RU2313894C1 - Frequency-regulated asynchronous electric motor - Google Patents
Frequency-regulated asynchronous electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313894C1 RU2313894C1 RU2006121377/09A RU2006121377A RU2313894C1 RU 2313894 C1 RU2313894 C1 RU 2313894C1 RU 2006121377/09 A RU2006121377/09 A RU 2006121377/09A RU 2006121377 A RU2006121377 A RU 2006121377A RU 2313894 C1 RU2313894 C1 RU 2313894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- current
- motor
- speed
- Prior art date
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title abstract description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 29
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241001413354 Vriesea simplex Species 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-управляемым электроприводам, построенным на основе асинхронных электродвигателей, и может быть использовано в прецизионных быстродействующих электроприводах, например в электроприводах, устанавливаемых в механизмах подвижных грузоподъемных кранов, в запорной арматуре трубопроводного транспорта, в современных металлорежущих станках с ЧПУ.The invention relates to electrical engineering, in particular to frequency-controlled electric drives built on the basis of asynchronous electric motors, and can be used in precision high-speed electric drives, for example, in electric drives installed in mechanisms of mobile hoisting cranes, in stop valves of pipeline transport, in modern metal-cutting machine tools with CNC.
Известен асинхронный электропривод с обратной связью по угловой скорости ротора [1] (стр.51, рис.3.8.), в котором для регулирования скорости электродвигателя принят частотно-токовый векторный способ управления с косвенной ориентацией по полю электродвигателя. Электропривод состоит из связанных между собой силового инвертора на транзисторных модулях, датчиков фазных токов, асинхронного электродвигателя, датчика скорости (тахогенератора), пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора скорости, преобразователя системы координат (из двухфазной вращающейся в трехфазную неподвижную), формирователя синусоидальных сигналов, релейных регуляторов токов в фазах электродвигателя. Система управления известного электропривода имеет упрощенную функциональную схему, что затрудняет обеспечение в электроприводе широкого диапазона регулирования частоты вращения и момента.A known asynchronous electric drive with feedback on the angular velocity of the rotor [1] (p. 51, Fig. 3.8.), In which the frequency-current vector control method with indirect orientation along the electric field is adopted to control the speed of the electric motor. The electric drive consists of a connected power inverter on transistor modules, phase current sensors, an asynchronous electric motor, a speed sensor (tachogenerator), a proportional-integral (PI) speed controller, a coordinate system converter (from two-phase rotating to three-phase stationary), a sinusoidal signal former, relay current regulators in the phases of the electric motor. The control system of the known electric drive has a simplified functional diagram, which makes it difficult to provide a wide range of speed and torque control in the electric drive.
Учитывая, что в известной структуре системы регулирования частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя не реализованы контуры составляющих тока, регулирующие момент и потокосцепление электродвигателя, с соответствующими ПИ-регуляторами, то отсутствует практическая возможность точного регулирования момента и скорости электропривода. Это не позволяет оптимизировать энергетические характеристики электропривода и не обеспечивает надежную работу преобразователя. Синусоидальная форма фазных токов получена с помощью широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Организация ШИМ в контурах фазы статора состоит в том, что этот контур переводится в режим генерации за счет введения в него компараторов с гистерезисной характеристикой. Частота и амплитуда колебаний определяются параметрами статорной цепи электродвигателя. Учитывая, что входной сигнал имеет переменную частоту и амплитуду, колебания релейного контура также имеют переменную амплитуду и частоту, причем при переходе управления через ноль возможно пропадание колебаний, и как следствие бросок тока фазы, достигающий значений нескольких порядков от значения номинального тока. Последнее обстоятельство является причиной нагрева транзисторов преобразователя и их выхода из строя.Considering that in the known structure of the system for controlling the rotational speed of the rotor of an asynchronous electric motor, the circuits of the current components that control the moment and flux linkage of the electric motor with the corresponding PI controllers are not implemented, there is no practical possibility of precise control of the moment and speed of the electric drive. This does not allow to optimize the energy characteristics of the electric drive and does not provide reliable operation of the converter. The sinusoidal shape of the phase currents is obtained using a pulse-width modulator (PWM). The organization of PWM in the stator phase circuits consists in the fact that this circuit is switched to the generation mode due to the introduction of comparators with a hysteresis characteristic into it. The frequency and amplitude of the oscillations are determined by the parameters of the stator circuit of the electric motor. Given that the input signal has a variable frequency and amplitude, the oscillations of the relay circuit also have a variable amplitude and frequency, and when the control passes through zero, the oscillations can disappear, and as a result, a phase current surge, reaching several orders of magnitude of the nominal current value. The latter circumstance is the cause of the heating of the transistors of the converter and their failure.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является регулируемый асинхронный электропривод [1] (стр.51, рис.3.9.), который выбран в качестве прототипа. В состав данного электропривода входят силовой инвертор, датчики фазных токов, асинхронный электродвигатель, датчик скорости ротора электродвигателя, ПИ-регуляторы скорости вращения, токовой и моментной составляющих тока статора, координатных преобразователей из вращающейся системы в неподвижную и из неподвижной во вращающуюся, формирователь синусоидальных сигналов, обеспечивающий подстройку системы координат и тока по потокосцеплению ротора. Известная система позволяет разделить токовую и моментную составляющие токов, обеспечить раздельное управление моментом и потоком асинхронного электродвигателя, тем не менее, в ней не обеспечивается точная ориентация системы координат в различных режимах работы, в процессе функционирования электропривода проявляется взаимовлияние работы каналов регулирования токов и скорости, и как следствие, не обеспечивается требуемое качество регулирования момента в переходных и динамических режимах, не исключены броски тока в переходных режимах работы. При этом динамические и статические характеристики электропривода падают [2].Closest to the proposed invention is an adjustable asynchronous electric drive [1] (p. 51, Fig. 3.9.), Which is selected as a prototype. The structure of this electric drive includes a power inverter, phase current sensors, an asynchronous electric motor, a rotor speed sensor of an electric motor, PI-regulators of rotation speed, current and moment components of the stator current, coordinate converters from a rotating system to a stationary one and from a stationary to a rotating one, a sinusoidal signal former, providing adjustment of the coordinate system and current by flux linkage of the rotor. The known system allows you to separate the current and moment components of the currents, to provide separate control of the moment and flow of the induction motor, however, it does not provide accurate orientation of the coordinate system in different operating modes, during the operation of the electric drive, the influence of the channels of regulation of currents and speed is manifested, and as a result, the required quality of torque control in transient and dynamic modes is not provided, current surges in transient mode are not excluded x work. In this case, the dynamic and static characteristics of the electric drive fall [2].
