RU225004U1 - DEVICE FOR CONTROLLING AC ELECTRIC DRIVE - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING AC ELECTRIC DRIVE Download PDFInfo
- Publication number
- RU225004U1 RU225004U1 RU2023126513U RU2023126513U RU225004U1 RU 225004 U1 RU225004 U1 RU 225004U1 RU 2023126513 U RU2023126513 U RU 2023126513U RU 2023126513 U RU2023126513 U RU 2023126513U RU 225004 U1 RU225004 U1 RU 225004U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- block
- stator
- inverter
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к устройствам частотного управления электроприводом переменного тока. Технический результат, заключающийся в улучшении стабилизации ускорения электропривода в процессе пуска, достигается тем, что в устройстве для управления асинхронным электроприводом переменного тока, содержащем нерегулируемый диодный выпрямитель, к выходам которого подключен конденсатор, инвертор на полностью управляемых вентилях, соединенные между собой через сглаживающий реактор, запираемый транзисторный ключ и обратный диод, создающий цепь протекания для тока статора при отключенном транзисторном ключе, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выходам инвертора параллельно обмоткам статора двигателя, система управления инвертором содержит датчики фазных токов, напряжений статора и скорости, формирует задание на разницу скоростей вращения поля статора и ротора и управляет электроприводом с помощью реализации замкнутых контуров с заданием и сравнением с измеренными значениями: фазных напряжений статора с подачей сигналов на релейно-гистерезисные регуляторы, модуля тока статора и скорости, система управления транзисторным ключом содержит релейно-гистерезисный регулятор, на входе которого определяется разность сигналов задания ускорения и рассчитанного ускорения путем вычисления производной от скорости электропривода. Это позволяет при превышении ускорением заданного значения коммутировать транзисторный ключ и регулировать ток в обмотках статора, а также момент двигателя и ускорение. 1 ил. The utility model relates to frequency control devices for AC electric drives. The technical result, which consists in improving the stabilization of the acceleration of the electric drive during the start-up process, is achieved by the fact that in a device for controlling an asynchronous AC electric drive, containing an unregulated diode rectifier, to the outputs of which a capacitor is connected, an inverter with fully controlled valves, connected to each other through a smoothing reactor, a lockable transistor switch and a reverse diode that creates a flow circuit for the stator current when the transistor switch is turned off, a filter capacitor bank connected to the inverter outputs parallel to the motor stator windings, the inverter control system contains sensors for phase currents, stator voltages and speeds, generates a task for the difference in rotation speeds stator and rotor fields and controls the electric drive by implementing closed loops with setting and comparing with measured values: stator phase voltages with signals supplied to relay-hysteresis regulators, stator current module and speed; the transistor switch control system contains a relay-hysteresis regulator at the input which determines the difference between the acceleration command signals and the calculated acceleration by calculating the derivative of the electric drive speed. This allows, when the acceleration exceeds a given value, to switch the transistor switch and regulate the current in the stator windings, as well as the motor torque and acceleration. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к устройствам частотного управления электроприводом переменного тока.The utility model relates to frequency control devices for AC electric drives.
Известно устройство для управления асинхронным электроприводом, содержащее регулируемый выпрямитель и инвертор на полностью управляемых вентилях, соединенные между собой через сглаживающий реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора параллель обмоткам статора двигателя, релейный регулятор тока, инвертор содержит дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей, включенные последовательно с управляемыми вентилями, и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей, подключенные к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей [1].A device for controlling an asynchronous electric drive is known, containing an adjustable rectifier and an inverter on fully controlled valves, connected to each other through a smoothing reactor, a filter capacitor bank connected to the inverter terminals parallel to the motor stator windings, a relay current regulator, the inverter contains additional cut-off diodes according to the number of controlled valves , connected in series with controlled valves, and additional damping capacitors according to the number of controlled valves, connected to the connection points of cut-off diodes and controlled valves [1].
