SU836749A1 - Устройство дл измерени магнитногопОТОКА элЕКТРОдВигАТЕл пЕРЕМЕННОгО TOKA - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования частотно-управляемыми электроприводами.

Известно устройство для измерения магнитного потока электродвигателей переменного тока, основанные на косвенном измерении потока машины по напряжению и току статора [Ί ] или с помощью специальных измерительных обмоток, заложенных в пазы статора двигателя переменного тока [2].

В указанных устройствах косвенного измерения магнитного потока двигате-⁴ ля имеется общий недостаток - отсутствие достоверной информации о магнитном потоке в машине при нулевой частоте питающего напряжения (режим постоянного тока), что существенно влияет на качество процессов регулирования _м частоты вращения ротора частотно-управляемого электропривода, особенно это сказывается в быстродействующих реверсивных электроприводах.

В указанных устройствах используются операционные усилители,поэтому интегратор из-за всегда имеющегося напряжения смещения идет в насыщение. Реально такое устройство выдает постоянный сигнал, равный напряжению насьйцения операционного усилителя. Для исключения этого явления интегратор может быть охвачен дополнительной обратной связью с пропорциональноинтегральным звеном.

В таких устройствах в установившемся режиме поток Ф (р) = 0. Этим устраняется эффект насыщения интегратора, однако поток равен нулю, в то время как в реальной машине он существует и равен где -ц - ток статора;

U_m- индуктивность контура намагничивания машины. _{ Кроме того, при наличии дополнительной обратной связи в интеграторе искажаются фазочастотные характерис тики устройства и не обеспечивается · точное определение пространственного положения вектора потока, что необходимо при построении векторно-матричных систем регулирования.

Известно также устройство для измерения магнитного потока электродви

836749 4 включенные в статорные цепи электродвигателя, дифференцирующее звено 5, интеграторы 6 и 7 с ограничителями 8' и 9 напряжения и сумматор 10.

Устройство работает следующим образом.

Выражение для потока можно запигателя переменного тока, которое содержит датчики тока и напряжения, интегратор, дифференцирующее звено и ю сумматор Гз^. В нем, кроме охвата интегратора обратной связью, предусмотрены регуляторы нулевого потока, которые подключаются при достижении частоты питающего напряжения нулевого ₁₅ значения и удерживают выходной .сигнал .схемы измерения потока, равным нулю, что устраняет дрейф интеграторов, но одновременно исключает информацию о реальном потоке электродвигателя.При использовании дополнительной измерительной обмотки для измерения магнитного потока электродвигателя очевидно, что в режиме постоянного тока в ней ЭДС от основного напряжения не наводится, в то время как поток в электрической машине существует. ι

Целью изобретения являются расширение диапазона измерения магнитного потока электродвигателя переменного тока до нулевой частоты питающего напряжения включительно, а также увелисать в ввде где - напряжение статора;

- активное сопротивление статора;

Т - постоянная интегрирования;

L_| - индуктивность рассеяния статора;

4^- потокосцепление намагничивающего контура статора.

Согласно этому выражению собрана схема устройства измерения потока двигателя, где на операционном усилителе собран интегратор 6, реализующий зависимость Jll^dt.

В дифференцирующем’ звене 5 осуществляется операция дифференцирования -)--^1, на интеграторе 7, выполненном чение точности определения пространственного положения вектора магнитного потока электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчики тока и напряжения, первый интегратор, ‘дифференцирующее звено и сумматор, снабжено вторым интегратором и ограничителями выходных напряжений интег,раторов, каждое из которых подключено параллельно соответствующему интегра на операционном усилителе, реализуется операция суммирования и интегрирования согласно зависимости “(Ц+ dt и наконец в сумматоре 10 реализуется операция суммирования. С помощью ограничителей 8 и 9 величина выходного напряжения интеграторов 6 и 7 выставляется одинаковой как для положительной, так и для отрицательной полярности.

В режиме постоянного тока оба интору, вход первого интегратора соединен с выходом датчика напряжения, вход второго интегратора соединен с выходом датчика тока и выходом дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом датчика тока,, подключенным к выходу сумматора, а выходы интеграторов подключены к вхо- 50 ду сумматора.

На чертеже изображена схема уст~ тегратора идут в насыщение и величина выходного напряжения определяется ус45 тавкой ограничения. Так как уставки ограничения одинаковые, а полярность напряжений разная, поскольку на входы поступают сигналы противоположной полярности, то эти напряжения взаимно компенсируют друг друга в сумматоре 10, и выходное напряжение сумматора 10 будет пропорционально измеряемо ройства для измерения потока электро му магнитному потоку, Определяемому двигателя.

Устройство подключено к выходу преобразователя 1 частоты, питающего асинхронный электродвигатель 2, содержит датчики напряжения 3 и тока 4,j в соответствии с выражением ⁵⁵ ' ^ψπΓ Чк Ц ·

Для подавления высокочастотных гар моник, присутствующих в токе статора электродвигателей при питании от пре

836749 6 о§разователя частоты, дифференцирующее звено 5, выполненное на усилителе, должно иметь фильтр.для исключения погрешности для основной составляющей тока. Дифференциальный усилитель можно не ставить, а дифференцирование выполнять установкой в цепь датчика тока дросселя. Однако при современном уровне электроники установка дифференцирующего усилителя является 1 технологичной и экономичной, позволяет легко производить подстройку на различные параметры двигателей.