Настоящее изобретение решает задачу повышения надежности работы преобразователя электропривода и точности управления моментом асинхронного электродвигателя путем обеспечения высокого быстродействия и качества переходного процесса согласования заданного и истинного угловых положений результирующего вектора тока статора.The present invention solves the problem of improving the reliability of the drive of the electric drive and the accuracy of controlling the torque of an induction motor by ensuring high speed and quality of the transition process of matching the set and true angular positions of the resulting stator current vector.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в частотно-регулируемый асинхронный электропривод, содержащий силовой блок с входящими в него последовательно соединенными выпрямителем напряжения сети, сглаживающим фильтром с датчиком напряжения, инвертором напряжения, управляющие входы которого соединены с выходами блока векторной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), асинхронный электродвигатель, обмотки которого подключены через блок датчиков фазных токов к выходу инвертора напряжения, а выходной вал к датчику скорости вращения его ротора и к передаточному механизму, задатчик текущей угловой скорости электродвигателя, подключенный к первому входу регулятора частоты вращения, ко второму ходу которого подключен выход датчика скорости вращения ротора, задатчик потокосцепления электродвигателя, подключенный через масштабный усилитель к первому входу регулятора реактивного тока, выход которого подключен к первому входу координатного преобразователя напряжений, ко второму входу которого подключен регулятор активного тока, выходы координатного преобразователя напряжений подключены ко входам блока векторной ШИМ, координатный преобразователь токов, соединенный входами к выходам блока датчиков фазных токов, а выходами со вторым входом регулятора реактивного тока и к первым входом регулятора активного тока, введены блок деления и наблюдательный блок состояния электропривода. При этом наблюдательный блок состояния снабжен первым и вторым масштабными усилителями, апериодическим звеном, делителем, интегратором и сумматором. Выход первого масштабного усилителя подключен к первому входу делителя, выход которого через интегратор подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго масштабного усилителя. Выход сумматора подключен к одному из входов блока векторной ШИМ, к входу координатного преобразователя токов и ко входу координатного преобразователя напряжений. Выход апериодического звена соединен со вторым входом делителя и первым входом блок деления, ко второму входу которого подключен выход регулятора частоты вращения. Выход блока деления подключен ко второму входу регулятора активного тока и к входу первого масштабного усилителя. Кроме того, датчик скорости вращения ротора электродвигателя выполнен в виде импульсного датчика перемещений с двумя выходами, первым выходом которого является угловое положение ротора электродвигателя, а вторым выходом - его скорость. Причем первый выход импульсного датчика перемещений соединен с входом второго масштабного усилителя, а второй выход - со вторым входом регулятора частоты вращения.The solution to this problem is achieved by the fact that in a frequency-controlled asynchronous electric drive containing a power unit with a network voltage rectifier included in it, a smoothing filter with a voltage sensor, a voltage inverter, the control inputs of which are connected to the outputs of the vector pulse-width modulation (PWM) ), an asynchronous electric motor, the windings of which are connected through the block of phase current sensors to the output of the voltage inverter, and the output shaft to the speed sensor of the rotor and to the transmission mechanism, the current angular speed adjuster of the electric motor connected to the first input of the speed controller, to the second turn of which the output of the rotor speed sensor is connected, the electric motor flux linkage connected through the scale amplifier to the first input of the reactive current regulator, the output of which is connected to the first input of the coordinate voltage transformer, to the second input of which an active current regulator is connected, the outputs of the coordinate transformer The voltages are connected to the inputs of the vector PWM block, the coordinate current transformer connected by the inputs to the outputs of the phase current sensors block, and by the outputs with the second input of the reactive current regulator and to the first input of the active current regulator, a division block and an observational block of the drive status are introduced. In this case, the observational state block is equipped with the first and second large-scale amplifiers, an aperiodic link, a divider, an integrator and an adder. The output of the first large-scale amplifier is connected to the first input of the divider, the output of which through the integrator is connected to the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the second large-scale amplifier. The output of the adder is connected to one of the inputs of the vector PWM block, to the input of the coordinate current transducer and to the input of the coordinate voltage transducer. The output of the aperiodic link is connected to the second input of the divider and the first input of the division unit, to the second input of which the output of the speed controller is connected. The output of the division unit is connected to the second input of the active current regulator and to the input of the first large-scale amplifier. In addition, the speed sensor of the rotor of the electric motor is made in the form of a pulse displacement sensor with two outputs, the first output of which is the angular position of the rotor of the electric motor, and the second output is its speed. Moreover, the first output of the pulse displacement sensor is connected to the input of the second large-scale amplifier, and the second output is connected to the second input of the speed controller.
На фиг.1 представлена функциональная схема частотно-регулируемого электропривода; на фиг.2 - векторная диаграмма, поясняющая принцип ориентации системы координат по вектору потокосцепления ротора; на фиг.3 - схема замещения асинхронного электродвигателя; на фиг.4 векторная диаграмма, поясняющая принцип работы асинхронного электродвигателя.Figure 1 presents a functional diagram of a variable frequency drive; figure 2 is a vector diagram explaining the principle of orientation of the coordinate system along the rotor flux linkage vector; figure 3 - equivalent circuit of an induction motor; figure 4 is a vector diagram explaining the principle of operation of an induction motor.
Частотно-регулируемый асинхронный электропривод содержит силовой блок 1 с входящими в него последовательно соединенными выпрямителем напряжения сети 2, сглаживающим фильтром 3 с датчиком напряжения 4, инвертором напряжения 5. Управляющие входы инвертора напряжения 5 соединены с выходами блока векторной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) 6. К выходу инвертора напряжения 5 через блок датчиков фазных токов 7 подключены обмотки асинхронного электродвигателя 8, выходной вал которого подключен к передаточному механизму 9 и импульсному датчику перемещений 10 с двумя выходами. Первым выходом 11 датчика перемещений 10 является угловое положение ротора электродвигателя, а вторым выходом 12 - его скорость.The frequency-controlled asynchronous electric drive contains a
Задатчик потокосцепления электродвигателя 13, через масштабный усилитель 14 подключен к первому входу регулятора реактивного тока 15, выход которого подключен к первому входу координатного преобразователя напряжений 16.The flux linkage controller of the electric motor 13, through a large-
Задатчик текущей угловой скорости электродвигателя 17 подключен к первому входу регулятора частоты вращения 18, ко второму ходу которого подключен второй выход 12 импульсного датчика перемещений 10. Выход регулятора частоты вращения 18 подключен ко второму входу блока деления 19, выход которого подключен к первому входу регулятора активного тока 20. Выход регулятора активного тока 20 подключен ко второму входу координатного преобразователя напряжений 16, выходы которого подключены ко входам блока векторной ШИМ 6.The adjuster of the current angular speed of the electric motor 17 is connected to the first input of the speed controller 18, the second output of which is connected to the second output 12 of the pulse displacement sensor 10. The output of the speed controller 18 is connected to the second input of the division unit 19, the output of which is connected to the first input of the active current controller 20. The output of the active current controller 20 is connected to the second input of the coordinate voltage transformer 16, the outputs of which are connected to the inputs of the vector PWM block 6.
Выходы блока датчиков фазных токов 7 подключены ко входам координатного преобразователя токов 21, выходы которого подключены - ко второму входу регулятора реактивного тока 20 и ко второму входу регулятора активного тока 15.The outputs of the block of phase current sensors 7 are connected to the inputs of the coordinate transformer 21, the outputs of which are connected to the second input of the reactive current regulator 20 and to the second input of the active current regulator 15.