Недостатками данного устройства являются низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании скорости двигателя, т.к. ток в выпрямленной цепи регулируется за счет изменения угла управления тиристорами выпрямителя, а также отсутствие стабилизации ускорения электропривода.The disadvantages of this device are the low power factor with deep control of the engine speed, because the current in the rectified circuit is regulated by changing the control angle of the rectifier thyristors, as well as the lack of stabilization of the acceleration of the electric drive.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее нерегулируемый диодный выпрямитель, к выходам которого подключен конденсатор, и инвертор на полностью управляемых вентилях, соединенные между собой через сглаживающий реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора, релейный регулятор тока, инвертор содержит дополнительные отсекающие диоды по числу управляемых вентилей, включенные последовательно с управляемыми вентилями, и дополнительные демпфирующие конденсаторы по числу управляемых вентилей, подключенные к точкам соединения отсекающих диодов и управляемых вентилей, к выходам нерегулируемого выпрямителя подключен фильтрующий конденсатор, в звено постоянного тока включен запираемый транзисторный ключ и обратный диод, создающий цепь протекания для тока статора при отключенном транзисторном ключе, система управления транзисторным ключом содержит замкнутый контур с узлом сравнения рассчитываемого и измеренного выпрямленного тока и релейно-гистерезисный регулятор выпрямленного тока, система управления инвертором содержит замкнутый контур с узлом сравнения рассчитываемого и измеренного фазных напряжений статора и релейно-гистерезисные регуляторы фазных напряжений, а также внешний замкнутый контур с узлом сравнения и регулятором скорости [2].The closest in technical essence to the proposed one is a device for controlling an AC electric drive, containing an unregulated diode rectifier, to the outputs of which a capacitor is connected, and an inverter with fully controllable valves, connected to each other through a smoothing reactor, a filter capacitor bank connected to the inverter terminals, a relay current regulator, the inverter contains additional cut-off diodes according to the number of controlled valves, connected in series with the controlled valves, and additional damping capacitors according to the number of controlled valves, connected to the connection points of the cut-off diodes and controlled valves, a filter capacitor is connected to the outputs of the unregulated rectifier, in the DC link a lockable transistor switch and a reverse diode are turned on, creating a flow circuit for the stator current when the transistor switch is turned off, the transistor switch control system contains a closed loop with a unit for comparing the calculated and measured rectified current and a relay-hysteresis regulator of the rectified current, the inverter control system contains a closed loop with a unit comparison of calculated and measured stator phase voltages and relay-hysteresis phase voltage regulators, as well as an external closed loop with a comparison unit and speed controller [2].
В данном известном устройстве стабилизация тока статора не обеспечивает стабилизацию вращающего момента двигателя и ускорения электропривода, т.к. входящий в систему управления нелинейный блок, описывающий связь между током статора и моментом двигателя только в установившемся режиме, при регулировании частоты в процессе пуска дает большую погрешность определения требуемого сигнала задания момента двигателя.In this known device, stabilization of the stator current does not ensure stabilization of the engine torque and acceleration of the electric drive, because The nonlinear block included in the control system, which describes the relationship between the stator current and the motor torque only in steady state, when adjusting the frequency during the starting process, gives a large error in determining the required signal for setting the motor torque.
Недостатком данного устройства является колебания момента двигателя при пуске, изменение среднего значения момента и ускорения электропривода в процессе пуска.The disadvantage of this device is fluctuations in engine torque during startup, changes in the average value of torque and acceleration of the electric drive during the startup process.
Предложенное устройство решает задачу стабилизации ускорения электропривода в процессе пуска.The proposed device solves the problem of stabilizing the acceleration of an electric drive during the startup process.
