SU688976A1 - Устройство дл компенсации эдс в синхронном частотно-управл емом электроприводе - Google Patents

Description

схему управлени  преобразователем частоты . Однако применение этого компенсатора в регул торе с регулированием по полному току требует подачи на вход узла компенсации токов Статора, преобразованных к ос м d и q. . Регул тор с регулированием полного тока такого преобразовани  пе имеет. Кроме того, выход компенсатора имеет напр жение в ос х d 1} д, а дл  регул тора по полиому току требуетс  сигнал, компенсирующий ЭДС двигател  в трехфазных величинах . Поэтому дл  регул торов с регулированием полного тока необходима разработка ирииципиальио нового компеисатора ЭДС вращеин , обеспечивающего нормальную работу электропривода и высокое качество регулировани . Целью изобретени   вл етс  повыщение качества регулировани  скорости при рег}лировании полного тока статора в синхронном частотно-управл емом электроприводе. Поставленна  цель достигаетс  за счет того , что в устройств1§ введен блок обратного преобразовани  координат с однофазным входом, соединеиным с блоком суммировани , и входами дл  гармонических функций , соединенными с датчиком положени , при этом датчики токов статора соединены непосредственно с соответствующими входами блока суммировани , а блок поворота векторов - с соответствующим входом управлени  преобразовател  частоты. На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  компенсации ЭДС; на фиг. 2 - принципиальна  схема устройства; на фиг. 3,а - векторна  диаграмма перехода из осей d и q к ос м а и Р; на фиг. 3,6 - векторна  диаграмма вычислени  вс по известным ва и еь, на фиг. 4,а - векторна  диаграмма синхронного двигател ; на фиг. 4,6 - векторна  диаграмма, по сн юща  работу узла поворота векторов на 90 эл. град. На чертежах прин ты следующие обозначени : 1 - преобразователь координат; 2 - суммирующее устройство; 3 - определитель величины амплитуды; 4 - узел поворота векторов; 5i-63 - суммирующие устройства; 6 - тиристорный преобразователь частоты; 7 - датчик тока в цепи возбуждени  двигател ; 8i-83 - датчики тока в статорной цепи; 9 - синхронный двигатель; 10 - тиристорный возбудитель; И - датчик положени ; 12 - тахогенератор; 13i-184 - множительные устройства; 14i-14 - операционные усилители; cos а, sin а - угловые положени  ротора относительно статора синхронного двигател ; if - ток возбуждени  синхронного двигател ; las, ibs - ток статора фазы А и фазы В; фа ь - суммарный поток фазы А и В; Sa, еь, вс - величина ЭДС; совиадающа  по напр жению с суммарным ПОТОКОМ; еа, еь, е с - векторна  величина компенсируюи ей ЭДС; аир - две взаимно перпендикул рные оси координат, причем ось а совпадает по напр жению € фазой Л; а - угол между осью а и осью d; d, q - две перпендикул рные оси, причем ось d совпадает с продольной осью ротора; Ей - ЭДС холостого хода синхронного двигател ; х, Хд- индуктивные сопротивлени  по продольной и.поперечной ос м; a|j/ - потокосцепление обмотки возбул дени ; - потокосцепление статора; ij) - суммарное потокосцепление; со - скорость двигател ; Id, Ig - продольна  и поперечна  составл ющие тока статора; / - ток  кор  двигател ; U - приложенное напр жение; е - ЭДС компенсации . Устройство дл  компенсации ЭДС состоит из суммирующего устройства 2, которое одновременно  вл етс  и координатным преобразователем, преобразующим сигналы с датчиков тока статора 8i-83 в потоки статора, узла координатного преобразовател  1, определител  величины амплитуды 3, узла поворота векторов 4, сигналы с которого поступают на суммирующий вход тиристорного преобразовател  частоты. Определение тока возбуждени  осуществл етс  датчиком 7 скорости (тахогенератором ), положение ротора - датчиком положени . Датчики тока, положени  и скорости установлены не специально дл  устройства компенсации ЭДС, а  вл ютс  необходимыми элементами регул тора полного тока . Узел координатного преобразовател  выполнен на двух множительных устройствах. На вход его подаетс  ток с датчика тока возбуждени  7 косинус и синус угла между статорным и роторным потоками синхронного двигател . На выходе получаем ток возбуждени , приведенный к трехфазной системе статора. Поток возбуждени  пропорционален току возбуждени . Множители 13i и 132 (фиг. 2) производ т приведение осей координат d и q, св занных с ротором, к координатам осей статора а и -Р по следующим формулам: -JJ. ф/С08а; ФЗ :t;cSina. Усилитель 142 осуществл ет дальнейщий переход к трехфазным ос м по следующим зависимост м: Фа фа ; 1УТ б - 1ос-Ь- Р Поток фазы С этим узлом не формируетс , так как дальнейщие преобразовани  осуП1 ,ествл ютс  только с использованием фаз А II В. Преобразование токов статора в потоки статора и сложение потоков статора и ротора осуществл етс  суммирующим уст1 )ойством 2.