Электропривод снабжен также наблюдательным блоком состояния электропривода 22. Наблюдательный блок состояния 22 снабжен первым 23 и вторым 24 масштабными усилителями, апериодическим звеном 25, делителем 26, интегратором 27 и сумматором 28. Вход первого масштабного усилителя 23 подключен к выходу блока деления 19, а его выход подключен к первому входу делителя 26, выход которого через интегратор 27 подключен к первому входу сумматора 28, ко второму входу которого подключен выход второго масштабного усилителя 24, вход которого подключен к первому выходу 11 датчика перемещений 10.The electric drive is also equipped with an observational state block of the electric drive 22. The observation state block 22 is provided with a first 23 and a second 24 scale amplifiers, an aperiodic link 25, a divider 26, an integrator 27 and an adder 28. The input of the first scale amplifier 23 is connected to the output of the division unit 19, and its output connected to the first input of the divider 26, the output of which through the integrator 27 is connected to the first input of the adder 28, the second input of which is connected to the output of the second large-scale amplifier 24, the input of which is connected to the first output 11 displacement sensor 10.
Выход сумматора 28 подключен к одному из входов блока векторной ШИМ 6, к входу координатного преобразователя токов 21 и к входу координатного преобразователя напряжений 16.The output of the adder 28 is connected to one of the inputs of the vector PWM unit 6, to the input of the coordinate current transformer 21 and to the input of the coordinate voltage transformer 16.
Выход апериодического звена 25 подключен ко второму входу делителя 26 и первому входу блока деления 19, а его вход - к выходу масштабного усилителя 14.The output of the aperiodic link 25 is connected to the second input of the divider 26 and the first input of the division unit 19, and its input to the output of the
Силовой блок 1 обеспечивает преобразование и усиление по мощности сигналов управления, поступающих на управляющие входы автономного инвертора с блока 6 векторной ШИМ, управление затворами силовых транзисторов (не показаны), формирование защит и гальваническую развязку силовых и управляющих цепей.The
Датчиковая система электропривода формирует нормированные сигналы обратных связей с гальванической развязкой измерительных и выходных цепей. Она включает: датчик напряжения 4, состоящий из резистивного делителя и изолирующего усилителя с оптронной развязкой, установленный в звене постоянного напряжения после емкостного сглаживающего фильтра 3, блока датчиков тока 7 компенсационного типа, установленных в выходных фазах инвертора напряжения 5 [2] и датчик угловых перемещений 10, установленный в передаточном механизме 9 или на исполнительном электродвигателе 8 с подключенным вычислителем, рассчитывающим скорость и угловое положение ротора асинхронного электродвигателя. При установке датчика угловых перемещений 10 в передаточном механизме 9, передаточное число кинематической цепи от вала электродвигателя 8 до датчика угловых перемещений 10 должно быть целочисленной величиной и иметь значение или 1 или 2, что определяется допустимой максимальной скоростью вращения импульсного датчика и особенностями обработки выходного импульсного сигнала датчика [3].The electric drive sensor system generates normalized feedback signals with galvanic isolation of the measuring and output circuits. It includes: a voltage sensor 4, consisting of a resistive divider and an isolating amplifier with optocoupler isolation, installed in the DC link after a capacitive smoothing filter 3, a block of compensation current sensors 7 installed in the output phases of voltage inverter 5 [2] and an angle displacement sensor 10, installed in the transmission mechanism 9 or on the actuator motor 8 with a connected calculator that calculates the speed and angular position of the rotor of the induction motor. When installing the angular displacement sensor 10 in the transmission mechanism 9, the gear ratio of the kinematic chain from the motor shaft 8 to the angular displacement sensor 10 must be an integer value and have a value of 1 or 2, which is determined by the permissible maximum rotation speed of the pulse sensor and the processing characteristics of the output pulse signal sensor [3].
В преобразователе угловых перемещений импульсного датчика перемещений 10 вырабатываются прямоугольные измерительные импульсы А и В, сдвинутые относительно друг друга на 90 градусов, частота следования которых определяется скоростью вращения электродвигателя, а фазовый сдвиг сигнала А относительно сигнала В (либо +90 град, либо -90 град) определяет направление вращения электродвигателя. Короткий импульс R определяет нулевое положение импульсного датчика перемещений 10. В вычислителе импульсного датчика перемещений 10, выполненном на базе транзитной логики (ТТЛ), вырабатываются нормированные по напряжению сигналы 0-5 В для последующей обработки и выработки сигналов, пропорциональных углу поворота или скорости ротора электродвигателя [3].In the angular displacement transducer of the pulse displacement transducer 10, rectangular measuring pulses A and B are generated, shifted by 90 degrees relative to each other, the repetition rate of which is determined by the rotation speed of the electric motor, and the phase shift of signal A relative to signal B (either +90 degrees or -90 degrees ) determines the direction of rotation of the electric motor. A short pulse R determines the zero position of the pulse displacement sensor 10. In the calculator of the pulse displacement sensor 10, made on the basis of transit logic (TTL), voltage-normalized signals of 0-5 V are generated for subsequent processing and generation of signals proportional to the angle of rotation or speed of the motor rotor [3].
Электропривод работает следующим образом.The electric drive operates as follows.
Частотно-регулируемый электропривод построен на базе короткозамкнутого асинхронного электродвигателя (АКЗД) и обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости. В основу построения базовой структуры системы управления положен принцип пространственно-векторного формирования алгоритма управления [4] и принцип векторной ориентации переменных друг относительно друга в установившихся и переходных режимах работы электропривода. Первый обеспечивает улучшенный гармонический состав выходного напряжения преобразователя и повышенные энергетические характеристики электропривода; второй - хорошие регулировочные характеристики электропривода за счет раздельного управления электромагнитным моментом и потокосцеплением [5].The frequency-controlled electric drive is built on the basis of a short-circuited asynchronous electric motor (AKZD) and provides a wide range of speed control. The basic structure of the control system is based on the principle of the spatial-vector formation of the control algorithm [4] and the principle of the vector orientation of the variables relative to each other in steady and transient modes of operation of the electric drive. The first provides an improved harmonic composition of the output voltage of the converter and increased energy characteristics of the electric drive; the second - good adjusting characteristics of the electric drive due to separate control of the electromagnetic moment and flux linkage [5].
Для обеспечения современных требований по надежности и эксплуатационным свойствам в электроприводе использован один тип встраиваемых в конструкцию преобразователя электротехнических датчиков, все остальные функции управления реализованы с помощью электронных устройств. Структура системы управления использует частотно-токовое векторное управления. Данный метод управления обеспечивает наилучшие линейные механические характеристики и базируется на принципах ориентации системы координат по вектору потокосцепления ротора и для получения широкого диапазона регулирования скорости вращения выходного вала реализуется закон поддержания постоянства потокосцепления ротора [6].To meet modern requirements for reliability and performance in the drive, one type of electrical sensors built into the converter design was used, all other control functions are implemented using electronic devices. The structure of the control system uses frequency-current vector control. This control method provides the best linear mechanical characteristics and is based on the principles of orientation of the coordinate system along the rotor flux linkage vector, and to obtain a wide range of control of the output shaft rotation speed, the law of maintaining constant rotor flux linkage is implemented [6].