Указанная задача решается тем, что устройство для управления электроприводом переменного тока, содержащее диодный выпрямитель, инвертор, выполненный из полностью управляемых вентилей, реактор, фильтрующую конденсаторную батарею, подключенную к выводам инвертора параллельно с обмотками статора двигателя, причем два фазных выхода инвертора подключены к обмотке статора двигателя через датчики тока, фильтрующий конденсатор, подключенный к выводам выпрямителя, отрицательный выход выпрямителя соединен с отрицательным входом инвертора через одну обмотку реактора, к положительному выходу выпрямителя подключен анодный вывод управляемого транзисторного ключа, катодный вывод которого подключен к первому выводу другой обмотки реактора, второй вывод которой подключен к положительному входу инвертора, к катодному выводу транзисторного ключа подключен катод диода, анод которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя, на выходе инвертора установлены датчики напряжения, на валу двигателя установлен датчик скорости, система управления содержит блок управления ключами инвертора, соединенный с выходом блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения, положительные фазные входы которых соединены с выходом блока формирования задания фазных напряжений статора, а отрицательные входы соединены с блоком датчиков фазных напряжений статора, один вход блока формирования задания фазных напряжений статора соединен с выходом блока ограничения, вход которого соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом первого узла сравнения, отрицательный вход которого соединен с выходом блока измерения модуля тока статора, вход которого соединен с датчиками фазных токов статора, положительный вход первого узла сравнения соединен с выходом блока задания модуля тока статора, вход которого соединен с блоком расчета квадрата модуля тока статора, вход которого соединен с выходом блока ограничения, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, вход которого соединен с выходом другого узла сравнения, положительный вход которого соединен с блоком задания сигнала скорости, а отрицательный вход узла сравнения соединен с выходом датчика скорости двигателя, второй вход блока формирования задания фазных напряжений статора подключен к выходу сумматора, один вход которого подключен к блоку задания разности скорости вращения поля статора и скорости ротора, а второй вход сумматора подключен к выходу датчика скорости, выход третьего узла сравнения соединен с входом релейно-гистерезисного регулятора, выход этого регулятора соединен с управляющим входом транзисторного ключа, положительный вход третьего узла сравнения соединен с выходом блока задания ускорения, отрицательный вход третьего узла сравнения соединен с выходом блока расчета ускорения, выход блока расчета ускорения подключен к выходу датчика скорости.This problem is solved by the fact that a device for controlling an AC electric drive, containing a diode rectifier, an inverter made of fully controllable valves, a reactor, a filter capacitor bank connected to the inverter terminals in parallel with the stator windings of the motor, and two phase outputs of the inverter are connected to the stator winding motor through current sensors, a filter capacitor connected to the terminals of the rectifier, the negative output of the rectifier is connected to the negative input of the inverter through one winding of the reactor, the anode terminal of a controlled transistor switch is connected to the positive output of the rectifier, the cathode terminal of which is connected to the first terminal of the other winding of the reactor, the second terminal which is connected to the positive input of the inverter, the cathode output of the transistor switch is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the negative output of the rectifier, voltage sensors are installed at the inverter output, a speed sensor is installed on the motor shaft, the control system contains an inverter key control unit connected to the output of the unit relay-hysteresis voltage regulators, the positive phase inputs of which are connected to the output of the stator phase voltage setting generating block, and the negative inputs are connected to the stator phase voltage sensor block, one input of the stator phase voltage setting generating block is connected to the output of the limiting block, the input of which is connected to the output a current regulator, the input of which is connected to the output of the first comparison node, the negative input of which is connected to the output of the block for measuring the stator current module, the input of which is connected to the stator phase current sensors, the positive input of the first comparison node is connected to the output of the block for setting the stator current module, the input of which is connected with a block for calculating the square of the stator current module, the input of which is connected to the output of the limiting block, the input of which is connected to the output of the speed controller, the input of which is connected to the output of another comparison node, the positive input of which is connected to the speed signal setting block, and the negative input of the comparison node is connected to output of the engine speed sensor, the second input of the block for setting the stator phase voltages is connected to the output of the adder, one input of which is connected to the block for setting the difference between the rotation speed of the stator field and the rotor speed, and the second input of the adder is connected to the output of the speed sensor, the output of the third comparison unit is connected to input of the relay-hysteresis regulator, the output of this regulator is connected to the control input of the transistor switch, the positive input of the third comparison node is connected to the output of the acceleration setting block, the negative input of the third comparison node is connected to the output of the acceleration calculation block, the output of the acceleration calculation block is connected to the output of the speed sensor.
