Устройство для управления асинхронной машиной с короткозамкнутым ротором

Устройство для управления асинхронной машиной с короткозамкнутым ротором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пн92858О

Соки Советских

Социалист нч вских

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2504,80 (21) 2915507/24-07 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 1505.82, Бюллетень Мо 18

f$))+ К 1 3

Н 02 P 5/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий!

33) УДК 621.316.

7 (088. 8) Дата опубликования описания 1505,82 т

Ю

В.Н.Бродовский, P.Ä.Áàé, A.Ñ.Æéëèí j Е.С.Иванов, ХА."Еанеп, В.С.Рылач, В.Я.ТУровский, A.Â.ФельЯман -и A.È.L1àáàíîâ, 1 -

11 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННОЙ .

МАШИНОЙ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Изобретение относится к злек ььтехнике, в частности к частотно-управляемым электроприводам переменного тока, н может быть использовано в системах с высокими требованиями по качеству регулирования.

Известно устройство для управления асинхронной машиной с короткозамкнутым ротором, содержащее преобразователь координат, блок задания активной и реактивной составляющих тока и формирователь опорных сигналов, выполненный на апериодических звеньях, входы которых подключены к датчикам фазных ЭДС (1).

Недостатком известного устройст-, ва является небольшой диапазон линейного управления выходным моментом из-за наличия эоны нечувствительности в области частот, близких к нулю, при малых величинах ЭДС.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для управления асинхронной машиной с короткозамкнутым ротором, содержащее преобразователь координат., подключенный к блоку задания активной и реактивной составляющих тока машины и к формирователю опор,ных сигналов, выполненному на апериодических звеньях, входы которых подключены к датчикам фаэных ЭДС (2).

Недостатком известного устройства является небольшой диапазон линейного управления из-за наличия эоны .нечувствительности по управленив, определяемой погрешностями элементов.

1п Цель изобретения - увеличение диапазона линейного управления.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления асинхронной машиной с короткозамкнутым ротором, содержащее преобразователь координат, подключенный к блоку задания активной и реактивной составляющих тока асинхронной машины и к формирователю опорных сигналов, выполненному на апериаднческих . звеньях, входы которых подключены к датчикам фазных ЭДС введен управляемый блок коммутаций, входы и выходы которого подключены соолветственно к выходам и входам формирователя опорны3с сигналов, причем один иэ управляющих входов блока коммутации дополнительно соединен с вы.кадом блока задания для активной

З() 1составляющей тока.

928580 ления выходным моментом от сигнала

Uà.

Для устранения указанного недостатка и уменьшения эоны нечувствительности в устройство введен блок

8 коммутаций, с помощью которого осуществляется принудительное пос тоянное включение апериодических звеньев в цепи генерирования низкочастотных колебаний °

По сигналу задания Ug на выходах

4$ широтно-импульсного модулятора 9 формируются сигналы управления для ключей 10, образующих для каждого из апериодических звеньев цепь положительной обратной связи. ПоследоО вательное соединение апериодических звеньев, охваченных такими положительными обратными связями, в замкнутый контур (фиг.2) обеспечивает в схеме генерирование трехфазных колебаний.

Частота колебаний определяется величиной сигнала Ug, задающего глубину широтной .модуляции сигналов на выходах модулятора 9. Очередность следования фаз выходных сигналов

6О генератора (на выходах апериодических звеньев) определяется полярностью сигнала U@. При одной полярности сигнала Ug с помощью ключей

10 обеспечивается включение апериоди65 ческих звеньев в цепь прямого геКроме того, выход блока задания для реактивной составляющей тока подключен ко второму управляющему входу блока коммутаций.

Иа -фиг.1 показана структурная схема устройства для управления асинхронной машиной с короткоэамкну;Уым ротором; на фиг. 2 (а и б) схемы соединений формирователя опорных сигналов с управляеьым блоком коммутаций. 10

Устройство содержит асинхронную машину 1, статор которой подключен к управляемому источнику 2 токов. Управляющие входы источника 2 подключены через преобразователь 3 коорди- 15 нат к выходам блока 4 задания активной и реактивной составляющих тока машины. Выходы датчиков 5 фаэных

ЭДС, связанных с машиной 1, подключены к входам формирователя б опор- 20 ных сигналов, выполненного на апериодических звеньях. На валу асинхронной машины 1 установлен датчик 7 скорости вращения. Выходы формирователя б подключены к входам для опорных сигналов преобразователя 3 координат. Входы и выходы формирователя б кроме того соединены соответственно с выходаМи и входами управляемого блока 8 коммутаций, содержащего широтно-импульсный модулятор 9, управляе ые ключи 10, резисторы 11, амплитудный компаратор 12, управляемые ключи 13. Выходы широтно-импульсного модулятора соединены с управляющими входами ключей 10.

