RU2294050C2 - Способ управления асинхронным двигателем - Google Patents
Способ управления асинхронным двигателем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294050C2 RU2294050C2 RU2005114089/09A RU2005114089A RU2294050C2 RU 2294050 C2 RU2294050 C2 RU 2294050C2 RU 2005114089/09 A RU2005114089/09 A RU 2005114089/09A RU 2005114089 A RU2005114089 A RU 2005114089A RU 2294050 C2 RU2294050 C2 RU 2294050C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- induction motor
- voltage
- rated
- frequency
- motor
- Prior art date
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012345 traction test Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления асинхронными двигателями, в том числе тяговыми. Техническим результатом является обеспечение оптимального режима во всем диапазоне частоты вращения ротора при практически постоянных коэффициенте мощности, коэффициенте перегружаемости и абсолютном скольжении. В способе управления асинхронным двигателем частоту напряжения асинхронного двигателя определяют как сумму частоты вращения ротора и его оптимального скольжения. Оптимальное скольжение и величину заданного значения напряжения U определяют в зависимости от сигнала МЗ с выхода регулятора напряжения, соответствующего заданному электромагнитному моменту асинхронного двигателя, номинального электромагнитного момента МН асинхронного двигателя, номинальной синхронной частоты f1H вращения асинхронного двигателя, номинальной частоты f2Н вращения асинхронного двигателя и номинального значения напряжения UН асинхронного двигателя по определенным формулам. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам управления асинхронными двигателями, в том числе тяговыми.
Известен способ управления асинхронным двигателем, при котором измеряют частоту вращения ротора асинхронного двигателя, определяют и вводят в регулятор напряжения разность между заданной и текущей частотами вращения ротора асинхронного двигателя и изменяют напряжение на двигателе в соответствии с заданным значением на выходе регулятора напряжения (см. см. книгу В.А.Винокурова, Д.А.Попова. Электрические машины железнодорожного транспорта. Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1986. - 511 С., с.374).
Недостатком этого способа является снижение перегрузочной способности двигателя, т.к. максимальный момент двигателя прямо пропорционален квадрату напряжения на двигателе. Поэтому в зоне низких скоростей асинхронный двигатель не может реализовать даже номинальные значения момента, что не позволяет использовать этот способ управления тяговыми двигателями особенно, т.к. при пуске, в зоне околостоповых скоростей, необходима реализация момента, значительно превышающего номинальный. Кроме того, двигатель работает не с номинальным скольжением, что предопределяет его низкий к.п.д. и коэффициент мощности.
Известен способ управления асинхронным двигателем, принятый за прототип, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения асинхронного двигателя, вводят в регулятор напряжения разность между заданной и текущей частотами вращения асинхронного двигателя, измеряют ток асинхронного двигателя, по значению тока определяют величину оптимального скольжения асинхронного двигателя, определяют частоту напряжения асинхронного двигателя суммированием частоты вращения ротора асинхронного двигателя и оптимального скольжения, изменяют частоту и напряжение асинхронного двигателя в соответствии с определенными их значениями (см. книгу В.А.Винокурова, Д.А.Попова. Электрические машины железнодорожного транспорта. Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1986. - 511 С.)
Этот способ имеет следующий недостаток. Определение оптимального скольжения при реализации данного способа осуществляется посредством функционального преобразователя ФП (см. рис.10.55 на с.392 указанной книги) по току статора I1. Однако использование зависимостей, заложенных в функциональный преобразователь ФП (см. рис.10.52 на с.385 указанной книги), предполагает наличие известного значения электромагнитного момента асинхронного двигателя, которое при реализации данного способа не только не определяется, но даже не вводится в ФП.
Кроме того, использование зависимостей и уравнений, характеризующих работу асинхронного двигателя, приведенных в этой книге, подразумевает известными значения параметров rm, хm, r'2, х'2, которые не приводятся в паспортных данных двигателя и не определяются при типовых испытаниях тяговых двигателей. Поскольку параметры тяговых двигателей допускают 5% разброс, то для определения значений rm, хm, r'2, х'2 необходимо проведение непредусмотренных протоколом соответствующих испытаний для каждого двигателя каждого электровоза, что затруднительно.
Задачей изобретения является обеспечение работы асинхронного двигателя во всем диапазоне частот вращения ротора с номинальными характеристиками, т.е. в оптимальном режиме, при практически неизменных коэффициенте мощности, коэффициенте перегружаемости и абсолютном скольжении, используя лишь номинальные паспортные значения параметров тягового асинхронного двигателя и значение частоты вращения его ротора.