На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления электроприводом переменного тока.The drawing shows a functional diagram of a device for controlling an AC electric drive.
Устройство содержит неуправляемый диодный выпрямитель 1 и инвертор 2, соединенные между собой через реактор 3. К выходу инвертора 2 подключены обмотки статора двигателя переменного тока 4 и фильтрующая конденсаторная батарея 5. К выходу выпрямителя 1 подключен конденсатор 6. Инвертор выполнен по мостовой схеме на полностью управляемых вентилях, например IGBT-транзисторах с обратными диодами. Одна фазная обмотка статора двигателя 4 соединена с выходом инвертора напрямую, а две другие обмотки статора - через датчики тока 7, выходы которых подключены к блоку расчета модуля тока статора 8. На выходе инвертора установлены датчики напряжения 9. На валу двигателя установлен датчик скорости 10. Выходы датчиков подсоединены к системе управления 11. К положительному выходу диодного выпрямителя 1 подключен анодный вывод управляемого транзисторного ключа 12, катодный вывод которого подключен к первому выводу одной из обмоток реактора 3, второй вывод которой подключен к положительному входу инвертора 2, к катодному выводу транзисторного ключа 12 подключен катод диода 13, анод которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя 1. К отрицательному выходу выпрямителя 1 подключен первый вывод второй обмотки реактора 3, второй вывод которой подключен к отрицательному входу инвертора 2.The device contains an uncontrolled diode rectifier 1 and an inverter 2, connected to each other through a reactor 3. The stator windings of an AC motor 4 and a filter capacitor bank 5 are connected to the output of the inverter 2. A capacitor 6 is connected to the output of the rectifier 1. The inverter is made according to a bridge circuit with fully controlled valves, such as IGBT transistors with freewheeling diodes. One phase winding of the stator of the motor 4 is connected to the output of the inverter directly, and the other two stator windings are connected through current sensors 7, the outputs of which are connected to the block for calculating the stator current module 8. Voltage sensors 9 are installed at the inverter output. A speed sensor 10 is installed on the motor shaft. The outputs of the sensors are connected to the control system 11. The anode terminal of the controlled transistor switch 12 is connected to the positive output of the diode rectifier 1, the cathode terminal of which is connected to the first terminal of one of the windings of the reactor 3, the second terminal of which is connected to the positive input of the inverter 2, to the cathode terminal of the transistor switch 12, the cathode of diode 13 is connected, the anode of which is connected to the negative output of rectifier 1. The first terminal of the second winding of reactor 3 is connected to the negative output of rectifier 1, the second terminal of which is connected to the negative input of inverter 2.
Система управления 11 содержит блок задания скорости ω* 2 14, выход которого подключен к положительному входу узла сравнения 15, выход узла сравнения 15 подключен к регулятору скорости 16, отрицательный вход узла сравнения 15 соединен с датчиком скорости 10, выход регулятора скорости 16 подключен к входу блока ограничения 17, выход которого подключен к входу функционального преобразователя 18, выход которого подключен ко входу блока вычисления модуля тока статора 19, вычисляющего квадратный корень, выход блока 19 подключен к положительному входу другого узла сравнения 20, отрицательный вход которого подключен к выходу блока расчета модуля тока статора 8, выход узла сравнения 20, подключен ко входу регулятора тока 21, выход которого подключен к входу блока ограничения 22, выход которого подключен к первому входу блока задания мгновенных значений фазных напряжений 23, формирующего задание на амплитуду выходного напряжения инвертора, второй вход блока формирования задания мгновенных значений фазных напряжений 23, формирующего также задание на круговую частоту тока инвертора, соединен с выходом сумматора 24, первый вход которого соединен с блоком задания разности скоростей 25 вращения поля статора Δω* и ротора ω2, а второй вход сумматора 24 соединен с выходом датчика скорости 10. Три выхода блока формирования задания мгновенных значений фазных напряжений 23 соединены с входом блока релейно-гистерезисного регулирования, содержащего узлы сравнения 26 заданных и измеренных значений фазных напряжений, выходы блока сравнения 26 подключены к блоку релейно-гистерезисных регуляторов напряжения 27, выходы блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения 27 подключены к блоку БУ 28, вырабатывающему сигналы управления ключами инвертора 2. Выход блока задания ускорения электропривода 29 