Для анализа физических процессов работы АКЗД при частотном регулировании на фиг.2 представлена векторная диаграмма, поясняющая принцип ориентации электромагнитных переменных электродвигателя по вектору потокосцепления ротора, на фиг.3 схема замещения фазы асинхронного электродвигателя и векторная диаграмма, построенная по уравнениям (1) во вращающейся системе координат d, q [7].To analyze the physical processes of the operation of the ACZD with frequency regulation, Fig. 2 is a vector diagram explaining the principle of orientation of the electromagnetic variables of the electric motor according to the rotor flux linkage vector, Fig. 3 is a phase equivalent circuit of an asynchronous electric motor and a vector diagram constructed according to equations (1) in a rotating system coordinates d, q [7].
где δ - угол между вектором потокосцепления
σ=1-Xm 2/XsXr - коэффициент рассеяния;σ = 1-X m 2 / X s X r is the scattering coefficient;
Rs, Rr, Xs, Xr, Xm - активные сопротивления статора, ротора, индуктивные сопротивления статора, ротора, контура намагничивания - постоянные величины, значения которых находятся из паспортных данных АКЗД;R s , R r , X s , X r , X m - active resistances of the stator, rotor, inductive resistances of the stator, rotor, magnetization circuit - constant values, the values of which are from the passport data AKZD;
α, β - относительная частота и абсолютное скольжение электродвигателя;α, β - relative frequency and absolute slip of the electric motor;
М - электромагнитный момент.M is the electromagnetic moment.
Из схемы замещения видно, что для поддержания ψr=const напряжение Us (ток is) необходимо менять в функции частоты α и абсолютного скольжения β. Для пояснения физической сущности управления скоростью АКЗД при поддержании ψr=const обратимся к векторной диаграмме и уравнению момента системы (1). Из векторной диаграммы видно, что величина потокосцепления ротора определяется проекцией результирующего вектора тока статора is на ось d-id, а из уравнения (1) следует, что при ψr=const значение момента определяется проекцией is на ось q-iq. Это можно показать, аналитически совместив вектор ψr с осью d, тогда
Последние два уравнения системы уравнений (2) подтверждают сделанный вывод.The last two equations of the system of equations (2) confirm the conclusion made.
Таким образом, чтобы поддержать потокосцепление ротора постоянным при изменении управляющего и возмущающего воздействий, необходимо поддерживать id=const, a iq изменять пропорционально абсолютному скольжению. Частота α определяется суммой сигналов, один из которых пропорционален скорости ротора электродвигателя (ωr), а другой пропорциональный абсолютному скольжению β и может сниматься с выхода регулятора скорости 18 или рассчитываться в наблюдательном блоке состояния 22.Thus, in order to keep the rotor flux linkage constant when changing the control and disturbing influences, it is necessary to maintain i d = const, ai q to change in proportion to the absolute slip. The frequency α is determined by the sum of the signals, one of which is proportional to the rotor speed of the electric motor (ω r ), and the other is proportional to the absolute slip β and can be taken from the output of the speed controller 18 or calculated in the observation block of state 22.
Поскольку
а электромагнитный момент
то, формируя вещественную часть тока статора по закону id=const, а мнимую часть и скольжение по закону (1), получаем, что при ψr=const М пропорционален Iq, то есть управление током Iq при Id=const эквивалентно управлению моментом электродвигателя. При этом ψr будет оставаться неподвижным в координатных осях, вращающихся с частотой α. Выход регулятора скорости является заданием момента и соответственно тока Iq, а ток Id заданием потокосцепления ротора ψr.then, forming the real part of the stator current according to the law i d = const, and the imaginary part and sliding according to the law (1), we find that when ψ r = const M is proportional to I q , that is, current control I q at I d = const is equivalent to electric motor torque control. In this case, ψ r will remain stationary in the coordinate axes rotating with a frequency α. The output of the speed controller is the reference moment and, accordingly, the current I q , and the current I d is the rotor flux linkage ψ r .
Использование координатных преобразований напряжений и токов, выполняемых блоками 16 и 21, из вращающейся системы координат d-q в неподвижную α-β и из неподвижной во вращающуюся, позволяет разделить токовую Id и моментную Iq составляющую тока статора, обеспечивает раздельное управление моментом М и магнитным состоянием ψr электродвигателя. Принципиальная особенность этого способа состоит в том, что система координат d-q (см. фиг.3) подстраивается так, чтобы ось d совпадала с потокосцеплением ψr.Using coordinate transformations of voltages and currents performed by blocks 16 and 21 from a rotating coordinate system dq to a fixed α-β and from a fixed to a rotating one, it is possible to separate the current I d and moment I q component of the stator current, provides separate control of the moment M and the magnetic state ψ r of the electric motor. The principal feature of this method is that the coordinate system dq (see Fig. 3) is adjusted so that the axis d coincides with the flux linkage ψ r .
Эта подстройка обусловлена способом задания электрической частоты α. Погрешности, обусловленные неточной идентификацией параметров ротора или ошибки в измерении фактической скорости электродвигателя ωr, могут приводить к неправильной ориентации системы координат. Учитывая, что величина скольжения β у асинхронных электродвигателей не превышает нескольких процентов, для удержания системы координат так, чтобы ось d совпадала с ψr требуется высокая точность измерения скорости в канале датчика скорости. Фазовый сдвиг между заданием и действительным потоком электродвигателя может привести к нарушению нормальной работы электропривода, выражающейся во взаимосвязи регулятора скорости и регулятора потока. Для исключения взаимосвязи контуров регулирования при векторном частотно-токовом управлении и реализации ориентации системы координат в соответствии с векторной диаграммой фиг.2, определяющей точность и диапазон регулирования скорости АКЗД, на выходной вал исполнительного электродвигателя установлен импульсный датчик перемещения 10.This adjustment is due to the method of setting the electric frequency α. Errors due to inaccurate identification of rotor parameters or errors in the measurement of the actual motor speed ω r can lead to incorrect orientation of the coordinate system. Considering that the slip value β of asynchronous electric motors does not exceed several percent, to keep the coordinate system so that the d axis coincides with ψ r , high accuracy of speed measurement in the speed sensor channel is required. The phase shift between the reference and the actual motor flux can lead to disruption of the normal operation of the electric drive, expressed in the relationship of the speed controller and the flow controller. To exclude the relationship of the control loops in the vector frequency-current control and the implementation of the orientation of the coordinate system in accordance with the vector diagram of figure 2, which determines the accuracy and range of speed control AKZD, a pulse displacement sensor 10 is installed on the output shaft of the actuator electric motor.