Выходы айериодических звеньев 6 связаны со своими входами через цепи, составленные из последовательно соединенных управляемых ключей

10 и резисторов 11. Входы амплитудного компаратора 12 соединены с выходами апериодических звеньев 6, а выход его подключен к управляющим входам ключей 13. Выход блока 4 с сигналом П(1 задания активной составляющей тока подключен к одному иэ управляющих входов блока 8 коммутаций °

В другом варианте выполнения устройства кроме того выход блока 4 с сигналом U1) задания реактивной составляющей тока подключен к другому из управлжсщих входов блока 8 коммутаций.

Устройство работает следующим образом.

iС выхода блока 4 задания поступают два независимых сигнала постоянного тока U >и U @, определяющие реактивную и активную составляющие тока машины соответственно. В преобразователе 3 координат осуществляется преобразование укаэанных сигналов П ч д@ в сигналы управления источником 2 токов, обеспечивакщим питание машины 1. Беобходимые для координатных преобразо:ваний опорные сигналы получают на:выходе формирователя 6.

В устройстве реализуется частотно-токовое управление, при котором роль опорного сигнала {опорного вектора) выполняет вектор потокосцепления ротора ° В устройстве обеспечивается линейная зависимость выходного момента машины 1 от сигнала задания Ug при поддержании U> =

= const.

Фазные опорные сигналы, в качестве которых используются фаэные составляющие М,, ЧВ, Ч с потокосцепления ротора, формируются на выходах апериодических звеньев 6 по сигналам ед ев,ес снимаемым с выходов дат чйков 5 фаэных ЭДС машины, а также по фазным сигналам задания реактивной (UD>,U>6,U <) и активной (Uq>, U>>,Ug ) составляющих тока, посту пающим с выходов преобразователя 3 координат.

Работа устройства в области частот, близких к нулю, характеризуется наличием зоны нечувствительности, определяемой погрешностями элементов, в частности апериодических звеньев. В пределах указанной зоны опорные сигналы на выходах апериодических звеньев не отвечают требованиям трехфазной системы гармонических сигналов. Следствием этого является нарушение линейности управ928580 нерирования колебаний, а при другой полярности — в цепь обратного генерирования колебаний.

Для поддержания амплитуды колебаний на заданном уровне каждое из ,апериодических звеньев охвачено 5 цепью отрицательной обратной связи через ключи 13, управление которыми производится от амплитудного компаратора 12. На вход компаратора 12 поступает сигнал задания амплиту- 30 ды 4 g

Максимальная частота генерируемых колебаний выбирается небольшой по величине в пределах 3-5Ъ от рабочей частоты токов ротора. Указанные колебания при этом не оказывают существенного влияния на рабочие характеристики устройства, но в области низких частот, близких к нулю, позволяют усреднить ошибки элементов.20 устройства и уменьшить зону нечувствительности устройства в целом.

Уменьшение зоны нечувствительности устройства обеспечивает в свою очередь увеличение диапазона линейного управления по моменту.

При изменении потока в машине, например, при двухзонном регулировании, частота генерируемых в устройстве колебаний должна определяться обоими сигналами задания U> и Ug с тем, чтобы поддерживать час-. тоту на одном и том же выбранном уровне s отношении к частоте токов ротора. В этом случае на вход широтно-импульсного модулятора 9 кроме сигнала U@ поступает дополнительно сигнал Ug (фиг. 2а).

Дополнительные меры по уменьше.нию в устройстве зоны нечувствительности и увеличению диапазона ли- 40 нейного управления связаны с использованием выходного сигнала датчика

7 скорости, подаваемого на вход широтно-импульсного модулятора 9 и на дополнительный вход преобразова- щ теля 3 координат (фиг. 1 и 2). Роль сигнала U аналогична роли сигнала задания Ug.

Введение в устройство для управления асинхронной машиной с короткозамкнутым ротором блока коммутаций, образующего из апериодических звеньев цепи генерирования колебаний и управляемого сигналами задания и сигналом скорости вращения позволяет в сравнении с известным уменьшить вдвое зону нечувствительности в области частот, близких к нулю, и соответственно увеличить диапазон линейного управления.

Формула изобретения

1. Устройство для управления асинхронной машиной с короткоэамкнутым ротором, содержащее преобразователь координат, подключенный к блоку задания активной и реактивной составляющих тока асинхронной машины и к формирователю опорным сигналов, выполненному на апериодических звеньях, входы которых подключены к выходам датчиков фазных ЭДС, о тли.ч ающе е с я тем, что, с целью увеличения диапазона линейного управления, в него введен управляемый блок коммутаций, входы и выходы которого подключены соответстj венно к выходам и входам формирователя опорных сигналов, причем одий иэ управляющих входов блока кол мутаций дополнительно соединен с выходом блока задания для активной составляющей тока.

?. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выход блока задания для реактивной составляющей тока подключен ко второму ynpasляющему входу блока коммутаций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 493882, кл. H 02 P 5/40, 1973.

2. Авторское свидетельство CCCP

9 661705 кл Н 02 P 5/34, 1975.

Составитель A. Головинко

Редактор Н. Воловик Техред Е. Харитончик Корректор Л. Бокшан

Заказ 3279/73 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4