подключен к положительному входу третьего сумматора 30. Выход датчика скорости 10 подключен также к входу блока расчета производной скорости 31, выход которого подключен к отрицательному входу третьего узла сравнения 30, выход которого подключен к входу релейно-гистерезисного регулятора 32, который соединен с управляющим входом транзисторного ключа 12.The control system 11 contains a speed setting unit ω * 2 14, the output of which is connected to the positive input of the comparison node 15, the output of the comparison node 15 is connected to the speed controller 16, the negative input of the comparison node 15 is connected to the speed sensor 10, the output of the speed controller 16 is connected to the input limiting block 17, the output of which is connected to the input of the functional converter 18, the output of which is connected to the input of the block for calculating the stator current module 19, which calculates the square root, the output of block 19 is connected to the positive input of another comparison unit 20, the negative input of which is connected to the output of the module calculating block stator current 8, the output of the comparison unit 20, is connected to the input of the current regulator 21, the output of which is connected to the input of the limiting block 22, the output of which is connected to the first input of the block for setting instantaneous values of phase voltages 23, which generates a task for the amplitude of the inverter output voltage, the second input of the block generating a task for instantaneous values of phase voltages 23, which also generates a task for the circular frequency of the inverter current, is connected to the output of the adder 24, the first input of which is connected to the unit for setting the speed difference 25 of the rotation field of the stator Δω * and the rotor ω 2 , and the second input of the adder 24 is connected to output of the speed sensor 10. Three outputs of the block for generating the instantaneous values of phase voltages 23 are connected to the input of the relay-hysteresis control block, containing comparison units 26 of the specified and measured values of phase voltages, the outputs of the comparison block 26 are connected to the block of relay-hysteresis voltage regulators 27, outputs The block of relay-hysteresis voltage regulators 27 is connected to the CU block 28, which generates control signals for the inverter keys 2. The output of the electric drive acceleration task block 29 is connected to the positive input of the third adder 30. The output of the speed sensor 10 is also connected to the input of the derivative speed calculation block 31, the output of which connected to the negative input of the third comparison node 30, the output of which is connected to the input of the relay-hysteresis regulator 32, which is connected to the control input of the transistor switch 12.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Скорость электропривода задается блоком задания БЗС. Сигнал рассогласования Δω2 между заданной скоростью ротора ω* 2 и измеренной скоростью вращения ротора ω2 поступает на пропорционально-интегральный регулятор скорости 16, выходной сигнал которого проходит через блок ограничения 17, на выходе которого формируется задание на момент двигателя М, который в установившемся режиме работы электропривода связан с амплитудой тока статора закономерностью:The speed of the electric drive is set by the BZS task block. The mismatch signal Δω 2 between the given rotor speed ω * 2 and the measured rotor rotation speed ω 2 is supplied to the proportional-integral speed controller 16, the output signal of which passes through the limiting unit 17, at the output of which a task is generated for the motor torque M, which is in steady state The operation of an electric drive is related to the amplitude of the stator current by the following pattern:
где pn - число пар полюсов; Lm - взаимная индуктивность обмотки статора и ротора; - приведенная индуктивность рассеяния ротора; R' 2 - приведенное сопротивление ротора.where p n is the number of pole pairs; L m - mutual inductance of the stator and rotor windings; - reduced leakage inductance of the rotor; R ' 2 - reduced rotor resistance.
Передаточная функция для реализации двукратно-интегрирующей системы с ПИ-регулятором скорости имеет вид:The transfer function for implementing a double-integrating system with a PI speed controller has the form:
где Tμ - некомпенсированная постоянная времени релейного регулятора тока; р - оператор Лапласа; J - момент инерции машины; kc - коэффициент обратной связи по скорости.where T μ is the uncompensated time constant of the relay current regulator; p - Laplace operator; J is the moment of inertia of the machine; k c - speed feedback coefficient.