Импульсный датчик перемещения 10 должен иметь не менее 5000 меток на оборот. Выходные сигналы импульсного датчика перемещения 10 обрабатываются в вычислителе положения и скорости (квадратурном декодере) в процессе преобразования частоты. Идентификация электрического положения ротора производится обычным суммированием количества меток. Идентификация скорости основана на измерении интервалов времени между заданным количеством меток датчика. Для обеспечения максимальной точности измерения количество меток (путевые приращения) автоматически меняются в функции текущей измеряемой скорости. Система измерения гарантирует точность не хуже 0,2% от текущей скорости электродвигателя.The pulse displacement sensor 10 must have at least 5,000 marks per revolution. The output signals of the pulse displacement transducer 10 are processed in the position and speed calculator (quadrature decoder) during the frequency conversion. Identification of the electrical position of the rotor is carried out by the usual summation of the number of marks. Speed identification is based on measuring time intervals between a given number of sensor marks. To ensure maximum measurement accuracy, the number of marks (track increments) automatically change as a function of the current measured speed. The measuring system guarantees accuracy not worse than 0.2% of the current speed of the electric motor.
Регулирование скорости электродвигателя осуществляется следующим образом. Сигнал задания скорости вращения с задатчика текущей угловой скорости 17 поступает на вход регулятора частоты вращения 18, на другой вход которого поступает сигнал обратной связи по скорости асинхронного электродвигателя 8 со второго выхода импульсного датчика перемещения 10. Сигнал с выхода регулятора частоты вращения 18, являющийся заданием момента Муз, через блок деления 19 поступает на один из входов регулятора активного тока 20, вырабатывающего сигнал, эквивалентный моменту электродвигателя 8, на другой вход регулятора активного тока 20 поступает сигнал обратной связи с выхода координатного преобразователя токов 21, в котором вычисление токов Id и Iq, пропорциональных моменту и потокосцеплению ротора электродвигателя, производится по выражениям, представленным в источнике информации [2]:The speed control of the motor is as follows. The speed reference signal from the current angular speed adjuster 17 is fed to the input of the speed controller 18, the other input of which receives a feedback signal on the speed of the induction motor 8 from the second output of the pulse displacement sensor 10. The signal from the output of the speed controller 18, which is the time reference M knots , through the division unit 19 is fed to one of the inputs of the active current controller 20, generating a signal equivalent to the moment of the electric motor 8, to another input of the active current controller 20 a feedback signal is received from the output of the coordinate current transformer 21, in which the calculation of the currents I d and I q proportional to the moment and flux linkage of the rotor of the electric motor is performed according to the expressions presented in the information source [2]:
где iα и iβ - составляющие тока в неподвижной системе координат;where i α and i β are the components of the current in a fixed coordinate system;
ωк - скорость вращения системы координат, вращающейся с полем электродвигателя.ω to - the speed of rotation of the coordinate system rotating with the field of the electric motor.
Составляющие тока статора iα, iβ в неподвижной системе координат вычисляются в координатном преобразователе токов 21 по замеренным реально существующим мгновенным значениям трехфазных значений тока статора электродвигателя в соответствии с выражением (6):The components of the stator current i α , i β in a fixed coordinate system are calculated in the coordinate current transformer 21 according to the measured real-life instantaneous values of the three-phase values of the stator current of the electric motor in accordance with the expression (6):
Мгновенные значения фазных токов измеряются с помощью электрического датчика тока типа LEM [8] или резистивного датчика.Instantaneous values of phase currents are measured using an electric current sensor such as LEM [8] or a resistive sensor.
С выхода регулятора активного тока 20 сигнал, пропорциональный моменту электродвигателя, Uqз поступает на один из входов координатного преобразователя напряжений 16, на другой вход которого поступает сигнал с выхода регулятора реактивного тока 15, пропорциональный потокосцеплению электродвигателя, а на вход регулятора реактивного тока 15 поступает сигнал заданного значения тока Id, полученного путем нормирования сигнала с задатчика потокосцепления электродвигателя 13, нормированный с помощью масштабного усилителя 14. В качестве сигнала обратной связи на другой вход регулятора реактивного тока 15 поступает рассчитанный по формуле (5) сигнал Id, пропорциональный потокосцеплению электродвигателя с другого выхода координатного преобразователя токов 21. Регулятор реактивного тока 15 обеспечивает поддержание тока намагничивания на уровне, задаваемом формирователем закона управления - задатчиком потокосцепления 13. Чтобы устранить статическую ошибку регулирования регуляторы активного 20 и реактивного 15 тока выполнены интегральными.From the output of the active current regulator 20, a signal proportional to the moment of the electric motor, U qз, is fed to one of the inputs of the coordinate voltage transformer 16, the other input of which receives a signal from the output of the reactive current regulator 15, which is proportional to the flux linkage of the electric motor, and the signal from the output of the reactive current regulator 15 setpoint current I d, obtained by normalizing the signal from the flux setter motor 13, normalized by using the scale of the
В координатном преобразователе напряжений 16 осуществляется перевод управления из вращающихся координатных осей d-q к неподвижным α-β по выражению (7):In the coordinate voltage transducer 16, the control is transferred from the rotating coordinate axes d-q to the stationary α-β according to the expression (7):
Сигналы задания Uα, Uβ для расчета фазных напряжений, обеспечивающих требуемые фазные токи статора iа, iв, ic, с выхода координатного преобразователя напряжений 16 поступают на соответствующие входы блока векторной ШИМ 6, где вычисляются проекции векторов эквивалентного напряжения на зажимах статора электродвигателя, представляющие собой усредненные на определенном интервале дискретности от высокочастотных коммутационных пульсаций мгновенные значения фазных напряжений. Блок векторной ШИМ 6 формирует закон модуляции и закон переключения силовых ключей автономного инвертора напряжения, обеспечивающих формирование в фазных обмотках АКЗД напряжения на основе метода пространственно-векторной модуляции [9] в соответствии с заданиями на напряжение, сформированными в координатном преобразователе напряжений 16. Закон переключения силовых ключей обеспечивает минимизацию коммутационных потерь в автономном инверторе напряжений 5 и на электродвигателе 8.Reference signals U α, U β to calculate the phase voltage, providing the required phase stator currents i a, i a, i c, output from the coordinate voltage converter 16 is supplied to respective inputs of unit vector PWM 6, where the calculated projections of the equivalent stress at the stator terminals electric motors, which are instantaneous values of phase voltages averaged over a certain interval of discreteness from high-frequency switching pulsations. The vector PWM unit 6 generates the modulation law and the law of switching the power switches of an autonomous voltage inverter, which ensure the formation of voltage in the phase windings of the DCBM based on the space-vector modulation method [9] in accordance with the voltage tasks generated in the coordinate voltage converter 16. The law of switching power switches minimizes switching losses in a stand-alone voltage inverter 5 and on an electric motor 8.