Поставленная задача решается способом управления асинхронным двигателем, при котором измеряют частоту вращения ротора асинхронного двигателя f2, вводят в регулятор напряжения разность между заданной и текущей частотами вращения асинхронного двигателя, определяют величину напряжения асинхронного двигателя по формуле
где UH - номинальное значение напряжения асинхронного двигателя;
МЗ - сигнал с выхода регулятора напряжения, соответствующий заданному электромагнитному моменту асинхронного двигателя;
МН - номинальный электромагнитный момент асинхронного двигателя;
f1Н - номинальная синхронная частота вращения асинхронного двигателя;
f1Н - номинальная частота вращения асинхронного двигателя,
определяют оптимальное скольжение ротора асинхронного двигателя по формуле
определяют частоту напряжения асинхронного двигателя суммированием оптимального скольжения и частоты вращения ротора и изменяют частоту и величину напряжения на асинхронном двигателе в соответствии с определенными значениями.
При работе асинхронного двигателя в номинальном (оптимальном) режиме его номинальное (оптимальное) абсолютное скольжение определится
fSH=f1Н-f2Н.
При управлении асинхронным двигателем по закону М.П.Костенко (см. книгу Л.М.Пиотровского. Электрические машины. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1949. - С.528 на С.408)
механические характеристики двигателя (в части их устойчивой работы) параллельны, т.е. абсолютное скольжение одно и тоже. Тогда, при изменении момента нагрузки М (см. фиг.1), оптимальное скольжение определится
Для того чтобы асинхронный двигатель работал в оптимальном режиме с заданной скоростью и обеспечивал заданный момент, необходимо иметь синхронную частоту
f=f2+fОПТ,
а напряжение
Подставляя вместо М заданное значение момента (момент может задаваться директивно, например, с контроллера машиниста локомотива, или, например, регулятором напряжения или скорости), имеем значение напряжения асинхронного двигателя
Новым в предлагаемом изобретении, в отличие от прототипа, является обеспечение работы асинхронного двигателя, в соответствии с поставленной задачей, во всем диапазоне частот вращения ротора с номинальными характеристиками при практически неизменных коэффициенте мощности, коэффициенте перегружаемости и абсолютном скольжении, используя лишь номинальные паспортные значения параметров тягового асинхронного двигателя и значение частоты вращения его ротора.
На фиг.1 представлены механические характеристики асинхронного двигателя, поясняющие способ управления; на фиг.2 - устройство, осуществляющее способ; на фиг.3 - алгоритм работы устройства.
Способ реализуется микропроцессорной системой, состоящей из процессора 1, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 2, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 3, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 4, блока драйверов 5, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 6. Входы-выхода процессора 1, ОЗУ 2, ПЗУ 3, выход АЦП 4, входы блока драйверов 5 и ЦАП 6 объединены шиной адресов-данных 7. Выходы блока драйверов 5 соединены с управляющими цепями транзисторов инвертора 8, а выход ЦАП 6 - с управляющим входом источника регулируемого постоянного напряжения инвертора.
Процессор, ОЗУ, ПЗУ, АЦП, ЦАП могут быть интегрированы в специализированный контроллер, например M1 67-1С (см. каталог продукции "Бортовая промышленная электроника" АО "Каскод", 105037, Москва, Измайловская пл., 7).
Способ реализуется в соответствии с алгоритмом на фиг.3.
Алгоритм выполняется по приходу синхронизирующего сигнала, соответствующему вводу измеряемого сигнала с датчика 10 частоты вращения (блок 11, фиг.3). В блоке 12 определяют разность между заданной f3 и текущей f2 частотами вращения ротора асинхронного двигателя и вводят в регулятор, например, ПИ-регулятор (блок 13). В блоке 14 определяют величину оптимального скольжения
где MЗ - сигнал с выхода регулятора напряжения, соответствующий заданному электромагнитному моменту асинхронного двигателя;
МН - номинальный электромагнитный момент асинхронного двигателя;
f1Н - номинальная синхронная частота вращения асинхронного двигателя;
f2Н - номинальная частота вращения асинхронного двигателя,
после чего суммируют ее с частотой вращения ротора (блок 15), получая частоту вращения f1 магнитного поля асинхронного двигателя. Затем в блоке 16 преобразуют сигнал с выхода регулятора напряжения MЗ в заданную величину напряжения асинхронного двигателя в соответствии с формулой
в блоке 17 выводят необходимое значение величины напряжения инвертора на управляющий вход источника регулируемого постоянного напряжения, а в блоке 18 выполняют алгоритм переключения транзисторов инверторов в соответствии с частотой f1 и в процессе выполнения (блок 19) запускают драйверы блока драйверов, нагруженных на управляющие цепи транзисторов инвертора 8.