Таким образом, на выходе функционального преобразователя 18 формируется квадрат амплитуды фазного тока статора. На выходе блока извлечения квадратного корня 19 формируется сигнал задания на ток статора, который поступает на положительный вход второго узла сравнения, на отрицательный вход которого поступает сигнал обратной связи по току статора, получаемый с блока 8 (БРТ), сигнал с выхода второго блока сравнения поступает на вход регулятора тока 21. Регулятор тока выполняется пропорционально-интегрального типа, на его выходе формируется задание на амплитуду напряжения статора. Выходной сигнал регулятора тока ограничивается блоком ограничения 22 и затем поступает на амплитудный вход блока задания мгновенных значений фазных напряжений 23, на частотный вход которого поступает сигнал задания на круговую частоту напряжения статора ω1.Thus, at the output of the functional converter 18, the square of the amplitude of the stator phase current is formed. At the output of the square root extraction block 19, a stator current reference signal is generated , which is supplied to the positive input of the second comparison unit, the negative input of which receives a feedback signal on the stator current received from block 8 (BRT), the signal from the output of the second comparison unit is supplied to the input of the current regulator 21. The current regulator is of the proportional-integral type , at its output a specification for the amplitude of the stator voltage is generated. The output signal of the current regulator is limited by the limiting unit 22 and then supplied to the amplitude input of the unit for setting instantaneous values of phase voltages 23, the frequency input of which receives a signal to set the circular frequency of the stator voltage ω 1 .
Задание на круговую частоту тока на выходе инвертора формируется путем сложения сигнала с блока задания величины разности между скоростями вращения поля статора и ротора Δω* и сигнала с датчика скорости ротора двигателя 10. Блок 23 формирует три синусоидальных сигнала задания фазных напряжений, поступающих на блок узла сравнения заданных и измеренных значений фазных напряжений 26, затем с блока релейно-гистерезисных регуляторов напряжения 27 сигнал поступает на блок управления 28, который формирует логические сигналы управления ключами транзисторов инвертора 2, и реализуют следующий алгоритм управления:The command for the circular frequency of the current at the output of the inverter is formed by adding the signal from the block for setting the difference between the rotation speeds of the stator and rotor fields Δω * and the signal from the motor rotor speed sensor 10. Block 23 generates three sinusoidal signals for setting phase voltages supplied to the comparison unit block given and measured values of phase voltages 26, then from the block of relay-hysteresis voltage regulators 27 the signal is sent to the control unit 28, which generates logical signals for controlling the keys of the transistors of inverter 2, and implements the following control algorithm:
- при достижении разницы заданного значения фазного тока и измеренного значения фазного тока верхней границы порогового уровня включают вентиль верхнего плеча, выключают вентиль нижнего плеча соответствующей фазы;- when the difference between the set value of the phase current and the measured value of the phase current reaches the upper limit of the threshold level, turn on the valve of the upper arm, turn off the valve of the lower arm of the corresponding phase;
- при достижении разницы заданного значения фазного тока и измеренного значения фазного тока нижней границы порогового уровня выключают вентиль верхнего плеча и включают вентиль нижнего плеча соответствующей фазы.- when the difference between the specified value of the phase current and the measured value of the phase current reaches the lower limit of the threshold level, turn off the valve of the upper arm and turn on the valve of the lower arm of the corresponding phase.
Блок управления ключами инвертора 28, выполняет логические операции и исключает режим разрыва цепи тока, когда одновременно открыты три ключа анодной или катодной групп инвертора, в этом случае инвертор переводится в режим «короткого замыкания», когда открыты все шесть ключей.The inverter key control unit 28 performs logical operations and eliminates the current circuit break mode when three keys of the anode or cathode groups of the inverter are open at the same time; in this case, the inverter is switched to the “short circuit” mode when all six keys are open.