Таким образом, введение дополнительных блоков интегратора и ограни- 1 чителя, а так&е выполнение указанных связей позволили получить информацию о потоке во всем диапазоне изменения скорости, что обеспечивает повышение качества регулирования ассинхронных ι двигателей, а именно обеспечение задающего момента на низких скоростях вращения.

Claims (3)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНГЛ МАГНИТНОГО ПОТОКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 38 тики устройства и не обеспечиваетс  точное определение пространст;венного положени  вектора потока, что необходимо при построении векторно-матричных систем регулировани , Известно также устройство дл  измерени  магнитного потока электродвигател  переменного тока, которое содержит датчики тока и напр жени , интегратор , дифференцирующее звено и сумматор Гз. В нем, .кроме охвата интегратора обратной св зью, предусмотрены регул торы нулевого потока, которые подключаютс  при достижении частоты питающего напр жени  нулевого значени  и удерживают выходной .сигнал .схемы измерени  потока, равным нулю, что устран ет дрейф интеграторов, но одновременно исключает информацию о реальном потоке электродвигател .При использовании дополнительной измерительной обмотки дл  измерени  магнитного потока электродвигател  очевидно что в режиме посто нного тока в ней ЭДС от основного напр жени  не наводитс , в то врем  как поток в электри т еской машине существует, i Целью изобретени   вл ютс  расширение диапазона измерени  магнитного потока электродвигател  переменного тока до нулевой частоты питающего напр жени  включительно, а также увеличение точности Определени  пространст венного положени  вектора магнитного потока электродвигател . : Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство, содержащее датчики тока и напр жени , первый интегратор дифференцирующее звено и сумматор, снабжено вторым интегратором и ограничител ми выходных напр жений интег , раторов, каждое из которых подключен параллельно соответствующему интегра тору, вход первого интегратора соеди нен с выходом датчика напр жени , вход второго интегратора соединен с выходом датчика тока и выходом дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом датчика тока,. подключенным к выходу сумматора, а выходы интеграторов подключены к вхо ду сзт матора. На чертеже изображена схема устройства дл  измерени  пото|са электро . двигател . Устройство подключено к выходу преобразовател  1 частоты, питающего асинхронный электродвигатель 2, содержит датчики напр жени  3 и тока 4 ключенные в статорные цепи электровигател , дифференцирующее звено 5, нтеграторы 6 и 7 с ограничител ми 8 9 напрщсени  и сумматор 10. Устройство работает следующим обазом . Выражение дл  потока можно запиать в вцде Vf-J(V,.,i)« fh«-fй -ц$-. 4K ft4SfW4 .,s. ДР и - напр жение статора; R. - активное сопротивление статора; Т - посто нна  интегрировани ; L. - индуктивность рассе ни  статора; потокосцепление намагничивающего контура статора. Согласно этому выражению собрана хема устройства измерени  потока вигател , где на операционном усилиеле собран интегратор 6, реализующий зависимость dt. В дифференцирующем звене 5 осу1ествл етс  операци  дифференцировани  d i. на интеграторе 7, выполненном на операционном усилителе, реализуетс  операци  суммировани  и интегрировани  согласно зависимости fi .j R - ( dt и наконец в сумматоре 10 реализуетс  операци  суммировани . С по.мощью ограничителей 8 и 9 величина выходного напр жени  интеграторов 6 и 7 выставл етс  одинаковой как дл  положительной, так и дл  отрицательной пол рности. В режиме посто нного тока оба интегратора идут в насьщение и величина выходного напр жени  определ етс  уставкой ограничени . Так как уставки ограничени  одинаковые, а пол рность напр жений разна , поскольку на входы поступают сигналы противоположной пол рности , то эти напр жени  взаимно компенсируют друг друга в сумматоре 10, и выходное напр жение сумматора 10 будет пропорционально измер емому магнитному потоку. Определ емому в соответствии с выражением in W ц Дл  подавлени  высокочастотных гармоник , присутствующих в токе статора электродвигателей при питании от прео§разовател  частоты, дифференцирующее звено 5, выполненное на усилителе , должно иметь фильтр.дл  исключени  погрешности дл  основной составл ющей тока. Дифференциальный усилитель можно не ставить, а дифференцирование выполн ть установкой в цепь датчика тока дроссел . Однако при со ременном уровне электроники установк дифференцирующего усилител   вл етс  технологичной и экономичной, позвол  ет легко производить подстройку на различные параметры двигателей. Таким образом, введение дополнительных блоков интегратора и ограничител , а выполнение указанных св зей позволили получить информацию о потоке во всем диапазоне изменени  скорости, что обеспечивает повышение качества регулировани  ассинхронних двигателей, а именно обеспечение задающего момента на низких скорост х вращени . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  магнитно го потока электродвигател  переменно го тока, содержащее датчики тока и напр жени , первый интегратор, дифференцирующее звено и сумматор, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  магнитного потока и повышени  точности определени  пространственного положени  вектора магнитного потока, оно снабжено вторым интегратором и двум  ограничител ми выходного напр жени  , каждый из которых, подключен параллельно соответствующему интегра-. тору,вход второго интегратора подключен к выходу датчика тока и выходу дифференцирующего звена, входом соединенного с выходом датчика тока, подключенного к выходу сумматора, вход которого соединен с выходами интеграторов , а вход первого интегратора соединен с выходом датчика напр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе i; Патент ФРГ В 1806769, кл. Н 07 Р 7/58, 1972.
2. 2.Патент США № 4023083, кл. 318-227, 1977.
3. 3.За вка ФРГ № 2635965, кл. Н 02 Р 1/00, 1978.