При очередном вводе сигнала с датчика частоты вращения ротора асинхронного двигателя алгоритм повторяется.
Предлагаемый способ управления асинхронным двигателем позволяет регулировать скорость в более широком диапазоне скоростей с коэффициентом мощности и перегрузочной способностью близкими к номинальным значениям. Для реализации способа достаточно иметь датчик частоты вращения ротора двигателя, остальные значения для определения необходимых частоты и величины напряжения статора асинхронного двигателя берутся из паспорта двигателя.
Claims (1)
- Способ управления асинхронным двигателем, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения асинхронного двигателя f2, вводят в регулятор напряжения разность между заданной и текущей частотами вращения асинхронного двигателя, определяют частоту напряжения асинхронного двигателя суммированием частоты вращения ротора асинхронного двигателя и его оптимального скольжения, изменяют частоту и величину напряжения на асинхронном двигателе в соответствии с требуемыми значениями, отличающийся тем, что оптимальное скольжение определяют по формулегде МЗ - сигнал с выхода регулятора напряжения, соответствующий заданному электромагнитному моменту асинхронного двигателя;МН - номинальный электромагнитный момент асинхронного двигателя;f1Н - номинальная синхронная частота вращения асинхронного двигателя;f2Н - номинальная частота вращения асинхронного двигателя,а величину напряжения асинхронного двигателя - по формулегде U - заданное значение напряжения асинхронного двигателя;UH - номинальное значение напряжения асинхронного двигателя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114089/09A RU2294050C2 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Способ управления асинхронным двигателем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114089/09A RU2294050C2 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Способ управления асинхронным двигателем |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005114089A RU2005114089A (ru) | 2006-11-20 |
| RU2294050C2 true RU2294050C2 (ru) | 2007-02-20 |
Family
ID=37501674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114089/09A RU2294050C2 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Способ управления асинхронным двигателем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2294050C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2390091C1 (ru) * | 2008-12-01 | 2010-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система управления асинхронным двигателем |
| RU2398349C1 (ru) * | 2009-09-04 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром-Электропривод" | Способ фазового управления асинхронным двигателем |
| RU2451389C1 (ru) * | 2010-12-29 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Способ управления асинхронным тяговым двигателем |
| RU2547123C1 (ru) * | 2013-11-05 | 2015-04-10 | Михаил Юрьевич Кузнецов | Способ оптимального регулирования тягового электропривода автономного транспортного средства с асинхронными тяговыми электродвигателями |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU609199A1 (ru) * | 1976-01-27 | 1978-05-30 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Кржижановского | Устройство дл управлени бесконтактным асинхронным двигателем |
| US4227137A (en) * | 1978-05-30 | 1980-10-07 | Hartman Metal Fabricators, Inc. | Digital tach and slip signal motor control |
| EP0022267A1 (en) * | 1979-07-06 | 1981-01-14 | Hitachi, Ltd. | Control system for induction motor-driven car |
| GB2122434A (en) * | 1982-05-28 | 1984-01-11 | Michael John Flowerday | Electric motor control |
| FR2576163A1 (fr) * | 1985-01-17 | 1986-07-18 | Alsthom Atlantique | Procede et dispositifs d'attenuation des courants harmoniques perturbateurs renvoyes sur une ligne d'alimentation electrique par un equipement |
| RU2067351C1 (ru) * | 1993-02-15 | 1996-09-27 | Конструкторское бюро приборостроения | Электропривод переменного тока |
| WO1998053551A1 (de) * | 1997-05-16 | 1998-11-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur steuerung einer asynchronmaschine |
| RU2123375C1 (ru) * | 1997-04-10 | 1998-12-20 | Новосибирский государственный проектно-изыскательский институт "ВНИПИЭТ" | Тепломассообменный аппарат |