Управление транзисторным ключом 12 осуществляется контуром регулирования ускорения электропривода. Ускорение электропривода определяется из уравнения движения по формулеThe transistor switch 12 is controlled by the acceleration control circuit of the electric drive. The acceleration of the electric drive is determined from the equation of motion using the formula
где ω - скорость; t - время; М - вращающий момент; Мс - статический момент; J - момент инерции.where ω is speed; t - time; M - torque; Ms - static moment; J is the moment of inertia.
Блок 29 задает желаемое значение ускорения электропривода. В блоке 31 вычисляется производная от скорости, измеренной датчиком скорости 10, являющаяся ускорением электропривода. В третьем узле сравнения 30 определяется разность между желаемым и измеренным значениями ускорения, полученный результат поступает на вход релейно-гистерезисного регулятора 32. Если сигнал на входе регулятора 32 меньше порогового уровня, транзисторный ключ 12 выключен, при отрицательном значении сигнала на входе регулятора 32 транзисторный ключ 12 выключен, при превышении положительного сигнала на входе регулятора 32 порогового уровня транзисторный ключ 12 включен.Block 29 sets the desired acceleration value of the electric drive. In block 31, the derivative of the speed measured by the speed sensor 10, which is the acceleration of the electric drive, is calculated. In the third comparison node 30, the difference between the desired and measured acceleration values is determined, the resulting result is sent to the input of the relay-hysteresis regulator 32. If the signal at the input of the regulator 32 is less than the threshold level, the transistor switch 12 is turned off; if the signal at the input of the regulator 32 is negative, the transistor switch 12 is turned off; when the positive signal at the input of regulator 32 exceeds the threshold level, transistor switch 12 is turned on.
Функциональный блок 18, описываемый уравнением (2), характеризует связь между током статора и моментом двигателя только в установившемся режиме и не отражает эту связь в динамике, поэтому при постоянно включенном транзисторе 12 в процессе пуска при изменении частоты происходят колебания момента двигателя и не достигается стабилизация момента и ускорения электропривода.Functional block 18, described by equation (2), characterizes the relationship between the stator current and motor torque only in steady state and does not reflect this relationship in dynamics, therefore, when transistor 12 is constantly turned on during the starting process, when the frequency changes, oscillations of the motor torque occur and stabilization is not achieved torque and acceleration of the electric drive.
В данном устройстве реализована дополнительная корректирующая обратная связь по ускорению, за счет действие которой происходят коммутации транзистора 12, что обеспечивает регулирование тока статора, момента и ускорения двигателя. В пусковом режиме при уменьшении отклонения между заданным и измеренным значениями ускорения до уровня, не превышающего порогового значения релейно-гистерезисного регулятора 32, транзистор 12 выключается на короткий момент времени, в результате этого уменьшается ток в звене постоянного тока и в обмотке статора двигателя, снижается момент двигателя и ускорение электропривода. Рост момента двигателя при колебательном процессе подавляется. Как только отклонение ускорения превысит зону нечувствительности релейного регулятора, происходит включение транзистора 12, и происходит рост момента и ускорения двигателя. Циклический процесс коммутаций транзистора 12 повторяется Поэтому за счет действия обратной связи по ускорению, позволяющей в требуемые моменты коммутировать транзистор 12, поддерживается постоянство ускорения электропривода и уменьшается амплитуда колебаний вращающего момента двигателя.This device implements additional corrective acceleration feedback, due to which the transistor 12 is switched, which provides regulation of the stator current, torque and acceleration of the motor. In the starting mode, when the deviation between the given and measured acceleration values decreases to a level not exceeding the threshold value of the relay-hysteresis controller 32, the transistor 12 is turned off for a short moment, as a result of which the current in the DC link and in the stator winding of the motor decreases, the torque decreases engine and electric drive acceleration. The increase in engine torque during the oscillatory process is suppressed. As soon as the acceleration deviation exceeds the dead zone of the relay controller, transistor 12 is turned on, and the torque and acceleration of the engine increases. The cyclic process of switching transistor 12 is repeated. Therefore, due to the action of acceleration feedback, which allows switching transistor 12 at the required moments, the acceleration of the electric drive is maintained constant and the amplitude of oscillations of the engine torque is reduced.
Список источников.List of sources.