Для формирования этих законов на блок векторной ШИМ 6 с координатного преобразователя напряжений 16 поступают проекции векторов активного напряжения Uq n+1 и напряжения намагничивания Ud n+1 на неподвижную систему координат (α-β), по которым формируются внутренние переменные Λ1 d, Λ2 d, Λ3 d, Λ1 q, Λ2 q, Λ3 q согласно следующим формулам:To form these laws, the projection of the active voltage vectors U q n + 1 and magnetization voltages U d n + 1 onto a fixed coordinate system (α-β), along which the internal variables Λ 1 d , Λ 2 d , Λ 3 d , Λ 1 q , Λ 2 q , Λ 3 q according to the following formulas:
где Λi j - доли времени периода ШИМ, в которые включаются выбранные векторы выходного напряжения блока ШИМ; i - 1, 2, 3; j - d, q;where Λ i j is the fraction of the time of the PWM period in which the selected output voltage vectors of the PWM block are included; i is 1, 2, 3; j is d, q;
Udα, Udβ, Uqα, Uqβ - проекции соответствующих заданий по напряжению (активному Uq n и намагничивания Ud n) на неподвижную систему координат α-β.U dα , U dβ , U qα , U qβ are the projections of the corresponding voltage tasks (active U q n and magnetization U d n ) onto the fixed α-β coordinate system.
Подробно работа блока ШИМ 6 описана в [10]. В переходных режимах разгона и торможения блок векторной ШИМ 6 вычисляет мгновенные значения фазных напряжений Ua, Uв, Uс по сигналам управления с координатного преобразователя напряжений 16 и информации о реальной величине входного напряжения инвертора 5, снимаемого с датчика напряжения сглаживающего фильтра 3. В установившихся режимах работы электропривода и в динамических режимах малых отклонений токовых ошибок δid, δiq, управляющие воздействия на зажимах электродвигателя рассчитываются в блоке векторной ШИМ 6 с учетом мгновенного значения частоты вращения заданного тока статора (is) по значениям αψr, подаваемого на блок векторной ШИМ 6 со второго выхода наблюдательного блока состояния электропривода 22, причем сигналы масштабируются таким образом, чтобы уровень выходного сигнала блока векторной ШИМ 6 соответствовал реальным значениям эквивалентных фазных напряжений.The operation of the PWM 6 block is described in detail in [10]. In transient modes of acceleration and deceleration, the vector PWM unit 6 calculates the instantaneous values of the phase voltages U a , U c , U s using control signals from the coordinate voltage transformer 16 and information about the actual value of the input voltage of the inverter 5, taken from the voltage sensor of the smoothing filter 3. V steady-state operating modes of the electric drive and in dynamic modes of small deviations of current errors δi d , δi q , the control actions at the motor terminals are calculated in the vector PWM block 6 taking into account the instantaneous the beginning of the rotation frequency of the given stator current (i s ) according to the values of α ψr supplied to the vector PWM block 6 from the second output of the observational block of the state of the electric drive 22, and the signals are scaled so that the output signal level of the vector PWM block 6 corresponds to the actual values of the equivalent phase voltages .
Наблюдательный блок состояния электропривода 22 построен во вращающейся системе координат и восстанавливает переменные, необходимые для реализации алгоритма векторного управления в соответствии с уравнениями роторной цепи электродвигателя, записанными относительно тока статора и потокосцепления ротора во вращающейся системе координат (d-q), ориентированной по вектору потокосцепления ротора:The observational block of the state of the electric drive 22 is built in a rotating coordinate system and restores the variables necessary for implementing the vector control algorithm in accordance with the equations of the rotor circuit of the electric motor written with respect to the stator current and rotor flux linkage in the rotary coordinate system (d-q), oriented along the rotor flux link vector:
где
Rr, Lr, Lm - активное сопротивление, индуктивности ротора и цепи намагничивания;R r , L r , L m - active resistance of the inductance of the rotor and the magnetization circuit;
ωΨ - частота вращения вектора потокосцепления ротора;ω Ψ is the frequency of rotation of the flux linkage vector of the rotor;
ωs - частота скольжения;ω s is the slip frequency;
ωr - скорость вращения ротора электродвигателя;ω r is the rotational speed of the rotor of the electric motor;
zp - число пар полюсов;z p is the number of pole pairs;
Ψr - потокосцепление ротора.Ψ r is the flux linkage of the rotor.
Отметим, что для восстановления переменных в наблюдательном блоке состояния 22 вместо реальных значений тока статора в осях (d, q) используются их заданные значения, что допустимо при быстродействующих контурах тока, отрабатывающих заданные значения без фазовых и статических ошибок.Note that to restore the variables in the observational block of state 22, instead of the real values of the stator current in the axes (d, q), their set values are used, which is permissible for high-speed current circuits that work out the set values without phase and static errors.
К особенностям системы управления частотно-регулируемого электропривода следует отнести наличие трех контуров управления: для регулирования скорости, составляющей тока статора, пропорционального потоку электродвигателя, и составляющей тока статора, определяющей электромагнитный момент. Настройка параметров контуров выполняется на основе методов подчиненного регулирования исходя из желаемого быстродействия по методикам, описанным в [11]. Внутренние контуры токов векторной системы управления являются идеальными повторителями управляющего сигнала, обладают быстрым и точным переходным процессом желаемой формы и нулевой статической ошибкой.The features of the control system of a frequency-controlled electric drive include the presence of three control loops: for controlling the speed, the stator current component, which is proportional to the electric motor flow, and the stator current component, which determines the electromagnetic moment. The parameters of the circuits are adjusted based on the methods of subordinate regulation based on the desired performance according to the techniques described in [11]. The internal current circuits of the vector control system are ideal followers of the control signal, have a fast and accurate transient of the desired shape and zero static error.
Информация об ориентации системы координат вычисляется с применением адаптивного устройства оценки на базе математических дифференциальных уравнений, описывающих состояние АКЗД в реальном масштабе времени. Вычисление текущего положения потокосцепления ротора производится не по фактическим значениям токов статора, а по их заданным значениям, в то же время задание на контур тока Iq, определяющего момент электродвигателя, вычисляется путем деления сигнала с выхода регулятора частоты вращения 18 на вычисленное значение потокосцепления ψr в наблюдательном блоке состояния 22. Такое вычисление сигнала управления по моменту в сочетании с программным вычислением напряжений управления на электродвигатель и соответственно токов в зависимости от сигнала αψr из наблюдательного блока состояния 22 обеспечивает корректное функционирование электропривода в широком диапазоне скоростей и качественное управление токами преобразователя с исключением бросков тока как в статических, так и динамических режимах работы электропривода.Information on the orientation of the coordinate system is calculated using an adaptive estimator based on mathematical differential equations describing the state of the automatic data transfer system in real time. The current position of the rotor flux linkage is not calculated from the actual values of the stator currents, but from their given values, at the same time, the task I q , which determines the motor torque, is calculated on the current loop by dividing the signal from the output of the speed controller 18 by the calculated flux linkage value ψ r in the observational state block 22. Such a calculation of the control signal by the moment in combination with software calculation of the control voltages to the electric motor and, accordingly, the currents depending on I drove α ψr of supervisory status block 22 ensures correct operation of the actuator in a wide range of speeds and quality control currents to inverter except inrush both in static and dynamic modes of operation of the actuator.
