго блока перемножения подключен к первым входам чет верто го, пятого и шестого фазовых выпрямителей, ко вторым входам которых подключены выходы второго трехфазного источника прямоугольного напряжения, выходы первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого фазовых выпрямителей соединены со входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров, а входы сумматоров соединены со входами преобразователя частоты.

На чертеже представлена структура: устрой ст ва для управления синхронной машиной.

На роторе синхронной машины 1 закреплен вал трехфазного фаэовращателя 2, например, трехфазного бесконтактного сельсина. Фазовращатель питается от трехфазного источника 3 переменного напряжения. Выход фазовращателя (однофазная обмотка сельсина) подключен к первым входам блоков 4, 5 перемножения двух сигналов. Выход блока ч подключен к первым входам фазовых выпрямителей б,, 8, ко вторым входам которых подключены выходы первого трехфазного источника 9 прямоугольнога напряжения. Выход блока 5 перемножения подключен к первым входам фазовых выпрямителей 10, t1 и 12, ко вторым входам которых подключены выходы второго трехфазного источника

13 прямоугольного напряжения. Выходы фазовых выпрямителей подключены "ко входам сумматоров 1ч, 15, 1б. Выходы сумматоров соединены со входами преобразователя 1 7 частоты, питающего статорные обмотки машины. Вторые входы блоков перемножения 4„5 являются входами каналов регулирования продольной и поперечной составляющих статорного тока (напряжения) синхронной машины. Источники 3, 9, 13 синхронизированы.

С выхода фаэовращателя снимается гармонический сигнал

"Ф = Um s и (о + ") (1} где U>„- константа; мо- частота питания фаэовращателя с

) 8322

5 88

1 - угол поворота ротора синхронной машины, время.

С выходов блоков перемноженпя 4 и 5 снимаются соответственно сигналы

0 и 0

U4 .= 0Ф Ug, Ug = 0 Uq (2) где О, 0 — сигналы задания величин соответственно продольной и поперечной составляющих статорного тока (напряжения)

С выхода источника 9 снимается трехфазная система прямоугольных напряжений Ug;

О . = О„sign(sin (ир +-,,i-()))(3) где i = 1, 2, 3, 0„,„- константа.

С выхода источника 13 снимается, сдвинутая на (по отношению к системе напряжений U ., трехфазная систе3( ма прямоугольных напряжений 01 .

О| ; = ii „„sign (sintuiqt+z (i -i )+gj(4)

Q ° Г

Вьходной сигнал каждого фазового выпрямителя пропорционален произ ведению амплитуды гармонического сигнала на его входе и синуса разности фаз сигналов на его входах. Исходя из сказанного и выра)((ений (1) - 4), си гналы на выходах фазовых выпрямителей образуют две сдвинутые на (трехфазные системы гармонических напряжений

0ь,z,e, и 0(а,,.(, .

Ug т „ = KUy (1-1 )) (."|)

0qg,((,ял= Щ „Uq,(-os/d,+ (1-1Ц (6) где 0678 0 о < „- сигналы на выходах фазовых выпрямителей 6,7, 8 и .0,11,12 соот вет ст вен но

K - константа.

На выходах сумматоров 14, 15, 16 получим трехфазную систему напряжений U „U><„01 . U. pU„КtU Мг(б.+()q СОБЫ j (т(. (Д 1, -((«0 УР Уу ((+ — )+0 Юь д,(. -)),(т)

| Щ YA . (j ""

||, =|| и дя|п(д, — ) u>cod!(т)1 (г) | г(„( г1гновенные значения токов (напря" жений) в обмотках синхронной машины пропорциональны мгновенным значениям сигналов на выходах сумматоров 14, l6. Изменяя сигналы Ug и U на входах блоков перемножения„ можно раздельно регулировать продольную и поперечную поставляющие статорного тока (напряжения) синхронной машины.

Применение описанного устройства позволяет расширить Функциональные ега возможности за счет раздельного регулирования статорного тока по продольной и поперечной осли.

Формула изобретения устройства для управления синхронной машиной, содержащее г,реобразователь частоты, к выходам которого подключены статорные обмотки машины, а ко входам - выходы трехфазного датчика гармонических сигналов углового положения ротора, снабженного дополнительным однофазным выходом, входы которого соединены с трехфазным источником гармонического переменного напряжения, первый источник трехфазного прямоугольного напряжения, вход которого соединен с источником гармонического переменного напряжения, а выходы подключены ко вторым входам первого, второго и третьего фазовых выпрямителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональ" ных возможностей устройства путем образования каналов для раздельнога регулирования продольной и поперечной составляющих статорного тока или напряжения, в него введены два блока перемножения, второй источник трехфазного прямоугольного напряжения, соединенный па входу с первым исто ником трехфазного прямоугольного напряжения, четвертый, пятый, шесто" фазовые выпрямители и три сумматора, причем аднофазный вь хад датчика углового по" ложения подключен к первым входам первого и BTopof-o.áëîêoâ перемножения, выход первого блока перемножения подключен к первым входам первого, второго и третьего фазовых выпрямителей, выход второго блока перемножения подключен к первым входам четвертого, пя" того и ше сто го фазовых выпря мит елей, ко вторым входам которых подключены выходы второго трехфазного источника прямоугольного напряжения, выходы первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестога фазовых выпрямителей соединены со входами соответственно первого, второго, и третьего сумматоров, а входы сумматоров подключены ко входам преобразователя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 520682, кл. И 02 р 5/40, 1970.

888322

Составитель В, Тарасов

Редактор Т. Кузнецова Техред А.Савка .. Корректор С. Йекмар

Заказ 10741/19 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч

2. бродовский В. Н., Иванов E. С.

Приводы с частотно-токовым управлением. М., Энергия, 1974, с. 23 °

3. Юрьев Н. Я. Структура бесконтактного электропривода с частотнотоковым управлением на базе синхронного реактивного двигателя. В сб. "Элек" тромеханические устройства", Воронеж, 1978, с. 103.