1. Патент на полезную модель РФ №112554. Н02 27/06. Устройство для управления асинхронным электроприводом. В.Н. Мещеряков, A.M. Башлыков, Д.В. Безденежных. Опубл. 10.01.2012. Бюл. №1.1. RF utility model patent No. 112554. N02 27/06. Device for controlling an asynchronous electric drive. V.N. Meshcheryakov, A.M. Bashlykov, D.V. Without money. Publ. 01/10/2012. Bull. No. 1.
2. Патент на полезную модель РФ №166655. Н02 27/06. Устройство для управления электроприводом переменного тока. В.Н. Мещеряков, В.Н. Воеков. Опубл. 10.12.2016. Бюл. №34.2. RF utility model patent No. 166655. N02 27/06. Device for controlling an AC electric drive. V.N. Meshcheryakov, V.N. Voekov. Publ. 12/10/2016. Bull. No. 34.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU225004U1 true RU225004U1 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4128052A (en) * | 1975-02-05 | 1978-12-05 | Gebrueder Buehler Ag | Apparatus for moistening whole grains |
| US5155671A (en) * | 1989-03-13 | 1992-10-13 | Hitachi Ltd. | Power converter with current-type inverter |
| RU2362264C1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) | Method of controlling alternating current drive |
| RU112554U1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE |
| RU166655U1 (en) * | 2016-04-06 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) | AC CONTROL DEVICE |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4128052A (en) * | 1975-02-05 | 1978-12-05 | Gebrueder Buehler Ag | Apparatus for moistening whole grains |
| US5155671A (en) * | 1989-03-13 | 1992-10-13 | Hitachi Ltd. | Power converter with current-type inverter |
| RU2362264C1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) | Method of controlling alternating current drive |
| RU112554U1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE |
| RU166655U1 (en) * | 2016-04-06 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) | AC CONTROL DEVICE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7683568B2 (en) | Motor drive using flux adjustment to control power factor | |
| US9312779B2 (en) | Position sensorless open loop control for motor drives with output filter and transformer | |
| US9374028B2 (en) | Transition scheme for position sensorless control of AC motor drives | |
| KR100320342B1 (en) | Engine operated generator | |
| BR102014024440B1 (en) | Motor drive, method of controlling a non-transient computer-readable medium and current source converter motor drive with computer-executable instructions | |
| US6552515B2 (en) | Engine speed controlled generator set having an inverter and direct current output smoothing capacitor | |
| Yuhendri et al. | Real-time control of separately excited DC motor based on Fuzzy PI system using arduino | |
| RU2362264C1 (en) | Method of controlling alternating current drive | |
| Habetler et al. | Angle controlled current regulated rectifiers for AC/AC converters | |
| RU225004U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING AC ELECTRIC DRIVE | |
| KR100695979B1 (en) | Inverter controlled generator | |
| RU2606643C1 (en) | Method for controlling self-contained asynchronous generator | |
| RU166655U1 (en) | AC CONTROL DEVICE | |
| CN116743017A (en) | A reliable starting system for large inertia load permanent magnet motor without position sensor control | |
| RU132282U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR | |
| RU210092U1 (en) | AC DRIVE CONTROL DEVICE | |
| RU112554U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS AC ELECTRIC DRIVE | |
| RU2786694C1 (en) | Method for control an asynchronous motor with a phase rotor | |
| RU2761868C1 (en) | Method for control of autonomous asynchronous generator | |
| RU2760393C2 (en) | Method for controlling autonomous asynchronous generator | |
| RU180843U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR | |
| CN113783200A (en) | Amplitude-limiting voltage-variable reactive power coordination control method and device for flexible excitation system | |
| Huang et al. | Design and simulation of fuzzy PI adaptive speed system for brushless DC motor | |
| Chaisakdanugull et al. | Controller Design and Evaluation for SVPWM with Integrated Neutral-Point Voltage Balancing in Three-Phase, Three-Level Inverter Drives | |
| Singh et al. | Comparative Performance Analysis of IVCIM Drive using different Gain values of PI and Band values of Hysteresis Band Controller |