Эти операции осуществл ютс  усилител ми 142 и 14з (см. фиг. 2) в соответствии со следующими зависимост ми:

. ias + af, ibs - bfгде ias, ibs - токи фаз статора;

X - индуктивное сопротивление

фазы статора;

af, фь; - ПОТОК возбуждени , приведенный к статору (фазы А н В соответственно).

Определитель величины амплитуды 3 производит операцию умножени  потока зазора и скорости вращени  е (а,Ь)-(а,, т. е. определение величины ЭДС фаз А и В. ЭДС фазы С определ етс  усилителем 144 этого узла в соответствии с диаграммой на фиг. 3,6 по формуле , где (,, Сь, Sc - фазные ЭДС.

Узел поворота вектора осуществл ет поворот трех пропорциональных ЭДС вран;ени  на 90 эл. град, в соответствии с диаграммой на фиг. 4,6 по следующим зависимост м:

а

.

.

где е а, е ь, е с - векторы, повернутые на 90 эл. град, относительно ва, еь, е.

Устройство работает в соответствии с векторной диаграммой синхронного двигател  (см. фиг. 4,а). Диаграмма выполнена дл  амплитудных значений фазы А. Напр жение возбуждени  приводитс  к трехфазной системе статора.

Датчиком тока 7 замер етс  величина тока возбуждени , котора  подаетс  на преобразователь координат, куда поступает сигнал с датчика положени , пропорциональный углу а между потоком статора и ротора.

При этом -преобразователь координат величину потока возбуждени  приводит к трехфазной системе статора.

Датчиками тока 8i-83 замер етс  ток статора . Сигналы с датчиков тока статора и сигналы, пропорциональные потокам ротора , поступают на суммирующее устройство, вычисл ющее поток в зазоре .

В соответствии с диаграммой поток в зазоре , умноженный на скорость вран1ени  со н повернутый в сторону опережени  на 90 эл. град., представл ет собой ЭДС врандени  /фй). Напр жение компенсации должно быть в противофазе с ЭДС вращени .

Это осуществл етс  следующим образом.

Полученный суммарный поток зазора с выхода суммирующего устройства поступает на вход определител  величины амплитуды 3, сюда же поступает сигнал, пропорциональный скоростн двигател . Выходна  величина пропорциональна ЭДС двигател . Поворот на 90 эл. град, в сторону отставанн  осуществл етс  узлом поворота векторов . Суммирующие устройства 5i-5з складывают векторы управл ющего с гнала с векторами компенснрующей ЭДС нофазно.

Введение блока обратного нреобразованн  координат в устройство компенсацн позвол ет значительно уменьшить оншбку по скорости и повысить устойчивость системы регулировани  в целом.

Фор м у л а и 3 о 6 р е т е н н  

Устройство дл  компенсации ЭДС в синхронном частотно-управл емом электронрнводе , содержащее трехфазный тиристорный преобразователь частоты с входами управлени  по каждой фазе, датчнкн токов статора н ротора, датчики положени  н скорости , блок суммировани , св занный через одни из входов блока умножени  с блоком поворота векторов, нри этом другой вход блока умножени  соединен с датчиком скорости, отличающеес  тем, что, с целью повышенн  качества регулировани  скорости, в него введен блок обратного нреобразовани  координат с однофазным входом , соединенным с блоком суммировани , и входами дл  гармонических функций, соединенными с датчиком ноложенн , ири этом датчики токов статора соединены непосредственно с соответствующими входамн блока суммировани , а блок поворота векторов - С соответствующим входом управлени  преобразовател  частоты.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Вейнгер А. н др. Вли ние ЭДС врап1,ени  на динамику системы регулировани  скорости синхронного двигател . - «Электромеханика , 1972, № 10.

2.Авторское свидетельство СССР № 490247, кл. Н 02Р 5/34, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР № 520682, кл. Н 02Р 5/40, 1970.

фиг. 7

-fff eHZZb

-CD-Vff

-CZh

4

П

-Sa

4ZD-CDЭ

-CZ}

-iJ

Sa

-CZI-ib

-Sc

риг.г

HZD