Все используемые составные части системы управления фиг.1 являются известными либо могут быть получены из известных устройств путем их объединения известными методами. Вопросы применения и построения координатных преобразователей токов 21 и напряжений 16 подробно описаны в [12], регуляторы частоты вращения, токов, при известных требованиях к контуру могут быть построены по требованиям и правилам, изложенным в [13] с реализацией аппаратной части на основе методов, приведенных в [14]. Блок деления 19, сглаживающий фильтр 3, интегратор 27, масштабные усилители 14, 23, 24, апериодическое звено 25, а также сумматор 28 могут быть реализованы на операционных усилителях [15] или цифровых микросхемах. Аппаратная реализация и работа блока векторной ШИМ 6 с диаграммами работы изложена в [10]. Работа импульсного датчика перемещения 10 описана в [3].All used components of the control system of figure 1 are known or can be obtained from known devices by combining them by known methods. The application and construction of coordinate converters of currents 21 and voltages 16 are described in detail in [12], speed controllers, currents, with known requirements for the circuit can be constructed according to the requirements and rules set forth in [13] with the implementation of the hardware based on methods, given in [14]. The division unit 19, the smoothing filter 3, the integrator 27, the
Таким образом, введение в частотно-регулируемый асинхронный электропривод импульсного датчика перемещения 10, блока деления 19 и наблюдательного блока состояния электропривода 22, а также использование выходных сигналов наблюдательного блока состояния в конурах обратных связей по моменту и потокосцеплению и вычисление сигналов обратных связей по заданным значениям токов позволяет осуществить компенсацию амплитудных и фазовых ошибок замкнутых контуров регулирования потока и момента АКЗД за счет точной ориентации системы координат и вычисление управляющих воздействий по току (моменту) в зависимости от фактического значения потокосцепления электродвигателя, обеспечивает, в сравнении с известными решениями, более высокие динамические показатели за счет увеличения быстродействия и точности регулирования момента, исключение бросков тока и надежную работу силового блока преобразователя частоты электропривода.Thus, the introduction into the frequency-controlled asynchronous electric drive of a pulse displacement sensor 10, a division unit 19, and an observational state block of the electric actuator 22, as well as the use of the output signals of the observational state block in feedback loops for torque and flux linkage, and the calculation of feedback signals at given current values allows to compensate for the amplitude and phase errors of closed loops for regulating the flow and the moment of the DPC due to the exact orientation of the coordinate system and in Calculation of control actions by current (torque) depending on the actual value of electric motor flux linkage provides, in comparison with known solutions, higher dynamic performance due to increased speed and accuracy of torque control, elimination of inrush currents and reliable operation of the power unit of the drive frequency converter.
Источники информацииInformation sources
1. Поздеев А.А. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. - Чебоксары: Из-во Чуваш. ун-та, 1998. - 172 с., стр.51, рис 3.9 - прототип.1. Pozdeev A.A. Electromagnetic and electromechanical processes in frequency-controlled asynchronous electric drives. - Cheboksary: From Chuvash. Univ., 1998. - 172 p., p. 51, Fig 3.9 - prototype.
2. Глазенко Т.А., Герман-Галкин С.Г., Полищук С.Б., Рыдов В.А. Частотно-регулируемые асинхронные электропривода для станков с ЧПУ. - Л., ЛДНТП, 1988. - 28 с., ил.2. Glazenko T. A., German-Galkin S. G., Polishchuk S. B., Rydov V. A. Frequency-controlled asynchronous electric drives for CNC machines. - L., LDNTP, 1988 .-- 28 p., Ill.
3. Преобразователи перемещения. Блоки индикации. Каталог 2001. - С.-Петербург, ОАО СКБ «ИС», 2001. - 125 с.3. Displacement transducers. Indication blocks. Catalog 2001. - St. Petersburg, OJSC SKB "IS", 2001. - 125 p.
4. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - М. - Л., Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.4. Kovach KP, Ratz I. Transients in AC machines. - M. - L., Gosenergoizdat, 1963 .-- 744 p.
5. Novotny D.W. and Lipo T.A. Introduction to Field Orientation and High Performance AC Drives Second Edition / IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1986. Section 2.5. Novotny D.W. and Lipo T.A. Introduction to Field Orientation and High Performance AC Drives Second Edition / IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1986. Section 2.
6. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. - Л., Энергоатомиздат, 1987. - 136 с.6. Rudakov V.V., Stolyarov I.M., Dartau V.A. Asynchronous electric drives with vector control. - L., Energoatomizdat, 1987 .-- 136 p.
7. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. - М., Энергоатомиздат, 1982. - 120.7. Epstein II. Automated AC drive. - M., Energoatomizdat, 1982.- 120.
8. Датчики - трансформаторы тока и напряжения серии ЛЕМ. Технические условия ТУ 3413-001-00512622-96. - Тверь, OOO «ТВЕЛЕМ». - 1996 - 29 с.8. Sensors - current and voltage transformers of the LEM series. Specifications TU 3413-001-00512622-96. - Tver, OOO TVELEM. - 1996 - 29 p.
9. Изосимов Д.Б., Рывкин С.Е. Шевцов С.В. Симплексные алгоритмы управления трехфазным автономным инвертором напряжения с ШИМ. - Электротехника, 1993, №12.9. Izosimov DB, Ryvkin S.E. Shevtsov S.V. Simplex control algorithms for a three-phase autonomous voltage inverter with PWM. - Electrical Engineering, 1993, No. 12.
10. Изосимов Д.Б., Рывкин С.Е. Широтно-импульсная модуляция трехфазных автономных инверторов. - Электричество, 1997. - №6.10. Izosimov DB, Ryvkin S.E. Pulse width modulation of three-phase autonomous inverters. - Electricity, 1997. - No. 6.
11. Ремшин Б.И., Ямпольский Д.С. Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов. - М., Энергия, 1975. - 184 с.11. Remshin B.I., Yampolsky D.S. Design and commissioning of subordinate control systems for electric drives. - M., Energy, 1975 .-- 184 p.
12. Элементы системы управления частотным приводом с подчиненным векторным регулированием / Алексеев В.В., Дартау В.А., Рудаков В.В. - Электротехническая промышленность. Серия Электропривод. - М., 1981. вып.4(93).12. Elements of a frequency drive control system with slave vector control / Alekseev VV, Dartau VA, Rudakov VV - Electrical industry. Electric Drive Series. - M., 1981. issue 4 (93).
13. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1973. - 350 с.13. Besekersky V.A., Popov E.P. Theory of automatic control systems. - M .: Nauka, 1973. - 350 p.
14. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. 400 схем для АВМ. - М., Энергия, 1978.14. Tetelbaum I.M., Schneider Yu.R. 400 schemes for AVM. - M., Energy, 1978.
15. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982.15. Titz U., Schenk K. Semiconductor circuitry. - M .: Mir, 1982.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121377/09A RU2313894C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Frequency-regulated asynchronous electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121377/09A RU2313894C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Frequency-regulated asynchronous electric motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2313894C1 true RU2313894C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006121377/09A RU2313894C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Frequency-regulated asynchronous electric motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313894C1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2395157C2 (en) * | 2008-03-31 | 2010-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Control method of value of electromagnetic torque of alternating current machine (versions) |
| RU2401502C2 (en) * | 2008-10-02 | 2010-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС" | Frequency-regulated asynchronous drive |
| RU2402867C1 (en) * | 2009-07-10 | 2010-10-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Method of direct to quasisinusoidal voltage conversion with vector pulse-width modulation |
| RU2441775C1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Control unit for asyncroneous electric motors with short-circuited rotor |
| RU2450299C1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-05-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Control device for marine electric propulsion system based on fuzzy controller |
| RU2458447C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method for control of induction frequency-controlled electric drive with short-circuited rotor and tracking system for its realisation |
| RU2458805C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end |
| RU2460110C1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-08-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Self-tuning electric drive |
| RU2491692C2 (en) * | 2009-03-11 | 2013-08-27 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Control unit for ac rotating machine |
| RU2498497C1 (en) * | 2012-07-24 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Highly dynamic sensorless asynchronous drive with direct control of torque |
| RU2537957C2 (en) * | 2012-09-11 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor |
| RU2829212C1 (en) * | 2024-04-16 | 2024-10-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Electric drive with asynchronous motor with predictive torque control system |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2151420A (en) * | 1983-12-09 | 1985-07-17 | Hitachi Ltd | Levelling apparatus for AC motor driven elevator |
| EP0218729A1 (en) * | 1985-04-16 | 1987-04-22 | Fanuc Ltd. | Method of controlling a three-phase induction motor |
| SU1453574A1 (en) * | 1986-11-03 | 1989-01-23 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Frequency-controlled electric drive |
| RU2101847C1 (en) * | 1995-09-04 | 1998-01-10 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения "ВНИИР" | Thyristor asynchronous drive |
| WO1998042070A1 (en) * | 1997-03-19 | 1998-09-24 | Hitachi, Ltd. | Apparatus and method for controlling induction motor |
| RU2184417C1 (en) * | 2000-10-23 | 2002-06-27 | Ивановский государственный энергетический университет | Device for defining coordinates of induction motor in variable-speed drive |
| US6653804B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-11-25 | Magnetek, Inc. | Method and apparatus for controlling a bucket hoist using a flux vector AC drive |
| RU2231203C2 (en) * | 2002-07-30 | 2004-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) | Direct three-phase frequency changer for induction-motor drive |
| US20040135533A1 (en) * | 2001-07-13 | 2004-07-15 | Masaya Harakawa | Speed control device for ac electric motor |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2006121377/09A patent/RU2313894C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2151420A (en) * | 1983-12-09 | 1985-07-17 | Hitachi Ltd | Levelling apparatus for AC motor driven elevator |
| EP0218729A1 (en) * | 1985-04-16 | 1987-04-22 | Fanuc Ltd. | Method of controlling a three-phase induction motor |
| SU1453574A1 (en) * | 1986-11-03 | 1989-01-23 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Frequency-controlled electric drive |
| RU2101847C1 (en) * | 1995-09-04 | 1998-01-10 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения "ВНИИР" | Thyristor asynchronous drive |
| WO1998042070A1 (en) * | 1997-03-19 | 1998-09-24 | Hitachi, Ltd. | Apparatus and method for controlling induction motor |
| US6653804B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-11-25 | Magnetek, Inc. | Method and apparatus for controlling a bucket hoist using a flux vector AC drive |
| RU2184417C1 (en) * | 2000-10-23 | 2002-06-27 | Ивановский государственный энергетический университет | Device for defining coordinates of induction motor in variable-speed drive |
| US20040135533A1 (en) * | 2001-07-13 | 2004-07-15 | Masaya Harakawa | Speed control device for ac electric motor |
| RU2231203C2 (en) * | 2002-07-30 | 2004-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) | Direct three-phase frequency changer for induction-motor drive |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОЗДЕЕВ А.А. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных приводах. - Чебоксары: Чувашский университет, 1998, с.52. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2395157C2 (en) * | 2008-03-31 | 2010-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Control method of value of electromagnetic torque of alternating current machine (versions) |
| RU2401502C2 (en) * | 2008-10-02 | 2010-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС" | Frequency-regulated asynchronous drive |
| RU2491692C2 (en) * | 2009-03-11 | 2013-08-27 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Control unit for ac rotating machine |
| RU2402867C1 (en) * | 2009-07-10 | 2010-10-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Method of direct to quasisinusoidal voltage conversion with vector pulse-width modulation |
| RU2441775C1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Control unit for asyncroneous electric motors with short-circuited rotor |
| RU2450299C1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-05-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Control device for marine electric propulsion system based on fuzzy controller |
| RU2458805C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method of controlling ac motor torque by generating variable-frequency signal in electric drive and device to this end |
| RU2460110C1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-08-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Self-tuning electric drive |
| RU2458447C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method for control of induction frequency-controlled electric drive with short-circuited rotor and tracking system for its realisation |
| RU2498497C1 (en) * | 2012-07-24 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Highly dynamic sensorless asynchronous drive with direct control of torque |
| RU2537957C2 (en) * | 2012-09-11 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Electric drive of stand-alone object with ac converter-fed motor |
| RU2829212C1 (en) * | 2024-04-16 | 2024-10-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Electric drive with asynchronous motor with predictive torque control system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2313894C1 (en) | Frequency-regulated asynchronous electric motor | |
| Uddin et al. | Development and implementation of a simplified self-tuned neuro–fuzzy-based IM drive | |
| RU2401502C2 (en) | Frequency-regulated asynchronous drive | |
| EP2464002A1 (en) | Estimation of actual torque in an electrical motor drive | |
| CN106961233A (en) | A kind of two-phase hybrid stepping motor closed loop control method | |
| RU2326488C1 (en) | Multimotor frequency regulated electric drive | |
| CN104734594A (en) | Method for open-loop and closed-loop control of an electromagnetic machine | |
| Diab et al. | Model predictive control of vector controlled induction motor drive | |
| RU2459345C2 (en) | Method of vector control of induction motor torque and device for its realisation | |
| CN114884411A (en) | Cooperative control method for multi-permanent magnet synchronous motor system | |
| Pan et al. | High-precision control of LSRM based X–Y table for industrial applications | |
| Le et al. | Application of velocity profile generation and closed-loop control in step motor control system | |
| KR100347990B1 (en) | Variable speed control device of AC motor | |
| CN104335480B (en) | For the method for the torque for adjusting asynchronous machine | |
| RU2422979C1 (en) | System of asynchronous motor speed vector control | |
| Ignatev et al. | Torque ripple reduction of permanent magnet synchronous motor using proportional-integral-resonant controller with delay of control response compensation | |
| Radionov et al. | Estimation of components of rotor flux linkage vector for asynchronous electric drive | |
| RU2580823C2 (en) | Servo drive with asynchronous actuating motor | |
| Krasovsky et al. | Design of speed regulator at direct torque control of switched reluctance motors | |
| Parida | A sliding mode controller for induction motor drives | |
| Islam et al. | Stability analysis of a three-phase converter controlled DC motor drive | |
| CN115380467A (en) | Method and device for controlling an electric machine | |
| RU2621716C2 (en) | Follow-up drive with induction actuating motor | |
| RU100688U1 (en) | VECTOR CONTROL SYSTEM FOR SPEED OF ASYNCHRONOUS MOTOR | |
| Panchade et al. | Sliding mode control of DC drives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080620 |