| RU2199815C2 (ru) * | 2000-03-13 | 2003-02-27 | Цецулин Аркадий Петрович | Способ регулирования скорости асинхронного электродвигателя |
-
2005
- 2005-05-11 RU RU2005114089/09A patent/RU2294050C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU609199A1 (ru) * | 1976-01-27 | 1978-05-30 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Кржижановского | Устройство дл управлени бесконтактным асинхронным двигателем |
| US4227137A (en) * | 1978-05-30 | 1980-10-07 | Hartman Metal Fabricators, Inc. | Digital tach and slip signal motor control |
| EP0022267A1 (en) * | 1979-07-06 | 1981-01-14 | Hitachi, Ltd. | Control system for induction motor-driven car |
| GB2122434A (en) * | 1982-05-28 | 1984-01-11 | Michael John Flowerday | Electric motor control |
| FR2576163A1 (fr) * | 1985-01-17 | 1986-07-18 | Alsthom Atlantique | Procede et dispositifs d'attenuation des courants harmoniques perturbateurs renvoyes sur une ligne d'alimentation electrique par un equipement |
| RU2067351C1 (ru) * | 1993-02-15 | 1996-09-27 | Конструкторское бюро приборостроения | Электропривод переменного тока |
| RU2123375C1 (ru) * | 1997-04-10 | 1998-12-20 | Новосибирский государственный проектно-изыскательский институт "ВНИПИЭТ" | Тепломассообменный аппарат |
| WO1998053551A1 (de) * | 1997-05-16 | 1998-11-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur steuerung einer asynchronmaschine |
| RU2199815C2 (ru) * | 2000-03-13 | 2003-02-27 | Цецулин Аркадий Петрович | Способ регулирования скорости асинхронного электродвигателя |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВИНОКУРОВ В.А., ПОПОВ Д.А., Электрические машины железнодорожного транспорта. Учебник для вузов. Москва, Транспорт, 1986, с.511. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2390091C1 (ru) * | 2008-12-01 | 2010-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система управления асинхронным двигателем |
| RU2398349C1 (ru) * | 2009-09-04 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Русэлпром-Электропривод" | Способ фазового управления асинхронным двигателем |
| RU2451389C1 (ru) * | 2010-12-29 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Способ управления асинхронным тяговым двигателем |
| RU2547123C1 (ru) * | 2013-11-05 | 2015-04-10 | Михаил Юрьевич Кузнецов | Способ оптимального регулирования тягового электропривода автономного транспортного средства с асинхронными тяговыми электродвигателями |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005114089A (ru) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4685509B2 (ja) | 交流電動機の駆動制御装置および駆動制御方法 | |
| CN102201777B (zh) | 感应电动机的控制装置和控制方法 | |
| CN107306101B (zh) | 旋转电机的控制装置 | |
| EP0942522A3 (en) | Apparatus and method for controlling drive of three-phase multiplex winding motor | |
| KR890013871A (ko) | 유도 모터 벡터 제어방법 및 장치 | |
| KR970069851A (ko) | 높은 구동 효율로 엘리베이터 교류 전동기를 제어하는 제어장치 | |
| RU2294050C2 (ru) | Способ управления асинхронным двигателем | |
| RU2402147C1 (ru) | Способ оптимального векторного управления асинхронным двигателем | |
| KR0134984B1 (ko) | 모우터 제어 장치 | |
| RU2641723C2 (ru) | Система управления электромагнитным моментом электрической машины, в частности, для автотранспортного средства | |
| EP2618480A2 (en) | Motor control device and air conditioner | |
| JP2006246618A (ja) | インバータ装置 | |
| CN108432120B (zh) | 旋转电机的控制装置 | |
| Kodkin et al. | Frequency control of asynchronous electric drives in transport | |
| KR20020067004A (ko) | 교류 회전 전기 기계, 특히 동기식 교류 회전 전기 기계를제어 및 조정하기 위한 방법 및 장치 | |
| CN108347208B (zh) | 感应电动机的控制装置 | |
| RU2625720C1 (ru) | Устройство для управления двигателем двойного питания | |
| JP2002233198A (ja) | モータ駆動回路 | |
| KR950004836B1 (ko) | 교류 전동기의 상전압 측정장치 및 그 측정방법 | |
| JP5708238B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2005130638A (ja) | 電気自動車用電力変換装置 | |
| KR970024505A (ko) | 유도 전동기의 벡터 제어 장치 및 그 방법 | |
| RU2398349C1 (ru) | Способ фазового управления асинхронным двигателем | |
| Boulghasoul et al. | Robustness of fuzzy controller based adaptation mechanism for MRAS sensorless IM drives | |
| RU2587162C1 (ru) | Способ энергоэффективного двухзонного регулирования скорости асинхронного двигателя в системе прямого управления моментом |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070512 |